【K210-ESP8266】开发板上传图像数据到服务器并实时显示

本文章主要记录基于 【K210-ESP8266】 图传和显示的过程，结合人脸识别，实现嵌入式边缘设备的无线通讯和AI推流，是系列文章，欢迎学习交流。
关于上位机的开发过程，请参考以下博文：
【K210+ESP8266图传上位机开发】TCP server + JPEG图像解析上位机开发

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• 系列专栏：K210开发板二次开发
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1. K210 - esp8266 图传

1.1 系统架构

• K210 开发板的 OV2340摄像头采集图像
• K210 开发板串口接 乐鑫科技的 ESP8266 模块，使用其 WIFI 功能
• ESP8266 连接wifi后通过连接上位机TCP服务器，并将K210采集的图像数据通过透传的方式传输至 TCP server
• 上位机 TCP server 将图像数据解析并还原显示

1.2 图像格式解析

一帧图像，格式 RGB565：16位数据，每个像素占用2字节

320*240 分辨率 = 76800 像素

数据量 = 像素 * 2 字节 = 76800 * 2 = 153600字节 = 150 kb

img = sensor.snapshot() 
#返回值：{"w":320, "h":240, "type"="rgb565", "size":153600} 一帧图像字节数 153600
img_bytes = img.to_bytes() #转化为 字节
print(len(img_bytes))      #字节长度为 153600

# 图像压缩
img = sensor.snapshot()
lcd.display(img) 
img = img.compress(quality=60)    # 对原始图像压缩  压缩的 quality 越大 对原始图像的破坏率越大
img_bytes = img.to_bytes()    #转化为 字节
print(len(img_bytes))         #   #输出 6900 多  对原图进行压缩后，字节数变少，
#lcd.display(img)   #注意，压缩后再显示，会报错  格式不支持

1.3 图像发送方式解析

发送时，单次发送2048个字节，用block的形式，先发送2048的整数倍，再发送剩余字节数：

 img = sensor.snapshot()
        lcd.display(img)
        img = img.compress(quality=50)  # 对原始图像压缩  quality 越小 对原始图像的破坏率越大
        img_bytes = img.to_bytes() #转化为 字节
        print("send len: 压缩后的字节数 ", len(img_bytes))
        try:
            block = int(len(img_bytes)/2048)  #单次传2048个字节
            #print("发送的block数 ", block)
            for i in range(block):  # 先发送2048 的整数倍
                send_len = sock.send(img_bytes[i*2048:(i+1)*2048])  #返回发送的字节数
                #time.sleep_ms(500)
            send_len2 = sock.send(img_bytes[block*2048:]) #然后发啊送剩余不到2048个字节
            #print("send len2: ", send_len2)

            #time.sleep_ms(500)
            if send_len == 0:
                raise Exception("send fail")
        except OSError as e:
            if e.args[0] == 128:
                print("connection closed")

1.4 ESP8266 配置AT指令：

一般来说，ESP8266 模块默认的波特率是115200，AT指令全部以\r\n结尾；发送AT命令后，返回OK即认为设置成功

AP 模式：本身作为热点让别人连接： AT+CWMODE=2。配置热点信息： AT+CWSAP="Eureka1024","123456789",1,3 ---- 热点名为 Eureka1024，密码为 123456789，使用通道 1，加密方式为 WPA2_PSK。

station 模式: 用来连接热点，加入外部网络。AT+CWMODE=1连接到指定路由器：AT+CWJAP_DEF="PiWiFi","12345678" 。//wifi名和wifi密码

# 透传模式：开启透传模式后只需要在第一次发送数据时使用 AT+CIPSEND 指令来告诉 ESP8266 开始透传发送，随后我们直接发送想要的数据即可，不需要在每次发送数据之前都要指定发送数据的长度
# 开启：使用 AT+CIPMODE=1 指令开启透传模式，
# 结束：1、发送 +++ 这三个字符，值得注意的是该命令没有换行符，不然后失败。 2、接着发送 AT+CIPMODE=0 命令即可退出透传模式，即回到正常的模式。

#ESP8266是通过AT指令进行配置的，因此要保证ESP8266已经烧录了AT固件库，一般网上买的ESP8266模块默认会烧录AT固件库，如若没有，可以自行进行烧录
AT+RESTORE                                                      #恢复出厂设置
AT+CWMODE=1                                                  #设置ESP8266工作模式为STA
AT+RST                                                            #复位
AT+CWJAP="路由器账号","密码"                                      #连接路由器
AT+CIPMODE=1                                                  #设置透传模式
AT+CIPSTART="TCP","192.168.6.117",8266                         #连接TCP服务器（上位机）
AT+CIPSEND                                                       #开启透传,传送数据的长度

1.5 ESP8266 透传图像数据

1.5.1 TcpServer 测试结果：

#上图中可以看出，OV2640采集到的图像数据，最终经过ESP8266发送到了上位机，并成功显示出来，只是受限于串口速率，大概3秒才会传输完一帧数据，在实际使用时，也可以发现，上位机数据缓冲容器时常都是空的，数据生产线程受限于串口速率，导致数据的生产远远小于数据的消耗，表现出来就是几秒才会刷新一帧数据。
图像帧数: 157
fps: 0.1968504
send len: 压缩后的字节数  6283
图像帧数: 158
fps: 0.1975114
send len: 压缩后的字节数  6285
图像帧数: 159
fps: 0.1968117
send len: 压缩后的字节数  6265
图像帧数: 160
fps: 0.1976675
send len: 压缩后的字节数  6232
图像帧数: 161
fps: 0.1969279
send len: 压缩后的字节数  6190
图像帧数: 162
fps: 0.1970055
send len: 压缩后的字节数  6205
图像帧数: 163
fps: 0.1970055
send len: 压缩后的字节数  6193

1.6 TCP 服务器+图像数据解析上位机

1.6.1 上位机：

上位机使用说明：
上位机下载：C#上位机 网络调试软件 可实时显示JPEG图像
https://download.csdn.net/download/qq_39217004/86946865

ESP8266在接受到K210开发板通过串口传输的图像数据之后，会将其发送给上位机，那么ESP8266和上位机之间是如何通讯的呢？是通过TCP/IP协议。本软件使用C#语言，基于TCP/IP协议，写了一个简单的上位机服务，该服务接受ESP8266的连接，并将其发送过来的数据编码为图像进行显示。由于软件写的很简单，因此很多功能并没有进行扩充实现，如其只支持一个设备的图传，后续可以进行升级改进。感谢各位的下载使用

使用说明：配置好您的本机IP和port口，port口在 0-65536任选一个即可，下位机和上位机的连接配置要一致，配置好趴之后可以实现连接使用

若有问题欢迎大家留言交流，祝大家工作学习顺利

修改不同的IP地址后，测试：

下位机：请留言交流

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关于上位机的开发过程，请参考以下博文：
【K210+ESP8266图传上位机开发】TCP server + JPEG图像解析上位机开发