基于STM32的监控设备制作

1、 基于STM32的监控设备制作摘 要 随着现代电子技术的发展，视频监控系统也逐步由模拟走向数字化。视频监控系统是安防领域中的重要组成部分，是所有安全系统中最关键的子系统。系统通过遥控摄像机，直接观察被监视场所的情况，同时可以把被监视场所的情况进行同步录像。另外，视频监控系统还可以与防盗报警系统等其它安全技术防范体系联动运行，使用户安全防范能力得到整体的提高。 视频监控系统能在人无法直接观察的场合，适时、清晰、真实地反映被监视控制对象的画面。视频监控系统已成为在现代化管理中监控的最为有效的观察工具。视频监控系统是一种全数字化、全网络化的系统，可以同现有的多媒体系统、控制系统和信息系统集成，方便地

2、实现数据和信息的共享在控制中心，只要有一个工作人员操作，就能够观察多个被控区域，以及远距离区域的监控功能。 视频监控系统由实时控制系统、监视系统及管理信息系统组成。实时控制系统完成实时数据采集处理、存储、反馈的功能；监视系统完成对各个监控点的全天候的监视，能在多操作控制点上切换多路图像；管理信息系统完成各类所需信息的采集、接收、传输、加工、处理，是整个系统的控制核心。关键词：视频监控； 采集； 传输；STM32Abstract Along with the technical development of modern electronics, the video frequency supe

3、rvision system also gradually from imitate the alignment numeral to turn.The video frequency supervision system is Anne to defend the importance in the realm to constitute the part, is in all safe systems most the sub-system of the key.The system passes the remote control camera, the direct observat

4、ion is keep watch on the amenity circumstance, at the same time can is keep watch on the amenity circumstance carries on recording the elephant synchronously.Moreover, the video frequency supervision system can also with guard against theft to report to the police the system etc. other safe techniqu

5、es guard against the system to move the movement, using a safety to guard against the ability to get the whole exaltation. The video frequency supervision system ability at the situation that person cant observe directly, well timed, portrait, really reflect to be keep watch on appearance of control

6、 the object.The video frequency supervision system has become the most valid observation tool supervise and control in modern management.The video frequency supervision system is a kind of total amount word turn, the whole network turn of system, can the together existing multi-media system, the con

7、trol system and the information systems gather, carrying out the share of the data and information in the control centre expediently, the operation of only a staff member, can observe manies to is control district, and long-distance leave the supervision function of the district.Video frequency supe

8、rvision system from solid the hour controls the system, surveillance system and management the information system constitute. The solid hour controls the data for system to complete solid to collect the processing, saving, the function of the feedback,keep watch on the system completes the all-weath

9、er surveillance that orders to the each supervision, the ability is operating control point more up cut over many road pictures,Manage the information system completes each kind of to need the information to collect, receive, transmit, process, handle, is the whole control core of system.Keywords: v

10、ideo supervision system; collecting; transmit目录摘 要1第一章 绪 论41.1 引言41.2 视频监控系统的发展历程4第二章 STM32概述52.1 MCU52.2 EEPROM72.3 温度传感器82.4 按键82.5 液晶显示模块92.6 红外接收头92.7 PS/2102.8 LED112.9 SD卡122.10 无线模块122.11 SPI FLASH132.12 USB串口、USB、电源13第三章 视频监控系统总体设计和分析143.1 视频监控系统概论153.2 设计原则153.3 系统功能构成163.4 视频监控系统内容结构17第四章

11、基于STM32监控设备184.1 STM32监控设备的制作目的19第五章 系统开发工具205.1 窗体的属性215.2 系统程序的结构215.3 图像的处理225.4 图像的显示265.5 图像的记录和回放285.6 用户权限设置30第六章 系统的实现评价及期望316.1 系统测试过程316.2 实现结果326.3 系统评价326.4 系统的不足和期望33第六章 总结33致 谢35参考文献35第一章 绪 论1.1 引言视频监控系统是安全防范技术体系中一个重要的组成部分。目前这种系统的应用在我国发展极快，市场竞争激烈。在本次设计中，视频监控系统主要以下几部分组成：图像信息的采集和预览；对采集画面

12、的简单控制以及存储和回放功能。随着计算机技术的高速发展，整个系统的向着数字化，网络化，集成化的方向发展。本文主要论述一般视频监控系统的工作原理和设计方法，以及简单介绍这种技术的发展趋势。1.2 视频监控系统的发展历程视频监控系统的发展大致经历了三个阶段。在九十年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统。九十年代中期，随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展，人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和处理，利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示，从而大大提高了图像质量，这种基于PC机的多媒体主控台系统称为第二代数字化本地视频监控系统。九十年代末，随着网络带

13、宽、计算机处理能力和存储容量的快速提高，以及各种实用视频处理技术的出现，视频监控步入了全数字化的网络时代，称为第三代远程视频监控系统。第三代视频监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，引发了视频监控行业的技术革命，受到了学术界、产业界和使用部门的高度重视。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控制技术也得到飞速发展。由于视频控制系统应用领域广泛，而且发展迅速，目前在国内外市场上，推出了数字控制的模拟视频监控和数字视频监控两类产品。前者技术发展已经非常成熟、性能稳定，并在实际工程应用中得到广泛应用，特别是在大、中型视频

14、监控工程中的应用尤为广泛；后者是新近崛起的以计算机技术及图像视频压缩为核心的新型视频监控系统，该系统解决了模拟系统部分弊端而迅速崛起，但仍需进一步完善和发展。第二章 STM32概述2.1 MCUALIENTEK MiniSTM32选择的是STM32F103RBT6作为MCU，STM32F103的型号众多，我们选择这款的原因是看重其性价比，作为一款低端开发板，选择STM32F103RBT6是最佳的选择。128K FLASH、20K SRAM、2个SPI、3个串口、1个USB、1个CAN、2个12位的ADC、RTC、51个可用IO脚，这样的配置无论放到哪里都是很不错的了，更重要的是其价格，18元左

15、右的零售价，足以秒杀很多其他芯片了，所以我们选择了它作为我们的主芯片。MCU部分原理图如下：图2.1.1 MCU部分原理图上图中中上部的BOOT1用于设置STM32的启动方式，其对应启动模式如下表所示：表2.1.1 BOOT0、BOOT1启动模式表我们用串口下载代码，则配置BOOT0为1，BOOT1为0即可，如果想让STM32一按复位键就开始跑代码，则需要配置BOOT0为0，BOOT1随便设置都可以。P3和P1分别用于PORTA和PORTB的IO口引出，其中P2还有部分用于PORTC口的引出。PORTA和PORTB都是按顺序排列的，这样设计的目的是为了让大家更方便地与外部设备连接。P2连接了D

16、S18B20的数据口以及红外传感器的数据线，它们分别对应着PA0和PA1，只需要通过跳线帽将P2和P3连接起来就可以使用了。这里不直接连在一起的原因有二：1，防止红外传感器和DS18B20对这两个IO口作为其他功能使用的时候的影响；2，DS18B20和红外传感器还可以用来给其他板子提供输入，等于我们的板子为别的板子提供了红外接口和温度传感器，在调试的时候，还是蛮有用的。P4口连接了PL2303的串口输出，对应着STM32的串口1（PA9/PA10），在使用的时候，也是通过跳线帽将这两处连接起来。这样设计有2个好处：1，使得PA9和PA10用作其他用途使用的时候，不受到PL2303的影响。2，U

17、SB转串口可以用作他用，并不仅限这个板上的STM32使用，也可以连接到其他板子上，这样ALIENEK MiniSTM32就相当于一个USB串口。P5口是另外一个IO引出排阵，将PORTC和PORTD等的剩余IO口从这里引出。在此部分原理图中，我们还可以看到STM32F103RBT6的各个IO口与外设的连接关系，这些将在后面给大家介绍。这里STM32的VBAT采用CR1220纽扣电池和VCC3.3混合供电的方式，在有外部电源（VCC3.3）的时候，CR1220不给VBAT供电，而在外部电源断开的时候，则由CR1220给VBAT供电。这样，VBAT总是有电的，以保证RTC的走时以及后备寄存器的内容

18、不丢失。该部分还有JTAG，JTAG部分电路如下图：图1.2.1.2 JTAG原理图这里采用的是标准的JTAG接法，但是STM32还有SWD接口，SWD只需要最少2跟线（SWCLK和SWDIO）就可以下载并调试代码了，这同我们使用串口下载代码差不多，而且速度更快，能调试。所以建议大家在设计产品的时候，可以留出SWD来下载调试代码，而摒弃JTAG。STM32的SWD接口与JTAG是共用的，只要接上JTAG，你就可以使用SWD模式了（其实并不需要JTAG这么多线），JLINKV8和ULINK2都支持SWD。2.2 EEPROMALIENTEK MiniSTM32自带了24C02的EEPROM芯片，

19、该芯片的容量为2Kbit，也就是256个字节，对于我们普通应用来说是足够了的。你也可以选择换大的芯片，因为在原理上是兼容24C0224C512全系列的EEPROM芯片的。其原理图如下：图2.2.1 EEPROM原理图这里我们把A0A2均接地，对24C02来说也就是把地址位设置成了0了，写程序的时候要注意这点。IIC_SCL接在MCU的PC12上，IIC_SDA接在MCU的PC11上，这里我们并没有接到STM32内部的IIC上，因为STM32的IIC是鸡肋！如果你想在ALIENTEK MiniSTM32开发板上使用硬件IIC，那么也是可以的，你只需要设置PC11和PC12为浮空输入，然后把PB1

20、0和PB11（IIC2）或者PB6和PB7(IIC1)通过飞线连接到PC11和PC12上就可以使用硬件IIC了。2.3 温度传感器温度传感器我们使用的是DS18B20，其原理图如下：图2.3.1 温度传感器原理图DS18B20的数据脚（18B20_DQ）接P2的第一脚，并没有直接连接到MCU，至于为什么，前面已有介绍。要使用这里，我们用跳线帽把PA0和P2-1连接起来就可以了。2.4 按键ALIENTEK MiniSTM32开发板总共有3个按键，其原理图如下：图2.4.1 按键输入原理图KEY0和KEY1用作普通按键输入，分别连接在PA13和PA15上，他们都连接在了JTAG相关的引脚上（KE

21、Y0还连接在SWDIO上），这样，在使用KEY0和KEY1的时候，就不能使用JTAG来调试了，这点在使用的时候要注意。KEY0和KEY1还和PS/2的DAT和CLK线共用，他们都通过JTAG的上拉电阻来提供上拉。WK_UP按键连接到PA0(STM32的WKUP引脚)，它除了可以用作普通输入按键外，还可以用作STM32的唤醒输入。这个按键是高电平触发的。PA0还是DS18B20的输入引脚，所以在使用的时候要注意。2.5 液晶显示模块ALIENTEK MiniSTM32开发板载有目前比较通用的液晶显示模块接口，还有其比较有特色的兼容性接口，不仅支持2.4、2.8寸的TFTLCD,还支持OLED显示

22、器。其原理图如下：图2.5.1 液晶显示模块原理图LCD1是一个通用的液晶模块接口。OLED是一个给OLED显示模块供电的接口，它和LCD1拼接在一起。当使用2.4/2.8的LCD时，我们接到LCD1上就可以了，而当我们使用ALIENTEK的OLED模块时，则接OLED排阵做电源，同时会连接到LCD1上的部分管脚，从而实现OLED与MCU的连接。ALIENTEK MiniSTM32的LCD接口兼容：ALIENTEK的TFTLCD模块、红牛开发板的液晶模块、CRE开发板的液晶模块、STMSKY开发板的液晶模块等。所以，如果有以上几款开发板的液晶模块，或者接口与上面原理图兼容的，都是可以在ALIE

23、NTEK MiniSTM32开发板上使用的。这些引脚与MCU的连接关系我们在这里就不一一列出了，大家可以从MCU的原理图上找到。T_PEN是触摸屏的PEN信号输出，我们在这里加了滤波电路，使得触摸屏读数更加准确。2.6 红外接收头ALIENTEK MiniSTM32开发板载有红外接收传感器HS0038，原理图如下： 图2.6.1红外接收传感器HS0038模块原理图REMOTE_IN接到P2的第二脚，也没有直接接在MCU的IO口上，目的也是防止IO口在做其他功能使用的时候，收到红外信号的干扰。2.7 PS/2ALIENTEK MiniSTM32开发板载有PS/2接口，有了该接口，我们就可以用来连

24、接外部标准的PS/2鼠标键盘了，也就大大的扩展了ALIENTEK MiniSTM32的输入。原理图如下：图2.7.1 PS/2接口原理图PS_CLK和PS_DAT分别接PA15和PA13，PS/2的信号线是需要外部提供上拉电阻的，这里我们和JTAG共用，使用JTAG的上拉电阻来提供，PS/2的CLK和DAT还与两个按键共用。所以在使用这几部分的时候，要特别注意，别冲突，可以分时复用。在使用PS/2的时候，同样不能使用JTAG调试。2.8 LEDALIENTEK MiniSTM32开发板上总共有3个LED，其原理图如下： 图2.8.1 LED原理图其中PWR是系统电源指示灯，为蓝色。LED0和L

25、ED1分别接在PA8和PD2上，PA8还可以通过TIM1的通道1的PWM输出来控制DS0的亮度。为了方便大家判断，我们选择了DS0为红色，DS1为绿色的LED灯。2.9 SD卡ALIENTEK MiniSTM32开发板载有标准的SD卡接口，有了这个接口，我们就可以外扩大容量存储设备，可以用来记录数据。其原理图如下：图2.9.1 SD卡接口原理图SD卡我们使用的是SPI模式通信，SD卡的SPI接口连接到STM32的SPI1上，SD_CS接在PA3上，ALIENTEK MiniSTM32开发板上的SPI1总共由4个外设共用，他们分别是：SD卡、NRF24L01无线模块、JF24C无线模块和W25X

26、16。他们可以通过不同的片选信号来分时复用。2.10 无线模块ALIENTEK MiniSTM32开发板板载了2款无线模块的接口，NRF24L01模块和JF24C模块，他们都属于2.4G通信的无线模块，并且都有性价比极高的特点。其中NRF24L01模块的最大通信速率为2Mbps，JF24C的为1Mbps。有了这个两个接口，我们就无线通信，以及其他很多的应用了。这部分原理图如下： 图2.10.1 无线模块接口原理图这两部分也是共用SPI接口，其余引脚与MCU的对应关系在MCU部分有，我们这里就不列出了。注意这两个无线模块是不能同时连接在板子上的！2.11 SPI FLASHALIENTEK Mi

27、niSTM32开发板载有SPI FLASH芯片W25X16，该芯片的容量为2M字节，与AT45DB161属于同一级别，ATMEL的东西价格近来很不稳定，因而我们选择了价格稳定，货源较好，而且通用性很强的W25X16，其原理图如下：图2.11.1 W25X16原理图W25X16也是共用了SPI1，F_CS接在PA2上。至此，总共SPI1的四个器件都已介绍完毕，他们的CS都接在不同的IO口上（两个无线模块除外），所以在使用其中一个器件的时候，要记得禁止其他器件的CS脚，否则会有干扰。2.12 USB串口、USB、电源这里三个部分一起介绍，ALIENTEK MiniSTM32开发板板载了USB串口，

28、并且由USB提供电源，使得我们只需要一根USB线就可以使用ALIENTEK MiniSTM32开发板了，包括下载、供电、调试3位一体。ALIENTEK MiniSTM32开发板的供电部分还引出了5V和3.3V的排阵，可以用来为外部设备提供电源或者从外部引入电源，这在很多时候是非常有用的，有时候你突然要一个3.3V的电源，但找半天就是没这样的电源，而我们的板子则可直接向外部提供3.3V电源，有了它，你就可以给外部设备提供3.3V、5V电源了。注意电流不能太大哦！ALIENTEK MiniSTM32开发板的USB接口通过独立的Mini USB头引出，不和USB_232共用，这样不但可以同时使用，还

29、可以给系统提供更大的电流。这几个部分的原理图如下： 图2.12.1 USB串口、USB、电源部分原理图此部分还有一个开关BUTTON，用来控制整个系统的供电，如果断开则整个系统的3.3V部分都将断电。而5V部分的电源还是开启的。图中F1为可恢复保险丝，用于保护USB。第三章 视频监控系统总体设计和分析3.1 视频监控系统概论随着数字信息时代的到来，数字化高新技术产品日益增加和完善。各行业为了提高和完善生产、管理水平和增加竞争性，都争先采用完善的高新技术产品，视频监控系统就是信息时代的产物之一。视频监控系统是管理人员高质量管理的理想工具；也是公共安全、防盗防范必不可少的强有力的得力助手。利用它可

30、以大大减少不必要的人力，实时监视可视区域，做到控制现场实际工作现状，实时快速的反映所发生的一切事物，便于管理者及时应付处理突发事件等。 为了适应信息化的需要，按照视频监控系统的技术规范，并结合现代化需求的特点，本文采取先进合理的设计思想和较为完善的设备对视频监控系统进行了设计与实现，力争做到电子监控系统的可靠性和先进性完美结合。方案设计时充分考虑当前各项需求应用，又面向未来快速增长的发展需求，在系统整体功能设施配备时依据功能齐全、实用、使用方便、质量可靠、技术先进具有扩容能力；认真分析各系统产品的价格、功能、稳定性和可靠性，依据可靠性高、性价比高的原则，采用主流产品；按系统整体安全性高、性能稳

31、定、可维护性故障少、系统操作简单的原则进行系统集成。总之要体现先进实用、操作方便、自动化程度高、安全可靠的总体设计思想。3.2 设计原则在视频监控系统时，主要遵循体现以下几个特性：（）先进性 严格按照国家有关规定，结合具体情况，用最佳设计方案，采用先进成熟的技术设备和材料，既满足当前的需求，又兼顾未来高速的数据传输需要，使整个系统在一段时期内保持先进性和良好的扩展性，以适应未来信息产业业务的发展和技术升级的需要。 （）规范性 视频监控工程，是一个先进复杂的综合性系统工程，从系统设计开始，包括施工、安装、调试直到最后验收的全过程,都应严格按照国家有关的标准和规范，作好系统的标准化设计和管理工作。

32、最后提交正规的测试验收报告及全套施工图纸和技术资料供使用方存档。执行的主要规范内容包括中华人民共和国国家标准、中华人民共和国公共安全行业标准：（）实用性和可扩充性 在设计本监控系统方案的同时，应充分考虑到目前需要和将来长远利益。首先满足其基本功能需要，达到经济实用的要求，又应充分考虑今后的发展需要，具有可扩充性，充分保护现有的投资，而且具有较高的性价比。系统的建设要严格按照国家、地方和行业的有关标准与规范。在没有标准与规范的情况下，要参照国家、地方和行业的相关标准与规范，制订相应的标准与规范。系统的分析、设计、实现和测试要严格按照软件工程标准和规范，并尽可能采用开放技术和国际主流产品，以确保系

33、统符合国际上各种开放标准。（）可靠性视频监控系统的建设，直接影响着使用效果、外部形象及投资回报，因此系统设计必须安全、可靠，本方案已充分考虑采用成熟的技术和产品，在设备选型和系统的设计中采用最优化的方案。并从线路敷设、设备安装、系统调试服务等方面，充分满足可靠性的要求。（5）应用的广泛性为了提供使用者(在过程监视中，一般指管理人员及各级领导者)的监视区域(生产区域)以外场所的远程监视的需要，只需在现有的机器上安装应用软件或直接使用标准浏览器（不需任何安装），即可实现此需求。3.3 系统功能构成本套视频监控系统由视频监控、录制和视频回放两大功能模块构成。为防止其它非管理人员随意的进入、退出系统，

34、随意的对一些摄像头参数进行修改，设计时在这两个模块中加入了一个权限加密模块。其中视频监控录制模块不但可以用来实现摄像头的图像预览，以及视频的存储等功能，而且视频监控录制模块中还可以对预览图像的大小、摄像头所采集到的视频信息的存储大小，摄像头的亮度、曝光度和颜色等进行设置。而且在视频监控录制模块为了不让其他人员随意的更改这些设置和随意的退出本套系统还应在本模块中加入权限设置密码。而在回放系统中为了不让其他非管理人员随意对历史的视频信息进行浏览，因此，在进入回放系统之前应设置一权限密码，若密码不正确者不能进入到回放系统中。本套视频监控系统的特点主要有以下的两个方面：（1）监控功能具备时时监控同时预

35、览功能；用户管理，系统安全保存；视频信号的传输；对视频信号进行高密度的压缩处理和记录处理；按钮式管理界面，使用方便；能实现对历史纪录的查找和回放；Windows XP，win7，8操作系统，系统更加稳定可靠。（2）存储功能: 可以支持硬盘；硬盘文件系统同DOS兼容，可以在PC平台上操作；硬盘上文件可以选择循环记录和非循环记录；管理主机可以通过pc随时提取硬盘录像机上记录的文件； 3.4 视频监控系统内容结构视频信号处理部分应包括以下主要内容：在监控点设置视频信号采集用的摄像头；将摄像头摄取的视频信号通过视频电缆联入从事监控活动工作的控制室；在各个控制室利用视频分频设备及信号放大设备将视频信号分

36、频放大处理后，一组信号用于现场的视频监控使用，另外的信号向其它控制室或调度室的信号提供；现场监控用的信号通过画面分割器或矩阵控制器与工业用电视监视器相连，完成现场的视频信息的监控目的。在调度室利用视频设备将视频信号处理后，一组信号用于调度室的综合视频监控使用，另一组信号提供给数字信号处理部分进行处理。 图2.1 系统结构示例图视频监控系统是由监控点和监控中心等组成的，它的具体的工作流程如图2.1所示。正如下图所示的流程，当监控点的摄像头采集到的视频信息通过电缆线传到监控室，监控室的工作人员可以通过监视屏上的预览图像来了解现场所发生的一切情况，与此同时监控室的控制人员还可以对摄像头所采集到的视频

37、信息进行录制存储，监控室的工作人员还可以控制监控点的每一个摄像头。并对其进行各种操作，如摄像头的转向、摄像头的取景范围等。管理人员还可以对摄像头的参数如亮度、曝光度和颜色等进行一系列的设置。一旦有突发事件发生监控室的工作人员还可以对现场进行实时监控，通过监视器所了解到的情况来指导现场的工作。与此同时还可以通过局域网或互联网对外界发出警告或报警。如果视频监控系统安装视频服务器之后，还可以为管理人员提供远程监视权限。而管理人员则可以不受地域限制，只要使用PC机或笔记本电脑通过调制解调器或宽带接入方式接入PSTN电话网或Internet国际互联网，就可以即时观看各个监控点的图像，以便掌握监控点的详细

38、情况。因此大大提高了管理者的管理水平。当管理人员需要某一天的监控录像时还可以调用监控的历史记录，来进行查找、回放以便于了解当时所发生一系列的情况。第四章 基于STM32监控设备4.1 STM32监控设备的制作目的日常生活中，监控摄像头随处都是，它已经成为我们安防领域中必不可少的设备。监控摄像头的遍布也带来了维护方面的困难，特别是在较为偏僻的山区，往往我们的维护工作需要花费较大的资金、人力、物力去处理。但是80%90%的故障都能通过重启监控系统来得到解决。原有的落后的监控系统既造成人力的付出，又会造成资源的浪费。 但是基于 STM32 摄像头电源远程监控系统，并通过以太网通讯，以 C/S 的架构

39、的方法远程发送指令打开或关闭分别控制风扇、摄像头以及切换备用电源。这样能够做到系统解决大部分摄像头出现的绝大部分问题，有效的提升了监控设备维修企业的工作效率，并为企业省下了不必要的的资金，达到了便民利民以及利润最大化的目的。4.2 系统整体设计 整个控制系统的主体由客户机和服务器，温度检测模块,电 流检测模块,RTC 时钟校准模块和，数据库存储模块五个部分组 成。其中通过 DS18B20 温度传感器和JCT1204 电流互感元件进 行温度和电流的检测。客户机和服务器实现终端设备的监控与 响应。该系统通过基于 C/S 架构的以太网方式通讯，实现了温 度、电流的大小、时间以及各个模块状态位的监控，

40、并由人工分 析得到控制指令，再由TCP/IP 通讯协议将控制指令发送至设备 终端，最后设备终端执行控制指令。2上下位机软件设计 2.1 下位机软件设计 摄像头电源远程监控设备首先初始化 LWIP 协议栈和我们 的 TCP 服务器，然后和我们的客户机建立连接。当连接上后进行后，再进行 LED、DS18B20、门磁、继电器、ADC等模块的初始 化。初始化后定时 0.5 秒对温度、电流、继电器状态等数据进行 采集，并将采集到的数据进行打包，写入发送缓存区并等待询 问。当收到询问信号时，我们解析询问信号并发送我们的对应 数据。如若没收到询问信号，我们的数据按定时0.5 秒的实际对数据进行采集和更新，以

41、等待着下次的询问。4.2.1上位机软件设计 上位机在开始的时候选择远程终端的 IP 后点击连接按 钮。若无连接，则继续点击，并查看设备终端是否启动。若提示 连接成功，则发送指令以及应答请求，此时下位机会发送还数 据，我们对数据进行解析处理与存储后供用户查询和使用。4.2.2 上位机界面设计 上位机界面分为两个部分：设备监控和历史数据。设备监控界面中，我们在左侧建立了一个电源设备列表、连接设备按钮和数据显示框。在电源设备列表中分别罗列了不 同地方的摄像头远程监控设备的IP 地址。连接设备按钮是建 立与对应的摄像头远程监控设备的连接。在数据显示框显示了 发回来的数据原码。界面的中间是在线监控参数和

42、在线控制按键。图：监控设备界面图 图：历史监控数据查询界面图历史数据界面中顶端加入了查询历史数据的功能，用户可 通过输入特定的时间跨度来查询那段时间的数据。同时增加了 清空按钮，防止数据太多太乱，用户可以对数据进行清空。按钮 的下方将数据库的表单显示在界面中，让用户直观的观察我们的数据。 第五章 系统开发工具5.1 窗体的属性通过修改窗体的属性可以改变窗体内在或外在的结构特征，控制窗体的外观。通常用的窗体属性如表5.1所示。表5.1 常用的窗体属性属 性用 途Name决定窗体的名称，同时也是磁盘上窗体文件名，扩展名为FrmCaption决定标题栏中显示的文本Back Color用于确定窗体的背

43、景颜色Bode style用于决定窗体的边框风格Control Box决定窗体是否拥有控制菜单MaxBotton决定窗体标题栏中是否具有最大化按钮Movable决定控制窗体是否可以移动Window State通过取值决定窗体是正常、最小化还是最大化状态5.2 系统程序的结构随着电视监视器材、计算机技术的日益发展，图形监视系统在电视系统或监控场所得到了广泛地应用。用图形来实时显示被控对象（摄像机、终端设备等）在操作过程中的状态，具有清晰明了、形象直观且可以及时处理反馈信息。它比数字仪表包含的信息量大得多，因此使现场监控人员的工作方式得到了改进，效率也由此得到了很大的提高。视频监控系统由实时控制系

44、统、监视系统及管理信息系统组成。实时控制系统完成实时数据采集处理、存储、反馈的功能；监视系统完成对各个监控点的全天候的监视，能在多操作控制点上切换多路图像；管理信息系统完成各类所需信息的采集、接收、传输、加工、处理，是整个系统的控制核心。由于STM32在界面制作上的优越性，我们采用STM32来进行系统的快速开发。本系统必须对硬件进行实时监视控制，从而实现监控功能。 STM32应用程序控 件虚拟设备驱动程序底层硬件图5.1 STM32访问底层硬件的实现 监控模块回放模块退出模块退出系统图像捕捉视频设置设备设置报警打开视频时间选择快进快退图像处理主控模块图5.2 应用程序的结构图主控模块是本监控系

45、统的主界面，它分为监控模块、回放模块退出模块三个子模块。 5.3 图像的处理在监控部分主要能实现的功能有摄像头的亮度、曝光度和颜色等设置。视频的预览，视频画面大小的调整，视频存储压缩比的设置及视频的录制等几个方面。其中视频预览画面的大小以及视频压缩比的选择是本套视频监控系监控部分的重要环节，合适的预览画面间有助于监控人员能够更好的观察现场的每一个细节。视频信息存储压缩比的选择对历史记录的回放有着极其重要的地位。如果压缩比选的不好不但会浪费磁盘的存储空间，而且还会造成视频信息的失真，以致影响回放时视频的清晰度，造成不必要的损失。本人在监控系统中主要使用的控件有命令按钮、图片框控件、定时控件等，其

46、主要属性和用法如下：(1) 命令按钮控件（CommandButton）是使用最为广泛的控件之一，它可以开始、结束或者中断一个过程。他主要的属性和基本事件如表4.2和表4.3所示。表5.2 CommandButton控件的基本属性编号属性功能简述1Caption设置/返回CommandButton控件的标签内容2Enable设置/返回运行时CommandButton控件是否响应用户事件3Height设置/返回CommandButton控件的高度4Left设置/返回CommandButton控件的水平位置5Picture设置/返回CommandButton控件中要显示的图片6Top设置/返回Com

47、mandButton控件的垂直位置7Visible设置/返回程序运行时CommandButton控件是否可见8Width设置/返回CommandButton控件的宽度表4.3 CommandButton控件的常用事件编号事件何时触发1Click鼠标单击命令按钮时发生2GotFocus当一个命令按钮获得焦点时发生3LostFocus当一个对象失去焦点时发生4KeyDown当命令按具有焦点时按下一个键时发生5KeyUp当命令按具有焦点时释放一个键时发生6KeyPress当用户按下和松开一个ANSI键时发生7MouseDown命令按钮上按下鼠标按钮时发生8MouseMove当在命令按钮上移动鼠标时发

48、生(2)图片框控件（Picture）可以用来显示图形，也可以用来在控件上输出图形和用Print方法输出文本，还可以把图片框控件作为容器，将不同功能的控件包容在其中从而实现分组效果。本系统中主要利用图片框控件来显示摄像头说采集到的视频信息。 (3)定时控件（Timer）通过引发Timer事件，从而有规律地每隔一段时间就执行一次事件内的代码。Timer控件在运行时不可见，在设计时不能够调节其大小。其主要属性和事件的常规语法如下：Interval属性返回或设置Timer控件的各计时事件调用的毫秒数，可以在设计时或运行时设置该属性。如果Timer控件的Enable属性为True，则从Interval属

49、性的设置值开始倒计时。Timer事件在一个Timer控件预定的时间间隔过去之后发生。该间隔的频率存储于该控件的Interval属性中。应用Timer事件，可以按照指定时间间隔重复某一操作。 变更图像格式若摄像头说采集到的图像画面不合适，可以用下面的语句：Set_VideoFormat=SendMessage_Long(CapHWnd,WM_CAP_DLG_VIDEOFORMAT, 0&, 0&)调出如图4.3所示的对话框，通过更改其设置来改变图像的大小。在图4.3所示的对话框中可以进行下列设置：图5.3 图像格式设置图分辨率：就是画面的宽度和高度，分辨率会因摄像头的不同，而有所不同。模式：就是

50、图像画面的色彩模式大小：当改变上述其中一个值时，程序会自动计算文件所占的硬盘空间，并且显示出来分辨率越大或颜色数越多，则越占空间。变更压缩比为了根据存储空间来设定视频文件的存储大小，因此我们可以通过下面的语句：Set_CompressRate=SendMessage_Long(CapHWnd,WM_CAP_DLG_VIDEOCOMPRESSION, 0&, 0&)，来调用如图所示的窗口来变更压缩比。使我们采集到的视频文件在不影响质量的情况下达到最小。通过如图4-4所示的这个窗口我们不但可以选择合适的压缩比而且还可以对其进行局部的设置使存储的视频文件达到最佳效果图5.4 压缩比设置图变更抽取来源

51、由于本套视频监控采用了四部摄像头，因此可以利用下面的语句来进行摄像头的选择：SendMessage_long (CapHwnd, WM_CAP_DLG_VIDEOSOURCE, 0&, 0&)，它会出现如图4.5所示的对话框，在这个对话框中我们不但可以进行摄像头的选择，而其还可以对每个摄像头的亮度、曝光度和颜色等进行设置。图5.5 摄像头设置图5.4 图像的显示激活摄像头：利用capCreateCaptureWindows函数，建立一个摄像头窗口，语法如下所示：CapHWnd=capCreateCaptureWindows(窗口名称，WS_CHILD or WS_VISIBLE，水平坐标，垂直

52、坐标，宽度，高度screen.ActiveForm.hwnd,0 ) 利用SendMessage_Long函数,将抽取装置连接到摄像头窗口，语法如下所示：SendMessage_Long(CapHwnd,WM_CAP_DRIVER_CONNECT,装置代号，0&)利用SendMessage_Any函数，返回该摄像头窗口，语法如下所示：SendMessage_Any(CapHwnd,WM_CAP_DRIVER_Get_CAPS,Len(Caps)，Caps)利用SendMessage_Long函数,设置预览的速度，语法如下所示：SendMessage_Long(CapHwnd,WM_CAP_SE

53、T_PREVIEWRATE,速度，0&)利用SendMessage_Long函数,激活摄像头窗口，语法如下所示：SendMessage_Long(CapHwnd,WM_CAP_SET_PREVIE,Ture,0&)视频录制 对于视频图像的采集我采用了如下的两个函数来进行：Sendmessage_Any(CapHwnd,WM_CAP_SET_SEQUENCE_SETUP,LEN(p), p)Sendmessage_Long (CapHwnd, WM_CAP_ SEQUENCE,0&,0&)具体的程序片段如下：Dim p As CAPTUREPARMSWith p .wPercentDropFor

54、Error = 10 .fUsingDOSMemory = 0 .wNumVideoRequested = 32 .fAbortLeftMouse = 0 .fAbortRightMouse = 0 .wChunkGranularity = 0 .dwAudioBufferSize = 0 .fDisableWriteCache = 1 .fMCIControl = 0 .fStepCaptureAt2x = 0 .fYield = 0 .wNumAudioRequested = 4 .AVStreamMaster = 0& .dwIndexSize = 9000& 15分60秒,每秒10张

55、.dwRequestMicroSecPerFrame = 1000000 15 设置取样频率 .fCaptureAudio = 1 抽取声音 .fLimitEnabled = 0 关闭抽取时间限制 .wTimeLimit = 30 设置抽取秒数 End WithGet_AVIWindows1=SendMessage_Any(CapHWnd,WM_CAP_SET_SEQUENCE_SETUP,Len(P),P) Get_AVIWindow1 = SendMessage_Long (CapHWnd, WM_CAP_SEQUENCE, 0&, 0&)5.5 图像的记录和回放闭路监控电视系统采用录像机

56、实现记录和重放功能，可以快速和静止重放所记录的画面，而且具有遥控功能，系统可以对录像机远距离操作。设计回放系统的目的是为了管理人员对以往采集到的历史信息有一个更好的了解，方便管理人员或安全部门查找、取证。通过它主要可以实现如下几方面的功能：（1）可以多屏播放，能同时播放同一个画面或是两个不同的画面。（2）可以同时播放摄像头所采集到的同一个或是不同的两个视频文件。（3）可以实现全屏及原始图像大小之间的切换。（4）支持多种媒体格式。（5）能对所播放的两个视频文件分别进行块放、慢放、快进、快退等的功能。在回放系统中主要应用了Windows Media Player（msdxm.ocx）和Microsoft Commandialog Control（Comdlg32.ocx）两大控件。其