基于LabVIEW的視頻遠程控制系統(tǒng)

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本文采用虛擬儀器的原理，綜合計算機的結構特點，提出了一種以計算機為平臺，基于LabVIEW的視頻遠程監(jiān)控系統(tǒng)，介紹利用TCP/IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)遠程監(jiān)測和控制。利用LOCD技術和TCP/IP協(xié)議組以及LabVIEW中的網(wǎng)絡傳輸模塊，提出了一種更廉價的監(jiān)控系統(tǒng)設計方案，具有通用性強，實用價值高以及性能穩(wěn)定等特點。

　　1.引言

　　隨著科學技術的迅猛發(fā)展，現(xiàn)在網(wǎng)絡已經(jīng)走進千家萬戶，成為生活、工作和學習不可缺少的條件。遠程監(jiān)控已逐漸被應用到政府、教育、醫(yī)療、生產(chǎn)以及治安等眾多的領域。

　　在遠程視頻測控系統(tǒng)的構建中，視頻采集是一個必不可少的模塊。通過視頻，客戶端可以隨時很方便的觀察到現(xiàn)場的情況，實時針對狀況發(fā)出控制命令。本文介紹運用控件技術在虛擬儀器LABVIEW軟件開發(fā)的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

　　2.系統(tǒng)硬件設計

　　在硬件系統(tǒng)中客戶端PC運用TCP/IP通信對遠程監(jiān)控端PC發(fā)出控制命令，遠程監(jiān)控端PC通過得到客戶端PC發(fā)布的控制命令，利用數(shù)據(jù)采集卡輸出控制信號進行操作。

　　2.1 采集卡

　　數(shù)據(jù)采集卡是采用海凱聰2013年2月份上市的一款帶USB接口的采集卡，實時監(jiān)控/錄像回放全D1，支持720X576高清分辨率，4路視頻輸入，4路音頻輸入。

　　2.2 控制操控機構

　　在控制操控機構中利用模擬輸出通道對電源總開關進行控制，模擬輸出的電壓接入繼電器，從而完成對遠程閥門，開關的控制。

　　3.系統(tǒng)軟件

　　本課題設計的數(shù)據(jù)傳輸方案主要采用TCP協(xié)議，運用圖像化軟件LabVIEW中的Vision Acquisition Software編寫完整的TCP使用控件。在這個設計模塊巾，主要是將服務器采集得到的圖像信息傳輸給客戶端，所以傳輸部分是重中之重。又因為是采用 TCP協(xié)議，所以可以直接調(diào)用寫好的TCP開啟、TCP寫入、TCP讀取和TCP關閉等功能，再進行相應的連接即可。

　　3.1 總體框圖

　　軟件部分分為兩部分：服務端和客戶端。需要運用LABVIEW軟件設計出可執(zhí)行的流程圖。具體設計如下圖1.

　　3.2 視頻圖像顯示及采集模塊

　　要達到在視頻傳輸?shù)耐瑫r進行實驗數(shù)據(jù)采集的目的，軟件設計中的視頻模塊和數(shù)據(jù)采集模塊必須要實現(xiàn)并行且獨立執(zhí)行，在LABVIEW軟件中設置兩個獨立的循環(huán)程序，分別由不同的布爾控件進行控制，這樣就可以同時采集視頻和實驗數(shù)據(jù)。圖像采集程序框圖見圖2.

　　3.3 視頻監(jiān)控設計

　　在視頻監(jiān)控模塊中，主要的任務是將服務器采集到的圖像信息傳輸給客戶端。又由于采用TCP協(xié)議，可直接調(diào)用寫好的TCP開啟、TCP寫人、TCP讀取和TCP關閉等功能，再進行相應的連接即可。TCP/IP傳輸?shù)牟糠质亲址?，所以服務器端在采集圖像完畢后需將采集到的圖像數(shù)據(jù)轉化成字符串，才能進行進行傳輸。同時，在傳輸過程，一旦客戶機或服務器中任一方發(fā)生中斷，整個通信過程立刻結束，同時提供了發(fā)生錯誤時的處理程序，如圖3所示。

　　3.4 視頻保存模塊設計

　　在現(xiàn)代遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，圖像保存的模塊是不可缺少的。利用LABVIEW中的圖片寫人文件函數(shù)控件，并調(diào)用WebcamFlatto picture.vi和Picture to Pixmap.vi函數(shù)，再調(diào)用具體的結構參數(shù)設定和保存路徑就可以實現(xiàn)。

　　4.總結

　　利用圖像虛擬軟件LABVIEW使得無線視頻傳輸系統(tǒng)的設計更加簡單，人機交互界面更加直觀美觀。本系統(tǒng)平臺上還可以進行進一步的設計研究，比如圖像清晰度設置，自動保存等。（作者：吉志麗，林都，閆穎，王衛(wèi)國）