维普资讯 http://www.cqvip.com 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 摘 要陈佩江～ 周洪玉一 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 Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｌｉｕ Ｊｉｎｍｉｎｇ Ｃｈｅｎ￣ｉｊｉａｎｇ Ｚｈｏｕ Ｈｏｎｇｙｕ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂａｓｉｎｇ ｏｎ ｏｂｊｅｃｔ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｐｒｏｇｒａｍ ｔｈｉｎｋｉｎｇ，ｈｉｔｓ 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． Ｋｅｙｗｏｒｄ Ｒｅｍｏｔｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋Ｏｂｊｅｃｔ－ｏｒｉｅｎｔｄ Ｓｅｒｅｉａｌ 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 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）。 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 云台白ｒ－－ｈ 亡］ ｒ－－ｈ ￣－ａ星ｒ苫 －－ ｈ 编码器 编码器 ｌ ２Ｍ Ｉ编码器 ｌ解码器 声视频采集卡 — 工 工 ＲＳ２３２ 解码器 解码器 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 ｝拧计算机 兰竺 网络分摔计算机 网络分控计算 图１星型远程监控系统结构 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 。（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； 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 （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 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 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 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 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・ 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Ｉｎ，＿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（） ｛ ｎｌＰｉｃＶｉｅｗ．ＳｅｔＶｉｅｗＭｏｄｅ（４）；／臌置显示方式为四幅显示 ｆ０ｒ（ｉｎｔ ｉ＿Ｏ；ｉ＜４；ｉ＋＋） ｛ ｍＰｉｃＶｉｅｗ．ＳｈｏｗＭＰＧ（ｉ，ｉ１；∥显示四幅图像 】 ｍＰｉｃＶｉｅｗ．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 ‘
