基于LabVIEW的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

3.2 數(shù)據(jù)采集程序

主程序采用生產(chǎn)者一消費者(事件)架構(gòu)，生產(chǎn)者循環(huán)主要負責系統(tǒng)的多通道數(shù)據(jù)采集分析顯示和用戶界面事件的響應(yīng)，消費者循環(huán)則根據(jù)生產(chǎn)者的入隊列信息完成視頻監(jiān)控和報警程序的處理。采用這種架構(gòu)可使程序響應(yīng)事件更快、執(zhí)行效率更高。如圖4所示，在生產(chǎn)者循環(huán)中利用事件結(jié)構(gòu)的超時分支設(shè)定每過200 ms進行一次數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)顯示刷新，以保證顯示界面的實時性。程序中采用了NI DAQmx函數(shù)實現(xiàn)對家居環(huán)境的各參數(shù)的采集、顯示和閾值分析。基于NI DAQmx數(shù)據(jù)采集的具體方法是：首先根據(jù)采集任務(wù)創(chuàng)建DAQmx數(shù)據(jù)通道，進行數(shù)據(jù)采集參數(shù)設(shè)置，然后調(diào)用DAQmx讀取或?qū)懭牒瘮?shù)，實現(xiàn)信號的采集和控制，最后停止DAQmx任務(wù)。

3.3 系統(tǒng)報警處理程序

當系統(tǒng)發(fā)生報警時，LabVIEW將通過VISA來實現(xiàn)與GSM短信模塊的串口通信。VISA(Virtual Instrument Software Architecture)是NI公司開發(fā)的一種用來與各種儀器總線進行通信的高級應(yīng)用編程接口。在LabVIEW中通過調(diào)用現(xiàn)成的VISA節(jié)點函數(shù)，用戶可以輕松構(gòu)建基于已有串口硬件設(shè)備基礎(chǔ)之上的數(shù)據(jù)采集與測控平臺，而無需添加其他新的硬件設(shè)備。此外，VISA函數(shù)不僅與串口，還可以與GPIB，USB，PXI，VXI和以太網(wǎng)等多種總線通信，因而使得在LabVIEW中借助VISA節(jié)點函數(shù)編寫的串口程序具有很好的可移植性。當硬件接口改變時，只需對VISA函數(shù)做適當?shù)膮?shù)配置修改便可完成對不同平臺，不同類型設(shè)備的開發(fā)、移植及升級，從而大大提高了開發(fā)效率。如圖5所示，調(diào)用了LabVIEW中3個VISA串口操作節(jié)點，分別是配置串口節(jié)點、VISA寫入節(jié)點和VISA關(guān)閉節(jié)點。程序首先設(shè)置串口通信的波特率、校驗方式、數(shù)據(jù)位數(shù)停止位等參數(shù)。然后調(diào)用VISA寫入函數(shù)，將要發(fā)送的報警信息通過AT指令傳送給SIM300 GSM模塊，從而實現(xiàn)手機短信的遠程發(fā)送。整個程序運行結(jié)束后，利用VISA關(guān)閉節(jié)點把占用的串口資源釋放掉。除了手機短信報警外，系統(tǒng)對報警情況將進行信息自動存儲，將發(fā)生報警的時間和數(shù)據(jù)信息記錄保存在主程序路徑下的報警記錄.txt文件中，方便用戶進行查詢。

3.4 圖像采集程序

為降低成本和方便安裝系統(tǒng)，采用目前普遍使用的USB攝像頭配合NI的IMAQ Vision模塊來實現(xiàn)可視化圖像采集。系統(tǒng)首先要安裝與Lab VIEW版本相同的NI Vision Development Module視覺開發(fā)模塊，然后再安裝NI-IMAQ for USB Cameras-USB攝像頭驅(qū)動程序，通過這個驅(qū)動，所有DirectShow圖像采集設(shè)備均可在LabVIEW中進行圖像采集。圖6為圖像采集程序框圖，在生產(chǎn)者-消費者架構(gòu)中以隊列來傳遞視頻監(jiān)控的操作指令，當按下監(jiān)控開關(guān)的界面事件發(fā)生，生產(chǎn)者循環(huán)中運行指令入隊列，在消費者循環(huán)中接收到運行指令后才打開攝像，以免不必要的資源浪費。

4 結(jié)語

系統(tǒng)采用虛擬儀器技術(shù)、測控技術(shù)和GSM網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實現(xiàn)了基于LabVIEW的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)和遠程報警。系統(tǒng)監(jiān)控界面選擇LabVI EW軟件，縮減了系統(tǒng)開發(fā)時間，提高了設(shè)計效率。實際運行表明，系統(tǒng)使用穩(wěn)定可靠，人機交互界面友好，成本低效率高，易于擴展與維護。本系統(tǒng)不僅可應(yīng)用于家居住宅，還可以用于倉庫、廠房和溫室大棚等地方的安防監(jiān)控與遠程控制，具有較為廣闊的市場應(yīng)用前景。