I完成工作

1.利用摄像头模块ESP32-CAM完成模型箱内图像的采集，之后使用微型开源库Micro-RTSP将采集到的图像数据处理为RTSP流，并利用Wi-Fi将该RTSP视频流发送到上位机。

2.利用STM32单片机完成离心机内部直流伺服电机的转速采集，并通过串口协议将转速数据发送到Wi-Fi模块ESP32内部，ESP32接收到数据后通过无线的方式将速度数据转发到上位机。

3.利用Python语言及其库完成了离心机系统上位机程序设计，包括视频和图片的采集与显示、转速图的绘制与显示、试验数据管理、下位机自动控制和自定义速度文件等功能。

II视频采集实现

考虑到转子空间有限且转子内部没有光线，选取的摄像头应尽量满足体积小、供电容易、自带补光灯等要求。虽然目前有很多种类的网络摄像头，但是大部分摄像头的体积较大且不支持外部程序访问，使用起来较为困难。因此我们决定采用开源的摄像头模块ESP32-CAM，RTSP(实时流传输协议)是TCP/IP协议族中的应用层协议，被广泛应用于流式媒体传输，开源计算机视觉库opencv也提供了读取RTSP视频流的接口，为方便上位机读取，摄像头采用RTSP协议完成视频流传输。

C/C++的开源库Micro-RTSP是一个微型库，它可用于从资源受限的MCU提供RTSP流。通过访问开源库Micro-RTSP库的GITHUB页面，可以得到针对ESP32-CAM的Arduino代码，将程序烧录到ESP32-CAM后，连接到wifi即可在PC端访问到ESP32-CAM采集到的视频流。 当采用QVGA格式的图像时，帧率可以达到25帧到30帧左右：

原理如下图所示




采集效果如下图所示

III离心机转速采集实现

使用ST官方提供的函数库可以快速实现测速功能，首先打开定时器2的时钟，并将其初始化为编码器模式，再将定时器2的通道1和通道2配置为浮空输入模式，便可以完成定时器的初始化设置。参考开源电子网OpenEdv的串口配置程序，完成对串口1配置，再主程序中只需要调用printf函数便可以完成数据发送。

速度采集原理与采集程序流程

IV无线通信部分

使用ESP32完成上位机与下位机的通信，上位机通过无线网络的方式将各种操控指令发送到离心机，下位机接收到指令后，按照指令内容进行开机、暂停、调速等操作，而且离心机的转速还可以通过无线网络的方式传输到上位机，而无需任何物理上的连线

该部分电路原理如图




V程序部分实现

1.使用到的库

PyQt5(前端界面)

matplotlib(绘制参数曲线)

opencv(读取离心机内部的RTSP视频流)

socket(用于和ESP32通信，控制离心机)

2.程序结构和系统结构如下

>程序结构


>系统结构


2.程序运行效果如下

>程序主界面


>程序提供的速度文件编辑工具


>实现视频缩放效果和图像二值化、轮廓提取


VI效果展示

下位机

上位机