BioMakers-final-project

此项目为创意性实践 II 期末个人项目，仅供学习参考。

简易云相机

野生动物图像采集装置

基于WiFi与服务器，捕获野生动物图像

目录

1. 有关项目
   • 软硬件框架
2. 快速上手
   • 依赖环境
   • 安装部署
3. 用法
   • 示例
4. 开源许可
5. 致谢

有关项目

简易云相机——野生动物图像捕获装置

20 学年春季学期创意性实践 Ⅱ 课程项目

此项目文件包中包含以下内容：

• 开源许可
• Arduino 源文件
• 服务器端 Python 依赖
• 服务器端 Python 脚本
• 外壳切割图纸

其他对此项目有帮助或者相关的链接见致谢部分。

_{P.S. 此文档中包含大量可点击连接，可快速跳转至相应界面。}

软硬件框架

本项目所依赖的主要软硬件框架见下

• ESP32-CAM
• Streamlit
• 以及一台服务器！（或者使用局域网连接） （最低要求不清楚，但是带宽越大越好）

快速上手

以下是如何快速上手本项目的步骤说明。

依赖环境

这里列举了一些在运行程序之前你需要做的事情

1. 找出所用服务器的公网（如果是局域网连接的话，内网亦可）IPv4 地址和一个可用的端口（服务器的话可能需要设置网关规则来开放一个，默认 80 端口，注意需要在 Python 脚本中同步端口的更改）

2. 挑选稳定的网络环境（PKU 这类需要网关验证的 WiFi 不可，我自己用的是手机热点），记住 SSID 与密码

3. 将上述参数填入 Arduino 程序中网络相关设置（33-36 行），并烧录进 ESP32-CAM（选择 AI-Thinker 模型，其余参数默认即可）

   /* 硬件程序.ino 33-36行 */
   const char *ssid = "your_WiFi_name_here";
   const char *password = "WiFi_password_here";
   const char *serverIP = "your_server_ip_here";
   const int *serverPort = 80;

   • 如果指定了别的服务器端口，需要在服务器端的 Python 脚本处作对应的修改

     # 服务器端程序.py 修改 164 行处附近，281 行处同理
     # 指定绑定的服务器端口 80
     port = 80

4. 按照下图所示接线，为 ESP32-CAM 供电

   

5. （可选）使用国标 3mm 亚克力板切割出外壳并组装，成品图见下

   1. 全览
   
   2. 三视图
   
   3. 电源滑盖示意
   

   _{（此处设计有小缺陷，滑盖的工作没有预期的顺畅，图中所示模型实际在滑槽外侧额外贴了透明胶用于限位）}

6. 服务器端安装 Python 依赖，推荐使用 Python 3.7+ 的版本，更低的版本未经测试，但也应该可以尝试（都 2021 年了不会还有人用 Python 2 吧）

   pip3 install -r requirements.txt

安装部署

1. 将 Python 脚本上传至服务器，并在同目录下创建 img 文件夹

2. 在同目录中键入以下命令来开启服务器端的运行（<available-port> 部分需要替换成另一个可用的服务器端口，避免和上传数据用的端口冲突）

   streamlit run 服务器端程序.py --server.port=<available-port>

   • （可选）如果使用的是服务器，可以结合使用 nohup 或者 screen 的指令来让程序能够挂在后台一直运行

3. 检查 WiFi 可用性（或者是像我一样，打开手机热点）

4. 给 ESP32-CAM 供电，等待设备连接

   • （可选）由于没有设置别的调试信息输出来显示连接状态，可以在测试时先通过串口监视器观察输出信息

     • 据我观察，调试成功之后不作变动也能正常运行
     • 但可能在不同的手机热点条件下会有波动

5. 现在您可以访问 <服务器IP>:<端口> 来使用在线应用了！ヽ(✿ ﾟ ▽ ﾟ)ノ好耶

用法

在线的应用主要分三大模块：

• 查看照片
• 手动拍摄
• 自动拍摄

使用范例见下。您也可以通过随时更改网页端的程序来拓展出更多的功能，相关 API 见官方说明。

示例

1. 查看已捕获的照片

2. 手动拍摄特定张数

3. 自动连续拍摄照片

开源许可

本项目遵循 MIT 开源许可，详见 LICENSE。

致谢

• 感谢开设此课程的陈老师、陶老师、龙老师、董老师_{（排名不分先后）}

• 感谢吕同学提供的 ESP32-CAM 接线示意图

• 感谢极客实验室与老生物楼创意实验室提供的板材加工与 3D 打印

• 网页交互界面实现

  

• Arduino 平台硬件程序支持

  

• 相关 Arduino 依赖包与调试工具

  

• ESP32-CAM 部分代码主要参考

  

• 部分代码修改参考

  

• 图像比对部分参考

  

• 2D 加工图纸绘制

  

• 3D 模型处理