远程监控系统的云台控制及多画面显示

2002年8月 电 脑 学 习 第4期 远程监控系统的云台控制及多画面显示 刘金明 陈佩江～ 周洪玉一 摘 要 基于面向对象的编程思想。对有关串口编程和 多画面显示的函数进行了类的封装。提出了串行通信和多画面显示程 序 的一 般方法 。并给 出 了远程 监控 系统的软件实现方痞 。 关键词 远程监控 Visual C++ 面向对象 串行通信 云 台控制 多面面显示 Console Control and Multi-picture Show in Remote M onitoring System Liu Jinming Chen~ijiang Zhou Hongyu Abstract Keyword Basing on object-oriented program thinking，this paper encapsulates some functions about serial portprogram and multi-picture show designing，and tells general method of serial communication program and muhipicture show designing．This paper also gives method of realizing remote monitoring and controlling system． Remote Monitoring Visual C++ Object-oriented Serial Communication Console Controlling Multi-picture Show 远程监控系统中云台和镜头的控制足系统的～个重要 功能，它须借助于串口编程来实现，如何有效地开发串行通 信程序 ，足远程监控系统软件中基础、关键的一个环节。本 文采用面向对象的编程方法 ，利用 Visual C++实现监控系 统的云台控制和多画面显尔功能。 1远程监控系统结构 根据功能_手【I硬件连接方式的不同，远程监控系统可分 为二种类型：总线型，星型， 型扩展型。其中垡型足应用最 多，也是最经济的一种 ，其连接方法如图 1所示。采用星型 的远 监控系统的特点足： (1)对镜头可进行二可变控制：控制光圈、焦距、镜头 拉伸； (2)埘 云台可做全方位控制：该系统可以对 云台的上、 下、左、右转动以及配套的云台护罩的丰H应保护设备进行全 方位的控制； (3)可同时 示多个通道的视频信息； (4) 数字录像功能 ：能根据用户制定的计划智能录 像，也可随时录像，并可对录像文件进行查询和回放； (5)编码懈 码器具有双向通讯功能：编码器和解码器 具有独 的地址编码，采J{J数字化信号进行寻址 ，它可将丰H 应的反馈信息及报警信息回传到主控系统，并可实现单线 遥控； (6)编码控制节省控制线：系统各点均采用编码方式 总线控制，各监控 点设备和控制设备只需挂接在总线上即 可，方便灵活。同时编码控制提高了设备控制的可靠性，使 布线、维修较为容易。 本系统中一个编码器最多可接四个云台和摄像头。云 台J{]来控制摄像头的移 和镜头的拉伸、调焦等任务。编码 刘金明 哈尔滨铁路局齐齐哈尔科学技术研究所工程师 (161002) 陈佩江 哈尔滨理丁大学机械动力工程学院 (150080) · 4 · 器对应于现实中的站点(如哈尔滨火车站)，一个云台对应于 某站点的一个监视点 (如哈尔滨火车站售票人厅)。 r-- h r-- h ~-a星r-- h 云台 白 亡] 苫 声视频采集卡 — l解码器 l 2M I编码器 编码器 工 解码器 编码器 工 解码器 }拧计算机 兰竺 网络分摔计算机 网络分控计算 RS232 图 1星型远程监控 系统结构 2远程监控系统的云台控制功能的实现 远程监控系统中控制功能有控制镜头和控制 云台，它 须借助于串行通信来实现。串行通信可以在一定的硬件支 持下主要用软件来实现，更方便也更常，{J的串行通信实现 方法是使用硬件接 口电路，再辅之以必要的软件驱动程序 。 串行端 口的本质功能是作为 CPU和串行设备间的编码转 换器。当数据从 CPU经过串行端 口发送出去时，字节数据 转换为串行的位；在接收数据时，串行的位被转换为字节数 据。 在 Windows环境 卜，串口足系统资源的一部分。麻川程 序要使用串口进行通信，必须在使埘之前向操作系统提 打开串口要求，通信完成后必须关闭串口，释放资源。在实 际编程中，由于采刚的通信方式和流控制不 ，串口设置也 不同，这就涉及到 DCB的仞始化和读弓串口等细节问题， DCB (Device Control Block) 结构定义了串口通信设备的 控制设置，许多重要设置部是在此结构中完成的 。 串口通信程序的流程如图 2所爪。 在面向对象的编程过程 中，类的实现是核心¨题l4J，存 此可以把与串口操作有关的函数封装为一个类：CCorePort。 收稿日期：2002—02—27 维普资讯 http://www.cqvip.com 2￡生 H鱼 墼墼H亟兰圭竖H 生 l 图2 串行通信程序流程图 布程序中只要卢明一个 CComPort的一个实例后便可对串 口进行操作。以 卜埘 CComPort类最常用的 L个成员函数进 行简要的说明。 (1)打丌串口：void OpenPort(int nPort，DWORD dw— Baud ： 9600． Parity parity NoParity． BYTE DataBits = 8，StopBits stopbits ： 1， FlowControl fc = NoFlowControl， BOOL bOverlapped= FALSE)； nPon为所使刚的串口号， dwBaut为波特牢，parity为奇偶位 ，DataBits为数据位 ，stop- bits为停止位，fc为流 制设置，bOvedapped为是否采用异 步通信方式。 (2)写 串口：DWORD WritePort(const void lpBuf,DW— ORD dwCount)；lpBuf为存 放要写入 的数据 的缓冲 区，dw— Count为要写入的字节数。 (3)读串 口：DWORD ReadPort(void lpBuf,DWORD dwCount)；lpBuf为存放要读取数据的缓冲区，dwCount为要 读取的字节数。 (4)关闭串口：void ClosePort0，释放所申请的资源。 要实现监控系统的云台控制功能，需要发送给摄像机 云台驱动器命令码来使其进行以’卜操作，下面 以操纵云台 向左运动为例说明： ①声明 一个 CComPort类的实例：CComPort Ill—Port； ② 打丌 串口： Ill—Port．OpenPort(1，9600，CComPort：： NoParity)； ③弓串口：本文就是操纵云台向左运动 。 void CCommand：：I FC FdFop(BYTE EncordAddr，BYTE PtcAddr1 作云台向 运动 { BY FE cmdl 71； cmd[O I=Oxfc； cmd[1】：Ox6； cmdI 21=EricordAddr； 岛码器地址 cmdl31=0xl： 码器和云台直接相连，值恒定为 1 cmd[4]=PtcAddr；／／2台拧制器地址 cmdl51=Ox4； 制云台I，n_走运动 cmdl6]=Oxl00一((cmdlOl+cmdl 1]+cmd[21+cmd[31+cmd[4]+cmd[5])％ Oxm： 验码 m_l’oft．WritePort(cmd，7)； ) ④关闭串口：m—Port．ClosePort0。 3远程监控系统多画面显示的实现 埘于远程 控系统来说，多画面显示也是必不可少的 一 种功能。与传统的监控系统不 同的足：多画面显求不是借 助于硬什来实现，而足完全由软件来完成。基于面向对象的 编程思想，本文定义了一个类 CPicView，通过它可方便的实 现以 }：功能，并 H．可很人程度地提高软件的可扩展性。以 F 埘 CPicView类的主要的接口函数进行简要的说明。 (1)初始 化：BOOL InitPicView(HWND hView)；参 数 hView为要显示图像的窗口的句柄 。 (2)设置显 示幅 数 ：BOOL SetVieWMOde(int nMode1： 参数 nMode为显示幅数，值可为 1，4，9，16。 (3)显示 图像 ：BOOL ShowMPG(int index．int chan— ne1)； 参数 index代表要显示图像的区域为第几个矩形，基 数为 0；参数 channel为显尔的图像为第几通道的视频信 息，基数为 0。 (4)设置某一通道为当前画面：BOOL SetCufDentView (int index)；参数 index为要设置的 前画面，基数为 0：在整 个系统的控制面板上只有一个 前画面，控制功能只对当 前画面起作用．且只有当前画面可进行声音预览。 例如某远程监控系统有十个监视点，要四幅显示其中 的前四个通道的视频信息可由下面的步骤实现。 (1)在系统起动时，首先声明一个 CPicView的实例：c picView Ill — PicView； (2)对实例进行初始化 Ill—PicView．InitPicView(m _ hWn d)；m—hwnd为主窗口的句柄 ，以后所有的视频信息都将在 主窗口内显示： (3)显示四幅图像，可由下面的消息函数实现。 void CMonitorDlg：：OnFourView() { nl — PicView．SetViewMode(4)；／臌 置显示方式为四幅显示 f0r(int i_O；i<4；i++) { m _ PicView．ShowMPG(i，i1； ∥显示四幅图像 】 m _ PicView．SetCurrentView(0)；／A~置第 一个画面为当前监视画面．并 可监听第 一个画面所对应的通道的音频信息 】 4结 束 语 基于面向对象的编程思想，针对远程监控系统中的云 台控制和多画面显示，本文提出了串行通信程序设计和多 画面显示的一般方法，提高了程序的可扩展性和稳定性。采 用此方法编写的远程监控系统 投入使用，实地运行结果 表明，系统可实现对云台的上、卜、左、右转动伞方位的控制 和多画面显示功能，特别适用于监控对人体有毒、有害的 作环境，而且真正实现了少人或无人看管，减轻了现场工作 人员负担，降低了工程造价，提高了经济效益。该系统稳定 可靠，具有较强的适应性，经过简单修改后，就可应用于电 力、交通、医疗、银行等领域。 参 考 文 献 1张力，吕振肃，赵庆林．vc++下串行通信的编程方法[J]． 成都：计算机应用，1999，(3) 2邹逢兴，史美萍，陈立刚．讨’算机硬件技术及应刚基础 【M】．长沙：国防科技大学 出版社，2001：26—43 3刘树坤，刘金．用 Windows API实现串行通信[J]．成都： 计算机应用，2000，20(2)：43—44 · 5 ‘ 维普资讯 http://www.cqvip.com