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OAK POE系列产品上手指南

OAK POE系列产品上手指南

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今天来给大家介绍一下 OAK PoE 系列产品的使用及注意事项。

PS： 设置静态IP时网段要避免与已有网段重合

▌OAK-PoE 简介

PoE 允许使用单根 Cat5e（或更高）以太网电缆为设备供电并为其提供高达 100 米（328 英尺）1000 Mbps (1Gbps) 全双工连接。

▌使用前的准备工作

  1. 您需要一台千兆 PoE 交换机来为 PoE 设备供电。最好是支持 DHCP 服务器，这样当你需要动态分配 IP 时，就不需要额外使用一根网线连接路由器了。
  1. 如果您为挑选一款好的 PoE 交换机而感到烦恼。我们推荐使用 PoE POWER Supply，48V 的 PoE 供电模块。

PoE 电源 48VPoE 供电模块，千兆网络，48V 供电，大于 10W 功率，给 OAK 的 PoE 相机供电，同时将 OAK 相机的 PoE 网络接口转换成普通网络接口。

只需要将它的两个网口分别连接主机和我们的 OAK-PoE 设备，然后插到电源上即可。

例如下面这款（需要的话可联系我们淘宝店客服，数量不多卖完即止）：

  1. 如果您需要在户外使用，推荐使用车载直流供电。
  1. 安装依赖：

运行 OAK-PoE 设备需要 depthai 库大于等于 2.7.0.0 版本。直接安装最新版本即可。

python3 -m pip install -U "depthai>2.7.0.0"

▌设置主机静态 IP

如果你的 PoE 交换机不支持 DHCP 服务器。你需要设置主机的静态 IP，以保证主机和 OAK 设备在同一个局域网内。

所有 PoE 设备出厂默认设置：静态 IP 为 169.254.1.222 ，子网掩码为 255.255.0.0 。所以我们需要将主机 IP 设置为与设备同一网段，子网掩码设为相同。

例如：将静态 IP 设置为 169.254.1.10，子网掩码设置为 255.255.0.0。

PS: 子网掩码一定要设置正确！！

OAK POE:
    ip addr: 169.254.1.222
    netmask: 255.255.0.0

PC:
    ip addr: 169.254.1.10
    netmask: 255.255.0.0

可以使用以下命令设置：

▌Windows

▌Linux

sudo ifconfig eth0 169.254.1.10 netmask 255.255.0.0 up

▌设置防火墙

Linux 系统上有一种情况即使分配好了 IP 地址，主机与 OAK 设备同属于一个网段。还是出现找不到设备的错误。这有可能是防火墙阻止的连接。

我们可以使用 iptabels 工具查看防火墙规则表：

iptables -L -n --line-numbers

如果看到 reject-with icmp-port-unreachable 规则，则很有可能是它阻止了连接。

我们可以删除此条规则：

sudo iptables -D <规则链名> <规则序号>

也可以直接清空所有规则：

sudo iptables -F

PS: 不用担心破坏了防火墙规则，此命令为当时生效重启即恢复原样。

WIndows 系统上没有防火墙问题。

▌设置 OAK-PoE 静态 IP

  • 首先我们需要主机能够先找到 PoE 设备。
  • 然后通过代码刷写新的 IP。

设置设备 IP 的示例代码可以在此处找到。

查看设备 Bootloader 版本

查看代码地址

如果 Version 低于 0.0.14，则需要更新 Bootloader 版本。

更新 Bootloader 版本

查看代码地址

由于我手中的设备已经是最新版本，所以没有任何更新信息。

设置静态 IP

查看代码地址

可以看到上图中，运行 depthai-demo.py 程序，设备 IP 已经显示为 192.168.1.201。

PS: 设备和主机依然要保存在同一网段，子网掩码相同。

OAK PoE:
    ip addr: 192.168.1.201
    netmask: 255.255.255.0

PC:
    ip addr: 192.168.1.10
    netmask: 255.255.255.0

设备设置静态 IP 需要注意的问题

在设备被设置了静态 IP 后，路由器或支持 DHCP 服务器的 PoE 交换机的自动分配 IP 功能将失效。设备不再接收分配的 IP，会出现找不到设备的情况。

清除配置

可以通过清除刚才的配置，相当于恢复出厂设置。

默认 IP 情况：

OAK PoE:
    ip addr: 169.254.1.222
    netmask: 255.255.0.0

PC:
    ip addr: 169.254.1.10
    netmask: 255.255.0.0

自动分配 IP 的情况：

OAK PoE:
    DHCP

PC:
    DHCP

▌演示

与 USB-C 设备同样的方法使用。当你的程序尝试连接设备时，depthai 库将搜索通过 USB 端口或 LAN 连接的可用设备。

python depthai-demo.py -gt cv

▌OAK-PoE 设备故障排查详解

在进行任何类型的故障排除之前，我们建议尝试使用最新版本 depthai。

No DepthAI devices found! 无可用设备

如果你遇到这个错误，意味着 depthai 在同一个网络上没有找到任何 OAK PoE 相机。请确定相机已打开并与电脑连接在同一个网络上。几个可能：

  • 如果你正在使用 DHCP 服务器，可以在 DHCP 服务器仪表盘上查看 logs/connected devices，查看相机是否已连接及其 IP 地址。
  • 如果没有 DHCP，相机将退回到静态 IP（参见DHCP 和静态 IP）。
  • 当你知道相机的 IP 并能 ping 通它时，参见我可以 ping 通 OAK PoE 相机，但无法连接到它。

我可以 ping 通 OAK PoE 相机，但无法连接到它

DepthAI 库仅在同一局域网内搜索可用的 OAK PoE 相机，如果您的相机和主机不在同一个局域网中，您需要手动指定相机的 IP 地址以便进行连接。您可以使用 DepthAI 库提供的相关函数来手动指定相机的 IP 地址。

需要注意的是，为了确保与相机的兼容性，您需要确保相机的 bootloader 版本不低于 0.0.18。您可以使用 OAK 设备管理器来检查相机的bootloader 版本，并根据需要升级相机的bootloader 版本。

import cv2
import depthai as dai

pipeline = dai.Pipeline()

camRgb = pipeline.createColorCamera()

xoutRgb = pipeline.createXLinkOut()
xoutRgb.setStreamName("rgb")
camRgb.preview.link(xoutRgb.input)

device_info = dai.DeviceInfo("169.254.1.222")  # IP
# device_info = depthai.DeviceInfo("14442C108144F1D000")  # MXID
# device_info = depthai.DeviceInfo("3.3.3")  # USB port name

with dai.Device(pipeline, device_info) as device:
    qRgb = device.getOutputQueue(name="rgb", maxSize=4, blocking=False)
    while True:
        cv2.imshow("rgb", qRgb.get().getCvFrame())
        if cv2.waitKey(1) == ord("q"):
            break

DHCP 和静态 IP

默认情况下，PoE 设备会尝试从 DHCP 获取 IP 地址。如果网络上没有可用的 DHCP 服务器，设备将使用静态 IP 地址 169.254.1.222, (子网掩码：255.255.0.0)。在这种静态回退情况下，您的计算机需要设置在相同的 IP 地址范围内，否则将无法与设备进行通信。为了解决这个问题，您可以在计算机上设置一个静态 IP 地址（例如静态 IP：169.254.1.10，子网掩码：255.255.0.0），以确保计算机和 PoE 设备可以相互通信。如果需要连接多个 PoE 设备，您需要为每个设备设置唯一的静态 IP 地址，以避免冲突。

端口和防火墙

UDP 设备发现在端口上处理 11491，TCP XLink 连接在端口上处理 11490。

在 Ubuntu 上，默认情况下防火墙是禁用的，所以你应该不会有任何问题。你可以通过执行以下命令来检查这一点：

> sudo ufw status
Status: inactive

如果你启用了防火墙，你可能需要允许这两个端口：

sudo ufw allow 11490/tcp
sudo ufw allow 11491/udp

我们已经注意到，上述规则并不总是像预期的那样工作，有时有必要运行下面的命令。

在生产环境中，建议将 OAK PoE 设备的 IP 地址设置为静态 IP，以避免在重新连接时 IP 地址发生更改。如果 OAK PoE 设备使用动态 IP 地址，您可能需要重复设置防火墙规则来确保设备的连通性。

ufw allow from [OAK_PoE_IP]

VPN 连接

在使用 PoE 设备时，如果您同时使用 VPN 连接，可能会导致与该设备的连接中断。这是因为您的电脑可能只在远程网络中搜索该设备，无法在本地网络中找到它。因此，我们建议在使用 PoE 设备时关闭 VPN，或者确保您的本地路由设置为在 VPN 连接时本地设备可用。关闭 VPN 可以确保您可以直接访问本地网络中的设备，而在启用 VPN 时设置本地路由可以让您的电脑继续访问本地网络中的设备。

通过 2 个接口（WiFi/以太网）连接到同一个局域网

偶尔会出现这样的情况：程序可能会发现同一个 PoE 设备两次，并打印该设备的 IP 地址两次。

尽管这种情况很少见，但在某些情况下，例如使用多个设备时，可能会导致初始化错误，例如 RuntimeError: Failed to find device after booting, error message: X_LINK_DEVICE_NOT_FOUND。我们正在尽快修复这个问题。暂时的解决方法是从其中一个接口断开连接，例如断开 WiFi 连接，从而避免设备被重复发现，减少出现初始化错误的可能性。

供电不足

如果您的 PoE 设备出现故障或突然停止工作，很可能是由于使用的 PoE 交换机/注入器存在问题。当每个端口的电力预算似乎足够，但由于其他端口上的设备需求而超出了交换机/注入器的总电力预算时，就会发生这种情况。此时，建议您检查您使用的 PoE 交换机/注入器的规格说明，了解其总电力预算，并查看是否需要更换交换机/注入器或重新分配设备的端口，以确保电力预算不会超出范围。这样可以解决 PoE 设备无法正常工作的问题。

“特殊”网络设备

我们注意到，对于某些网络设备，我们默认的 15 秒连接超时时间不足，需要增加超时时间。您可以通过设置环境变量来增加超时时间（以毫秒为单位）。这可以帮助确保在连接到 PoE 设备时，有足够的时间来建立连接，从而避免连接超时导致的问题。要设置环境变量，请查看您使用的操作系统的相关文档，了解如何设置环境变量，并将变量设置为所需的超时时间（以毫秒为单位）。例如，如果您需要将超时时间设置为 30 秒，则需要将环境变量设置为 30000 毫秒。注意，增加超时时间可能会对连接的响应时间产生影响，因此您应该根据实际情况选择合适的超时时间。

  • Linux/MacOS
export DEPTHAI_WATCHDOG_INITIAL_DELAY=60000
export DEPTHAI_BOOTUP_TIMEOUT=60000
python3 script.py
  • Windows PowerShell
$env:DEPTHAI_WATCHDOG_INITIAL_DELAY=60000
$env:DEPTHAI_BOOTUP_TIMEOUT=60000
python3 script.py
  • Windows CMD
set DEPTHAI_WATCHDOG_INITIAL_DELAY=60000
set DEPTHAI_BOOTUP_TIMEOUT=60000
python3 script.py

网络接口控制器设置

在 Linux 上，一些默认的网卡设置可能不适合与 OAK PoE 相机通信，这可能会导致低帧率、高延迟和/或高 OAK CPU 使用率。您可以使用 ethtool 工具来配置这些设置。

ethtool 是一个命令行工具，用于显示和配置以太网适配器的各种参数，例如速度、双工模式和接收器/发送器环路。使用 ethtool，您可以优化网络接口卡的设置，以便优化与 OAK PoE 相机的通信，从而提高帧率、降低延迟和减少 OAK CPU 使用率。

具体来说，您可以使用 ethtool 来调整网络接口卡的缓冲区大小、传输速率和其他参数。要使用 ethtool，请首先安装它，并在终端中运行相应的命令。建议在执行任何修改之前备份您的系统设置，以避免不必要的问题。

*ethtool 设置为我们提供了更好的性能*

有一个案例显示，通过配置 sudo ethtool -C NAME rx-usecs 1022（其中 NAME 是 enp59s0f1）可以将帧率从 12 帧/秒提高到 20 帧/秒。这说明通过使用 ethtool 工具来调整网卡设置，可以显着提高与 OAK PoE 相机的通信质量。在这个案例中，通过将接收缓冲区的 rx-usecs 参数设置为 1022，可以优化网络接口卡的性能，并提高帧率。需要注意的是，不同的系统和硬件可能需要不同的参数设置，因此建议在进行任何更改之前，仔细研究您正在使用的硬件和操作系统，并查找最佳的参数设置。

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