小鹏物联网 MicroPython 图像采集方案

本方案是一个基于ESP32-CAM + 物联网的图像采集方案。
通常来讲,一个基于单片机的图像采集程序会由 规则+执行 两部分组成,其中规则部分包括图像采集规则,主要是拍照时间,如每10分钟拍照一次、每天9点拍照等,是因项目而定的;而执行部分就是拍照本身,是相对固定的。

一、功能流程设计
本方案把相对固定的拍照程序放在ESP32的程序内,把可变的程序和数据放到物联网上,得到设计如下:
小鹏物联网 MicroPython 图像采集方案


二、规则配置
小鹏物联网 MicroPython 图像采集方案
定时器节点
本节点为高级定时器节点,时间设置为一个Cron表达式,可灵活设置定时触发时间。
定制数据发布
本节点用来发布自制数据,本例中为摄像头动作指令。
图像解码节点
本节点用来对采集的图像数据(原始16进制数据)进行解码得到图像数据,再根据操作可选项做相应处理(如旋转指定角度)。
图像保存节点
本节点用来将图像数据保存到项目图册。

三、ESP32-CAM固件
Micropython官方没有支持ESP32-CAM的固件,需要烧录第三方的专有固件。
请参考此文:esp32cam开发板烧录micropython固件

四、MicroPython程序

wifi程序
import network
import time

def connect():
	ssid = '***'
	password = '******'
	wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
	wlan.active(True)
	wlan.connect(ssid, password)
	while wlan.isconnected() == False:
		print('Waiting for connection...')
		time.sleep(1)
	print('Connected on {ip}'.format(ip = wlan.ifconfig()[0]))

mqtt程序
from umqtt.simple import MQTTClient

MQTT_SERVER = 'iot.xpstem.com'
MQTT_PORT = 1883
MQTT_USER = 'ss10001'
MQTT_PASSWD = '******'
MQTT_CLIENT_ID = 'ESP32-CAM-001'

def connect():
    client = MQTTClient(MQTT_CLIENT_ID, MQTT_SERVER, MQTT_PORT, MQTT_USER, MQTT_PASSWD, 300)
    client.connect()
    print('Connected to MQTT Broker "{server}"'.format(server = MQTT_SERVER))
    return client

main程序
###################################
# 智能浇花项目
#
# 通过报像头拍照并上传。
# 要结合物联网系统来使用
#
# author: billy_zh@126.com
###################################
import wifi
import mqtt
import gc
import json
import random
import binascii
import time
import _thread
import camera
from machine import ADC, Pin

# 摄像头图像数据上报主题
PUB_TOPIC = b'xxxxxx'
# 报像头指令数据订阅主题
SUB_TOPIC = 'xxxxxx'

# wifi 连接
wifi.connect()
# mqtt 连接
mqtt_client = mqtt.connect()

####################
# 报像头拍照并将图像数据分块上传到服务器
####################
def capture_and_publish():
    t = time.localtime()
    id = 't{year}{month}{day}{id}'.format(year=t[0],month=t[1],day=t[2],id=random.randint(100000, 999999))

    buf = camera.capture()
        
    if (buf==False):
        print("capture failure, skip...")
        camera.deinit()
        gc.collect()
        # 重新初始化
        camera.init(1)
        return
        
    img_bytes = bytes(buf)
    # 字符数组传16进制字符数组(上传用)
    img_str = binascii.hexlify(img_bytes).decode('ascii') 
    img_len = len(img_str)
    num = (img_len + 799) // 800
        
    # 分块上传数据头
    msg_dict = {
        "id": id,
        "segment": 1,
        "batchNum": num,
        "totalSize": img_len,
        "chknum": ""
    }
    msg = json.dumps(msg_dict)
    result = mqtt_client.publish(PUB_TOPIC, msg)
    print("Send message to topic '{topic}'".format(topic = PUB_TOPIC))
            
    for i in range(num):
        start = i * 800
        end = start + 800
        if (end > img_len):
            end = img_len;
        # 分块上传数据包
        msg_dict = {l
            "id": id,
            "segment": 2,
            "batchNo": i+1,
            "data": {
                "img": img_str[start:end]
            }
        }
        msg = json.dumps(msg_dict)
        result = mqtt_client.publish(PUB_TOPIC, msg)
        print("Send message to topic '{topic}'".format(topic=PUB_TOPIC))
            

def msg_callback(topic, msg):
    try:
        payload = msg.decode();
        print('从{topic}接收到消息, data:{data}'.format(topic=topic.decode(), data=payload))
        
        dict = json.loads(payload)
        action = dict['data']['action']
        if action=='capture':
            # 发送线程        
            _thread.start_new_thread(capture_and_publish, ())
            
    except Exception as e:
        print(f"消息接收出现错误:{e}")

# mqtt 订阅
mqtt_client.set_callback(msg_callback)
mqtt_client.subscribe(SUB_TOPIC)
    
camera.init(1)

####################
# 主循环
####################
while True:
    # 检查是否有消息回调
    mqtt_client.check_msg()
    time.sleep(1)

五、运行
【下发/上报数据】
小鹏物联网 MicroPython 图像采集方案
【项目图册】
小鹏物联网 MicroPython 图像采集方案
- 本文为本站原创文章,转载请保留出处。
- 文章链接:https://www.xpstem.com/article/2000351

06-24   阅读(253)   评论(0)
 标签: 创客 ESP32 MicroPython 物联网 摄像头

涨知识
MQTT

MQTT协议是一个应用层协议,他要求使用的传输层协议能提供有序的,可靠的双向字节流传输服务。

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