【正文】 s Level 6, Fonseca tells us we39。同時(shí)， 向?qū)忛啽驹O(shè)計(jì)的各位老師表示真摯的感謝！ 王云飛 2022 年 5 月 10 日 45 We are floating on top of a frozen margarita. That39。 感謝指導(dǎo)老師查長(zhǎng)軍老師，從畢業(yè)設(shè)計(jì)的選擇到開 題、中期檢查以及最后的答辯，畢業(yè)設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程中老師都以嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的工作態(tài)度對(duì)我們每一位畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)遇到的問(wèn)題進(jìn)行逐個(gè)解答，并對(duì)我們不足的地方進(jìn)行指導(dǎo)。此外，可以在系統(tǒng)中加入 TCP/IP 協(xié)議的設(shè)計(jì)，這樣視頻監(jiān)控就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控大大的增加了監(jiān)控系統(tǒng)的安全系數(shù)。作為一個(gè)完善的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，除了要能夠?qū)崟r(shí)的采集到監(jiān)控畫面和保存視頻畫面之外，還需要有自帶的播放器能夠在需要調(diào)出錄像時(shí)播放錄像，所以本設(shè)計(jì)在最后通過(guò)軟件自帶的 ActiveX 容器增加了一個(gè)視頻播放器用來(lái)播放視頻錄像。在開發(fā)過(guò)程中，使用到了LabVIEW 的擴(kuò)展模塊，其中視覺與運(yùn)動(dòng)模塊還可以進(jìn)行其他多種計(jì)算機(jī)視覺方面的開發(fā)，這樣可以大幅度的縮短開發(fā)軟件的時(shí)間，節(jié)省了大量的人力、物力。后來(lái)通過(guò) IMAQ AVI2 Get Codec Names VI 函數(shù)將系統(tǒng)中已經(jīng)安裝的編碼器名稱顯示在前面板的數(shù)組列表中，選擇 NI 軟件提供的 FF Video Codec 1 (FFV1) (NI Vision)編碼器后解決了該問(wèn)題。在本設(shè)計(jì)LabVIEW 軟件安裝過(guò)程中， VAS 和 VDM 模塊必須安裝與 2022 版本相匹配的模塊版本。如圖 63 所示。該模塊基本功能完成。 圖 60 生成狀態(tài)框圖 最終生成的程序圖標(biāo)和安裝包，以及安裝過(guò)程如圖 60 所示。 Windows 系統(tǒng)安全則為 安裝包提供系統(tǒng)安全相關(guān)的功能。 39 注冊(cè)表是安裝軟件是在系統(tǒng)中生成的注冊(cè)文件，打包成 SETUP 文件時(shí)會(huì)默認(rèn)生成。 圖 59 設(shè)置源文件 快捷方式選擇欄主要為在安裝時(shí)為其生成快捷方式，這里默認(rèn)不選擇。 圖 57 新建安裝程序圖 （ 2）點(diǎn)擊 后會(huì)出現(xiàn)設(shè)置安裝程序的對(duì)話框，對(duì)話框中包含多種安裝信息的設(shè)置。若可以省正常生成 EXE 文件，則在生成預(yù)覽中可以看到生成的相關(guān)文件。 36 圖 53 建立項(xiàng)目 （ 2）從創(chuàng)建的項(xiàng)目框內(nèi)找到“程序生成規(guī)范”，從中找到新建應(yīng)用程序選項(xiàng)。 生成 EXE 文件和 SETUP 安裝文件 本設(shè)計(jì)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)就是生成 EXE 文件和 SETUP 安裝文件，在生成該文件之前需要注意的是安裝的軟件必須是專業(yè)版本，這樣才支持該功能。 關(guān)閉引用的使用 打開 程序框圖中的控制面板，從互聯(lián)接口模塊中找到 ActiveX 中的關(guān)閉引用，并將其放置在播放器編程的最后。將時(shí)間延遲加入在 play 和 pause 之間。 圖 48 屬性節(jié)點(diǎn) (ActiveX)的設(shè)計(jì) 同理，在地址屬性后創(chuàng)建一個(gè) Controls 屬性節(jié)點(diǎn)， 該屬性節(jié)點(diǎn) 創(chuàng)建后，需要進(jìn)一步細(xì)化 34 控制的功能，這時(shí)就需要另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的介入來(lái)細(xì)化控制的功能，即調(diào)用節(jié)點(diǎn)。屬性節(jié)點(diǎn)主要作用為設(shè)置播放器最基本的相關(guān)功能。 打開新實(shí)例的功能主要為，當(dāng)打開時(shí)返回的數(shù)據(jù)為真， 則軟件可為自動(dòng)化引用句柄節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建新的實(shí)例。 32 圖 46 Windows Media Player 打開自動(dòng)化的使用 在控件面板中搜索打開自動(dòng)化找到該函數(shù)。本設(shè)計(jì)主要是通過(guò) ActiveX 容器將系統(tǒng)的 Windows Media Player 載入到視頻監(jiān)控系統(tǒng)中作為視頻監(jiān)控錄像的播放器。視頻播放器的程序框圖如圖 44 所示。截圖功能編程部分如圖 43 所示。這里特別需要注意的 是調(diào)用節(jié)點(diǎn)中 Image Depth 是設(shè)置畫面深度的，畫面深度越高畫面色彩度越清晰，所以本設(shè)計(jì)我們?cè)O(shè)置截圖圖片質(zhì)量最高 24。 30 首先右擊前面板中的監(jiān)控畫面，選擇創(chuàng)建→引用，點(diǎn)擊后程序框圖中會(huì)出現(xiàn)對(duì)監(jiān)控畫面的引用圖標(biāo)，即在程序框圖運(yùn)行時(shí)，該圖表會(huì)直接引用當(dāng)前畫面的圖像幀。 通過(guò)上述方法即可通過(guò)后期加工，在最終顯示的畫面和保存的視頻上顯示時(shí)間。 文本中時(shí)間格式的設(shè)置 在程序面板中的列表中找到格式化日期 \時(shí)間的函數(shù)，拖入程序面板中，并與時(shí)間文本函數(shù)的 String 連接。 Image Src：將原始圖像作為參考。 28 圖 38 文本顏色設(shè)置 本設(shè)計(jì)為了使增加的時(shí)間在視頻畫面中清晰的顯示出來(lái)，建議使用 Black on White 作為文本顏色。 27 圖 36 IMAQ Draw Text VI IMAQ Draw Text VI 的使用 在視覺與運(yùn)動(dòng)模塊中找到 IMAQ Draw Text VI，拖入至 IMAQdx Grab2 VI 后，即對(duì)輸出的單幀圖像加上時(shí)間日期后，再輸出顯示到窗口上。 通過(guò)以上編程即可完成視頻的壓縮與保存。 圖 33 IMAQ AVI2 Write Frame VI AVI Refnum 是從 IMAQ AVI2 Create VI 中獲得視頻相關(guān)設(shè)置，將每一幀的圖像寫入創(chuàng)建視頻所設(shè)置的文件位置， Image 是將圖像采集部分 IMAQdx Grab2 VI 輸出每一幀的 圖像按順序逐個(gè)傳入到該函數(shù)，使監(jiān)控畫面按順序?qū)⒚繋嬅鎸懭脒M(jìn)硬盤中。 圖 31 IMAQ AVI2 Get Codec Names VI 將 Codec Name 連接至一個(gè)數(shù)組列表，運(yùn)行程序則可以在前面板中看到本機(jī)所裝有的編碼器名稱，本設(shè)計(jì)選用了 NI 自帶的 FF Video Codec 1 (FFV1) (NI Vision)編碼器。該節(jié)點(diǎn)的主要作用是設(shè)置保存視頻文件的播放率，需要根據(jù)要求設(shè)置適合的播放率。 圖 29 視頻畫面的壓縮、保存程序框圖 IMAQ AVI2 Create VI（創(chuàng)建視頻）的使用 在視覺與運(yùn)動(dòng)模塊中 Vision Utilities的 File里找到 AVI函數(shù)組，在其中左擊 IMAQ AVI2 Create VI，拖至程序框圖中。 23 圖 28 動(dòng)態(tài)圖像采集畫面 視頻圖像的壓縮與保存 本設(shè)計(jì)中視頻圖像的壓縮與保存是基于前一部分圖像采集的前提下進(jìn)行的。 IMAQ Dispose VI 的使用 在視覺與運(yùn)動(dòng)模塊中 Vision Utilities 的 Image Management 里找到 IMAQ Dispose VI函數(shù)，該函數(shù)的主要功能是將之前提供的緩存清除， IMAQ Create VI 和 IMAQ Dispose VI一般為配套使用，如圖 26 所示。通常 For 循 環(huán)在已知循環(huán)次數(shù)的情況下使用，而 While 循環(huán)在未知循環(huán)次數(shù)的情況下使用。 20 圖 23 IMAQdx Grab2 VI 的前面板和程序框圖 Image Display 的使用 在前面板的 Vision 中找到 Image Display 并拖至前面板上，拖入后程序框圖中也會(huì)出現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)函數(shù)，將該函數(shù)連接 IMAQdx Grab2 VI，則所獲得的每一幀處理的圖像則會(huì)按順序在該窗口上顯示出來(lái)，如圖 24 所示。若設(shè)置的攝像頭視頻格式與獲取的圖像類型不匹配，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將獲取的圖形轉(zhuǎn)化到合適的圖像類型格式，如圖 22 所示。 Border Size 決定了寬度，圖 像的邊界。從程序框圖中可以看出，該函數(shù)包含一個(gè)條件結(jié)構(gòu)，即在輸入的攝像頭打開狀態(tài)為真是開始采集圖像。 圖 16 IMAQdx Open Camera VI Error in 與 Error out 用于輸入和輸出程序運(yùn)行中出現(xiàn)的錯(cuò) 誤，并可通過(guò) Error out 顯示的錯(cuò)誤代碼來(lái)查詢出程序的錯(cuò)誤。 創(chuàng)建 VI 程序 啟動(dòng) LabVIEW 2022，創(chuàng)建新的 VI 程序，并且命名為 。具體的編程思路為： IMAQdx Open Camera VI→ IMAQdx Configure Grab VI→IMAQ Create VI→ IMAQdx Grab2 VI→ IMAQ Draw Text VI→ Image Display→ IMAQ Dispose VI獲取攝像頭 創(chuàng)建圖像 臨時(shí)緩沖區(qū) 在 while 中動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)采集 創(chuàng)建視頻壓縮 在 while 中寫入幀 關(guān)閉視頻壓縮 時(shí)間文本 視頻監(jiān)控畫面 圖像動(dòng) 態(tài) 實(shí)時(shí)采集 圖像的壓縮和保存 時(shí)間的記錄 媒體播放器 16 → IMAQdx Close Camera VI。如圖12 所示。完成后調(diào)用 IMAQdx Close Camera VI 用于關(guān)閉攝像機(jī)。 IMAQdx Unconfigure Acquisition VI 與其相反用于取消獲取圖像的配置。該函數(shù)作為采集圖像時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)備工作的函數(shù)，也是在低速情況或者單捕獲圖像數(shù)據(jù)必不可少的一部分。如圖 10 所示。如圖 9所示。 11 圖 7 NIIMAQ 函數(shù) （ 2） Vision Utilities（視覺工具）模塊 該模塊包含一些視覺處理的工具，用于對(duì)圖像的畫面進(jìn)行一系列的加工 處理。其主要的功能為利用外接的硬件設(shè)備對(duì)圖像進(jìn)行采集并且通過(guò)一些函數(shù)進(jìn)行后期的處理。該控件組中包含了一些對(duì)圖像分析、處理以及顏色類型相關(guān)的控件函數(shù)。 （ 2） 圖像顯示 (Image Display)：該控件用于在 LabVIEW 中直接創(chuàng)建并顯示所獲取的圖像，創(chuàng)建一個(gè)該控件后，會(huì)在程序面板中直接顯示一個(gè)圖標(biāo)，所編寫的視頻監(jiān)控的最終畫面顯示就是將輸出節(jié)點(diǎn)連 接到該圖標(biāo)，即可把采集的視頻圖像顯示到控件上。 圖 3 Vision 顯示控件 從圖中可以觀察到， Vision 打開之后，其中有 6 個(gè)與顯示有關(guān)的控件。全部下載完成后，首先安裝 Vision Development Module(VDM)2022 版，再安裝 NI Vision Acquisition Software（ VAS_2022_02）。 圖 2 新建的 VI 面板顯示 視覺與運(yùn)動(dòng)模塊介紹 本設(shè)計(jì)需要進(jìn)行圖像的采集和處理，實(shí)現(xiàn)此功能需要使用到 LabVIEW 的擴(kuò)展模塊，即視覺與運(yùn)動(dòng) (vision and motion)模塊。 VI 創(chuàng)建后，可以觀察到 VI 分為三個(gè)部分：前面板、程序框圖、圖標(biāo)。從總體上來(lái)說(shuō)，這是一款上手較為容易并且功能十分齊全的開發(fā)軟件。 LabVIEW 中的前面板為程序運(yùn)行時(shí)的用戶界面，在用戶面板下有程序框圖對(duì)程序的功能進(jìn)行 編譯，最終通過(guò)相關(guān)控件的連接將程序顯示在用戶界面上。 7 第二章 LabVIEW 的相關(guān)介紹 LabVIEW 的簡(jiǎn)介 LabVIEW 是一款由美國(guó)家儀器（ NI）公司研制開發(fā)的軟件 [5]，該程序與常用的編程開發(fā)軟件在功能上比較相似，但是 LabVIEW 與別的編程開發(fā)軟件又有本質(zhì)上的區(qū)別，其中最主要的區(qū)別是：其他的編程程序都是將自己的編程代碼以文本代碼的形式進(jìn)行開發(fā)，而 LabVIEW 與傳統(tǒng)的開發(fā)程序不同，它使用的是圖形化編輯語(yǔ)言，俗稱為“ G”語(yǔ)言，程序的編寫是以各種功能函數(shù)的圖標(biāo)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的連線，最后按順序運(yùn)行各個(gè)函數(shù)以完成整個(gè)程序的功能 [6]。設(shè)計(jì)前通過(guò)翻閱書籍和網(wǎng)絡(luò)課程等了解 LabVIEW 軟件的內(nèi)容以及在市場(chǎng)上已經(jīng)普及使用的監(jiān)控設(shè)備所包含的具體功能，通過(guò)多方面所得到的信息綜合后，歸納出本設(shè)計(jì)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)所具有的功能和特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)使用到了 NI 公司提供的圖形化編程軟件 LabVIEW，該軟件支持市面上大部分的外接硬件，也可擴(kuò)展多種常用的軟件，更擁有易操作的圖形化編程模式，使用戶可以更加方便、直觀的開展各類程序的開發(fā)工作。使用者若想更改儀器的功能數(shù)量等，只需要更改軟件中的代碼或數(shù)據(jù)即可，硬件部分不需要進(jìn)行相關(guān)的改動(dòng)。Video image pression and save。利用 LabVIEW 開發(fā)的視頻監(jiān)控軟件，在開發(fā)過(guò)程中流程較為簡(jiǎn)單，通過(guò)其中自帶的函數(shù)以及控件，可以十分方便的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需要的各項(xiàng)功能。 本設(shè)計(jì)是通過(guò)軟硬件結(jié)合的方式，利用 LabVIEW 2022 版本和硬件 USB 攝像機(jī)相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)各方面功能。論文的緒論部分對(duì)虛擬儀器進(jìn)行了初步介紹，在之后的章節(jié)中介紹了與本設(shè)計(jì)相關(guān)的虛擬儀器開發(fā)軟件 LabVIEW。所以，利用LabVIEW 設(shè)計(jì)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在完成各項(xiàng)功能的同時(shí)，在日后系統(tǒng)功能的添加以及設(shè)備的更換方面都十分方便。 image post processing 。虛擬儀器技術(shù)的出現(xiàn)，擺脫了傳統(tǒng)儀器只能使用廠家定義儀器功能的束縛，實(shí)現(xiàn)了用戶對(duì)功能自定義的要求，讓用戶可以隨心 所欲的創(chuàng)建開發(fā)自己所需要的功能的儀器。 本設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容 目前， USB 攝像頭已經(jīng)十分普及，利用 USB 攝像頭作為硬件部分進(jìn)行圖像的采集不僅易安裝、拆卸，而且價(jià)格較低，可以降低整個(gè)制作的成本。該系統(tǒng)功能 包括能夠采集實(shí)時(shí)的監(jiān)控畫面，監(jiān)控畫面能夠自動(dòng)的保存，軟件擁有視頻播放器，界面美觀，用戶容易上手，相關(guān)的功能鍵在較為顯眼的位置 [4]。與傳統(tǒng)的編程軟件一樣， LabVIEW 也擁有自己的一個(gè)可以處理各種功能任務(wù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)中含有多種編程函數(shù)，例如數(shù)據(jù)的采集、分析、處理、顯示、儲(chǔ)存以及各種數(shù)據(jù)串口的調(diào)用等。 LabVIEW 程序開發(fā)功能的強(qiáng)大