【正文】 軟件。4 軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 控制系統(tǒng)軟件概述視頻監(jiān)控中對(duì)云臺(tái)的控制可以分為兩個(gè)時(shí)代：第一個(gè)控制時(shí)代，采用模擬量調(diào)節(jié)，云臺(tái)的上下左右動(dòng)作，以及鏡頭的三個(gè)參數(shù)控制都是采用模擬量調(diào)節(jié)。Word7：和校驗(yàn)：Word7= Word 2+ Word 3+ Word 4+ Word 5+ Word 6。Command2字節(jié)中，Bit7為焦距遠(yuǎn)，Bit6為變倍大，Bit5為變倍小，BitBitBitBit1為上下左右控制位，最后一個(gè)Bit0位總是0，這兩個(gè)字節(jié)中，所有控制位，置1為有效，置0為無效。Word2：地址字節(jié)，云臺(tái)的地址必須跟它所收到的這個(gè)地址字節(jié)保持一致，否則，云臺(tái)對(duì)該命令無效。PELCO協(xié)議主要分為兩種，PELCOD協(xié)議和PELCOP協(xié)議，PELCOP協(xié)議一般采用RS485接口進(jìn)行傳輸，波特率一般在1200—9600bps之間，1位起始位，1位停止位，8位數(shù)據(jù)位，無校驗(yàn)位。在不通信時(shí)，所有的設(shè)備處于接收狀態(tài)，當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，串口才翻轉(zhuǎn)為發(fā)送狀態(tài)，以避免沖突。RS485需要2個(gè)終接電阻，接在傳輸總線的兩端，其阻值要求等于傳輸電纜的特性阻抗。RS485都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。在高級(jí)通信中一般采用循環(huán)冗余碼（CRC）檢錯(cuò)，以自動(dòng)糾錯(cuò)方式來糾錯(cuò)。奇偶校驗(yàn)就是在發(fā)送數(shù)據(jù)位最后一位添加一位奇偶校驗(yàn)位（0或1），以保證數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位中1的總和為奇數(shù)或偶數(shù)。在計(jì)算機(jī)通信中，一般要求誤碼率達(dá)到106數(shù)量級(jí)。在串行通信過程中存在不同程度的噪聲干擾，這些干擾有時(shí)會(huì)導(dǎo)致在傳輸過程中出現(xiàn)差錯(cuò)。波特率是指每秒內(nèi)傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，以b/s和bps（位/秒）為單位。圖8(b)中在某一時(shí)刻，A為發(fā)送器，B為接收器，數(shù)據(jù)從A傳送到B；而在另一個(gè)時(shí)刻，A可以作為接收器，B作為發(fā)送器，數(shù)據(jù)從B傳送到A。單工方式采用一根數(shù)據(jù)傳輸線，只允許數(shù)據(jù)按照固定的方向傳送。起始位之后，在信號(hào)線上依次出現(xiàn)待發(fā)送的每一位字符數(shù)據(jù)，并且按照先低位后高位的順序逐位發(fā)送。由于不需要使用起始位和停止位，可以提高數(shù)據(jù)的傳輸速率，但發(fā)送器和接受器的成本較高。由于串行通信中信息邏輯定義與TTL不兼容，故需要邏輯電平轉(zhuǎn)換，以提高信息傳輸?shù)目煽啃浴６喙鬏敺绞?，使用?fù)用技術(shù)，將一個(gè)信道劃分位若干個(gè)頻帶或時(shí)間片，從而使多線路信號(hào)同時(shí)共享信道，使用復(fù)用器和集中器可降低成本，提高通信網(wǎng)的傳輸效率。線路傳輸方式，按數(shù)據(jù)流的方向及對(duì)線路的使用方式可分為如下幾種基本傳輸方式：單工傳輸方式，在傳輸線路上，數(shù)據(jù)只能按一個(gè)固定的方向，且是交互式的。 串行通信介紹 串行傳送方式串行通信的過程是將通信雙方傳輸?shù)臄?shù)據(jù)序列變成電信號(hào)，在選定的通信線路上完成傳遞。串行通信指數(shù)據(jù)是一位一位按順序傳送的通信方式，它的突出優(yōu)點(diǎn)是使用線路少，只需一對(duì)傳輸線，避免了多條線路特性的不一致，簡單實(shí)用，這樣就大大降低了傳送成本，特別適用于遠(yuǎn)距離通信，因此在工業(yè)應(yīng)用中絕大多數(shù)使用串行通訊。通常在實(shí)際工作中，兩個(gè)設(shè)備之間的信息交換被稱為通信，通信的方式有兩種，并行通信和串行通信。鏡頭控制按鈕區(qū)，用于控制云臺(tái)鏡頭的動(dòng)作。 通訊模塊通訊模塊是本設(shè)計(jì)的重要部分，所有控制命令都是通過通訊模塊傳輸給被控制的云臺(tái)的。波特率是傳輸通道頻寬的指標(biāo)。如果數(shù)據(jù)不壓縮，波特率等于每秒鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)，如果數(shù)據(jù)進(jìn)行了壓縮，那么每秒鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)通常大于調(diào)制速率，使得傳輸數(shù)據(jù)偶爾產(chǎn)生錯(cuò)誤。 設(shè)置模塊設(shè)置模塊的功能主要分為三大塊，通訊地址的選擇，通訊頻率波特率設(shè)定，通訊協(xié)議選擇。光圈：用來控制光線透過鏡頭，進(jìn)入機(jī)身內(nèi)感光面的光量的裝置，位于攝像機(jī)鏡頭內(nèi)部，可用來控制通過鏡頭的光線的多少。:變焦（+ ）、聚焦（+ ）、光圈開關(guān)。2 軟件分析和方案設(shè)計(jì) 軟件功能分析 此云臺(tái)軟件主要設(shè)計(jì)了改變串口設(shè)置，包括修改協(xié)議、設(shè)定波特率、設(shè)定地址等功能；對(duì)云臺(tái)運(yùn)動(dòng)的控制，包括上下左右等八個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)和自動(dòng)巡控功能；對(duì)鏡頭進(jìn)行控制，包括變焦、聚焦、打開或關(guān)閉光圈等功能；其他一些高級(jí)控制，如預(yù)置、雨刷等:多種協(xié)議、波特率設(shè)置、地址。簡要描述了軟件開發(fā)工具、開發(fā)環(huán)境，并給出了相關(guān)程序流程圖，包括運(yùn)動(dòng)控制和雨刷鏡頭控制的流程圖。對(duì)軟件所具備的功能進(jìn)行了分析，同時(shí)根據(jù)不同功能的實(shí)現(xiàn)，提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。 工作內(nèi)容和章節(jié)安排本論文的主要內(nèi)容是分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)基于VC的云臺(tái)鏡頭控制操作臺(tái)軟件開發(fā)。 云臺(tái)控制軟件的發(fā)展現(xiàn)狀早期的云臺(tái)控制器多采用模擬量信號(hào)通訊，控制信號(hào)也多為模擬量，這種類型控制器無需考慮信號(hào)之間的通訊聯(lián)系問題，控制軟件也就相對(duì)簡單，它采用模擬量調(diào)節(jié)控制云臺(tái)的上下左右動(dòng)作，以及鏡頭的參數(shù)控制都是采用模擬量調(diào)節(jié)。計(jì)算機(jī)與解碼器陣列之間的數(shù)目、解碼器的編號(hào)等參數(shù)均屬于半固定數(shù)據(jù)，以撥碼開關(guān)設(shè)置值、程序代碼等形式存在。但所有的控制軟件都存在一些基本的控制功能，比如能控制云臺(tái)進(jìn)行上下左右運(yùn)動(dòng)，控制鏡頭進(jìn)行變焦、聚焦、光圈等功能。本地監(jiān)控通常設(shè)置在監(jiān)控現(xiàn)場附近，對(duì)從現(xiàn)場傳回的多路視頻信號(hào)通常通過視頻矩陣進(jìn)行切換，然后連入本地計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示。 監(jiān)控系統(tǒng)的組成數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)十分復(fù)雜，但基本組成很清晰，包括本地監(jiān)控、監(jiān)控設(shè)備和遠(yuǎn)端監(jiān)控。s focus / defocus, zoom Near / Far, aperture bigger / smaller, etc.. Paper first introduces the topic of application profiles, analysis of the monitoring system and PTZ functions of the software profile, and these features make the design for the realization of the program, on the head of the munication protocol PELCOD protocol introduced in detail. Second, this thesis details the entire process of designing software development, given the main program, the data send process, motion control programs and wipers lens control program flow chart. Through these tests played a good control effect. Key Words：Pan/tilt/zoom,；monitoring system；VC；Consoles目　　錄摘要 …………………………………………………………………………… IAbstract II1 緒論 1 云控制應(yīng)臺(tái)用概況 1 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)概述 1 監(jiān)控系統(tǒng)的組成 1 云臺(tái)控制軟件的發(fā)展概況 2 云臺(tái)控制軟件簡介 2 云臺(tái)控制軟件的原理 2 云臺(tái)控制軟件的發(fā)展現(xiàn)狀 2 工作內(nèi)容和章節(jié)安排 32 軟件分析和方案設(shè)計(jì) 5 軟件功能分析 5 軟件設(shè)計(jì)方案 6 設(shè)置模塊 6 按鈕模塊 7 通訊模塊 73 串行通信的實(shí)現(xiàn) 9 串行通信概述 9 串行通信介紹 9 串行傳送方式 9 串行通信方式 10 通信協(xié)議介紹 11 RS485標(biāo)準(zhǔn) 13 PELCOD協(xié)議 14 PELCO協(xié)議應(yīng)用 14 PELCOD協(xié)議內(nèi)容 154 軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 19 控制系統(tǒng)軟件概述 19 開發(fā)工具和軟件編制環(huán)境簡介 19 軟件程序流程圖 21 主程序軟件設(shè)計(jì) 21 運(yùn)動(dòng)控制流程 21 雨刷控制流程 22 數(shù)據(jù)發(fā)送程序 23 軟件程序 24 程序功能 24 界面展現(xiàn) 25 變量/函數(shù)聲明 26 初始化操作 26 按鈕功能實(shí)現(xiàn) 27 數(shù)據(jù)發(fā)送 275 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 28 論文總結(jié) 28 設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 28 個(gè)人經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 296 致謝 307 參考文獻(xiàn) 318 附錄 339 外文資料翻譯及原文 33 1 緒論 云控制應(yīng)臺(tái)用概況 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)概述數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)是指通過軟硬件將監(jiān)控頭采集到的圖像處理成數(shù)字信號(hào)，傳送到電腦進(jìn)行處理。論文首先介紹了課題的應(yīng)用概況，分析了監(jiān)控系統(tǒng)和云臺(tái)軟件的功能概況，并針對(duì)這些功能提出了設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方案，對(duì)云臺(tái)中的通訊協(xié)議PELCOD協(xié)議做了詳細(xì)介紹?；赩C的云臺(tái)鏡頭控制操作臺(tái)軟件設(shè)計(jì)摘要隨著多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)在多種領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。該控制軟件能控制云臺(tái)的垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)，以及攝像機(jī)的聚焦/散焦，變倍近/遠(yuǎn)、光圈變大/小等。s console software for monitoring devices can head a controlling software. The control software can control the head of the vertical movement and horizontal movement, and the camera39。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)和各種無線技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的控制變得十分容易。由于云臺(tái)運(yùn)行動(dòng)作的可控性及云臺(tái)的多樣性，該控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞直接影響到整個(gè)監(jiān)視系統(tǒng)的可靠性與可操作性等關(guān)鍵指標(biāo)。軟件種類繁多，對(duì)不同的云臺(tái)有不同的控制軟件 ，它們應(yīng)用不同的通信協(xié)議，有不同的功能效果。監(jiān)視系統(tǒng)的所有系統(tǒng)信息都通過數(shù)據(jù)來描述，化分為半固定數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)兩種。應(yīng)用程序是直接面向用戶并為用戶服務(wù)的程序，包括將攝像機(jī)的視頻信號(hào)的捕獲，視頻圖像處理和顯示。美國Pelco公司在監(jiān)控行業(yè)具有領(lǐng)先地位，其公司制定的PelcoD協(xié)議是目前市場上比較通用的協(xié)議，此詞的云臺(tái)控制軟件就采用了PelcoD協(xié)議。第二章是軟件分析和方案設(shè)計(jì)。 第四章是軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。主要是對(duì)在開發(fā)過程中遇到問題作總結(jié)，以及自己對(duì)這一課題的一些認(rèn)識(shí)。通過操作這些按鍵，生成對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)包傳到云臺(tái)，云臺(tái)接收后進(jìn)行對(duì)應(yīng)的功能動(dòng)作，如上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)以采集所需方向的圖像。焦距：是光學(xué)系統(tǒng)中衡量光的聚集或發(fā)散的度量方式，是指透鏡中心或其第二主平面到圖像聚集點(diǎn)處的距離，單位一般為毫米或英寸。云臺(tái)的鏡頭鏡片如果沾有水或者灰塵，會(huì)影響視覺，就要裝配雨刷，雨刷的工作方式類似汽車的雨刷，在鏡片上來回掃動(dòng)，去除鏡片上的雜物 軟件設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)以上所說功能，具體需要三大模塊，分別是分別是設(shè)置模塊，按鈕模塊，通訊模塊。模擬線路信號(hào)的速率，也稱調(diào)制速率，以波形每秒的振蕩數(shù)來衡量。 在信息傳輸通道中，攜帶數(shù)據(jù)信息的信號(hào)單元叫碼元，每秒鐘通過信道傳輸?shù)拇a元數(shù)稱為碼元傳輸速率，簡稱波特率。以運(yùn)動(dòng)控制為例，當(dāng)按下控制方向的按鈕時(shí)，即觸發(fā)了鼠標(biāo)觸發(fā)事件，調(diào)用相關(guān)函數(shù)，產(chǎn)生7個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)包，通過串口傳輸數(shù)據(jù)到232/485轉(zhuǎn)換器，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為485信號(hào)輸送給云臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)控制云臺(tái)運(yùn)動(dòng)的功能。實(shí)現(xiàn)各種按鈕觸發(fā)事件，并將對(duì)應(yīng)控制信號(hào)輸出到云臺(tái)。 云臺(tái)控制軟件模塊圖3 串行通信的實(shí)現(xiàn) 串行通信概述隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，通訊傳輸在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域得到越來越廠泛的應(yīng)用。這種通信方式的優(yōu)點(diǎn)似乎通信速率高，適用于高速的通信場合，但缺點(diǎn)明顯，首先隨著通信聯(lián)絡(luò)控制線數(shù)量的增加，通信的成本越來越高；其次隨著通信距離的增加，收到通信聯(lián)絡(luò)控制線間及外界的電磁干擾趨勢嚴(yán)重，通信質(zhì)量明顯下降。而RS485卻能解決長距離的串行通訊，解決了RS232協(xié)議傳輸距離太近(15m)的缺陷。近距離傳輸時(shí)，廣泛使用的是按信號(hào)原樣傳輸?shù)幕▊鬏敺绞?，如RS232 ，RS485等通信方式，遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，通常使用Modem。由于全雙工方式不需要進(jìn)行方向的切換，沒有切換操作所產(chǎn)生的時(shí)間延遲，所以特別適用于那些不能有時(shí)間延遲的交互應(yīng)用系統(tǒng)。由于在一條傳輸線上既傳輸數(shù)據(jù)信息，又傳輸控制聯(lián)絡(luò)信息，所以需要一系列的約定，從而識(shí)別一條線上傳輸?shù)男畔⒘髦?，哪一部分是?shù)據(jù)信號(hào)，哪一部分是聯(lián)絡(luò)信號(hào)。同步串行通信方式是指在相同的數(shù)據(jù)傳送速率下，發(fā)送端和接受端的通信頻率保持嚴(yán)格同步。當(dāng)有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，信號(hào)線變成低電平，并持續(xù)一位的時(shí)間，用于表示發(fā)送字符的開始，該位稱為起始位，也稱SPACE狀態(tài)。最后傳送的是停止位，一般選擇1位、。 ①單工方式。半雙工方式采用一根數(shù)據(jù)傳輸線，允許數(shù)據(jù)分時(shí)地在兩個(gè)方向傳送，但不能同時(shí)雙向傳送。圖8(c)中A和B具有獨(dú)立的發(fā)送器和接收器，在同一時(shí)刻，既允許A向B發(fā)送數(shù)據(jù)，又允許B向A發(fā)送數(shù)據(jù)。① 單工方式誤碼率是指數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸后發(fā)生錯(cuò)誤的位數(shù)與總傳輸位數(shù)之比。奇偶校驗(yàn)是常用的一種檢錯(cuò)方式。③糾錯(cuò)在基本通信規(guī)程中一般采用奇偶校驗(yàn)或方陣碼檢錯(cuò)，以重發(fā)方式進(jìn)行糾錯(cuò)。RS485收發(fā)器采用平衡發(fā)送和差分接收，即在發(fā)送端，驅(qū)動(dòng)器將TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)輸出；在接收端，接收器將差分信號(hào)變成TTL電平，因此具有抑制共模干擾的能力，加上接收器具有高的靈敏度，能檢測低達(dá)200mV的電壓，故數(shù)據(jù)傳輸可達(dá)千米以外。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用規(guī)定最長的電纜長度。連接在RS485總線上的設(shè)備也要求具有相同的通信協(xié)議，且地址不能相同。由于美國PELCO公司在監(jiān)控行業(yè)占有重要位置，其推出的PELCO協(xié)議是當(dāng)前比較通用的云臺(tái)控制協(xié)議，是最為典型的云臺(tái)控制協(xié)議。 PELCOD 協(xié)議格式PELCOD協(xié)議格式Word1Word2Word3Word4Word5Word6Word7Synch ByteAddressCommand1Command2Data1Data2Check SumWord1：Synchronization byte（起始符號(hào)），總是FF，符號(hào)字節(jié)用來檢測所采用的收發(fā)方