基于LabVIEW的智能家居監控系統設計

3.2 數據采集程序

主程序采用生產(chǎn)者一消費者(事件)架構，生產(chǎn)者循環(huán)主要負責系統的多通道數據采集分析顯示和用戶(hù)界面事件的響應，消費者循環(huán)則根據生產(chǎn)者的入隊列信息完成視頻監控和報警程序的處理。采用這種架構可使程序響應事件更快、執行效率更高。如圖4所示，在生產(chǎn)者循環(huán)中利用事件結構的超時(shí)分支設定每過(guò)200 ms進(jìn)行一次數據采集與數據顯示刷新，以保證顯示界面的實(shí)時(shí)性。程序中采用了NI DAQmx函數實(shí)現對家居環(huán)境的各參數的采集、顯示和閾值分析?；贜I DAQmx數據采集的具體方法是：首先根據采集任務(wù)創(chuàng )建DAQmx數據通道，進(jìn)行數據采集參數設置，然后調用DAQmx讀取或寫(xiě)入函數，實(shí)現信號的采集和控制，最后停止DAQmx任務(wù)。

3.3 系統報警處理程序

當系統發(fā)生報警時(shí)，LabVIEW將通過(guò)VISA來(lái)實(shí)現與GSM短信模塊的串口通信。VISA(Virtual Instrument Software Architecture)是NI公司開(kāi)發(fā)的一種用來(lái)與各種儀器總線(xiàn)進(jìn)行通信的高級應用編程接口。在LabVIEW中通過(guò)調用現成的VISA節點(diǎn)函數，用戶(hù)可以輕松構建基于已有串口硬件設備基礎之上的數據采集與測控平臺，而無(wú)需添加其他新的硬件設備。此外，VISA函數不僅與串口，還可以與GPIB，USB，PXI，VXI和以太網(wǎng)等多種總線(xiàn)通信，因而使得在LabVIEW中借助VISA節點(diǎn)函數編寫(xiě)的串口程序具有很好的可移植性。當硬件接口改變時(shí)，只需對VISA函數做適當的參數配置修改便可完成對不同平臺，不同類(lèi)型設備的開(kāi)發(fā)、移植及升級，從而大大提高了開(kāi)發(fā)效率。如圖5所示，調用了LabVIEW中3個(gè)VISA串口操作節點(diǎn)，分別是配置串口節點(diǎn)、VISA寫(xiě)入節點(diǎn)和VISA關(guān)閉節點(diǎn)。程序首先設置串口通信的波特率、校驗方式、數據位數停止位等參數。然后調用VISA寫(xiě)入函數，將要發(fā)送的報警信息通過(guò)AT指令傳送給SIM300 GSM模塊，從而實(shí)現手機短信的遠程發(fā)送。整個(gè)程序運行結束后，利用VISA關(guān)閉節點(diǎn)把占用的串口資源釋放掉。除了手機短信報警外，系統對報警情況將進(jìn)行信息自動(dòng)存儲，將發(fā)生報警的時(shí)間和數據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(hù)進(jìn)行查詢(xún)。

3.4 圖像采集程序

為降低成本和方便安裝系統，采用目前普遍使用的USB攝像頭配合NI的IMAQ Vision模塊來(lái)實(shí)現可視化圖像采集。系統首先要安裝與Lab VIEW版本相同的NI Vision Development Module視覺(jué)開(kāi)發(fā)模塊，然后再安裝NI-IMAQ for USB Cameras-USB攝像頭驅動(dòng)程序，通過(guò)這個(gè)驅動(dòng)，所有DirectShow圖像采集設備均可在LabVIEW中進(jìn)行圖像采集。圖6為圖像采集程序框圖，在生產(chǎn)者-消費者架構中以隊列來(lái)傳遞視頻監控的操作指令，當按下監控開(kāi)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(kāi)攝像，以免不必要的資源浪費。

4 結語(yǔ)

系統采用虛擬儀器技術(shù)、測控技術(shù)和GSM網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)，實(shí)現了基于LabVIEW的智能家居監控系統和遠程報警。系統監控界面選擇LabVI EW軟件，縮減了系統開(kāi)發(fā)時(shí)間，提高了設計效率。實(shí)際運行表明，系統使用穩定可靠，人機交互界面友好，成本低效率高，易于擴展與維護。本系統不僅可應用于家居住宅，還可以用于倉庫、廠(chǎng)房和溫室大棚等地方的安防監控與遠程控制，具有較為廣闊的市場(chǎng)應用前景。