【畢業(yè)論文】智慧漁場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計

畢業(yè)設計題目智慧漁場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計姓名程序學號學院信息學院系別信息學院電子工程系專業(yè)電子信息科學與技術指導教師協(xié)助指導老師北京聯(lián)合大學信息學院教學科研辦公室編制2015年5月摘要本文是在面對層出不窮的食品問題的現(xiàn)狀的情況下，希望從源頭上解決食品問題的方面出發(fā)的，文章從需求分析，各部分理論積累，系統(tǒng)設計與實現(xiàn)，和軟件測試四個章節(jié)對系統(tǒng)的開發(fā)過程進行分別闡述。需求分析主要介紹了本軟件的可行性分析，功能與性能上的需求和數(shù)據(jù)流的分析。理論積累主要對是數(shù)據(jù)采集模塊和網(wǎng)絡傳輸模塊來尋找資料的介紹。系統(tǒng)的分析與實現(xiàn)針對系統(tǒng)的各個模塊的功能進行了詳細的描述，并配有相應的圖表說明。本文在文中也添加了一些功能的關鍵代碼。本系統(tǒng)是在WINDOWS7環(huán)境下，使用計算機或IPC工控機，將數(shù)據(jù)采集端的視頻和溫度傳感器等的數(shù)據(jù)采集到工控機中，在處理后實時的傳送到互聯(lián)網(wǎng)上使用移動端接收。系統(tǒng)分采集發(fā)送端和移動接收端兩個最主要的部分組成，本系統(tǒng)主要做采集發(fā)送端，由池塘養(yǎng)殖端使用，主要包括池塘環(huán)境的資料采集和發(fā)送。關鍵詞WINDOWS7工控機數(shù)據(jù)采集實時傳輸ABSTRACTTHISARTICLEISINTHEFACEOFTHECURRENTSITUATIONOFFOODISSUESEMERGEINENDLESSLY,WEHOPEWECANFINDAWAYSTOSOLVETHEPROBLEMOFFOODFROMTHESOURCE，THEREAREFOURCHAPTERSINTHISPAPER,DEMANDANALYSIS,EACHPARTOFTHETHEORYOFACCUMULATION,SYSTEMDESIGNANDIMPLEMENTATION,ANDSOFTWARETESTING,THEDEVELOPMENTPROCESSOFTHESYSTEMDEMANDANALYSISISMAINLYINTRODUCEDTHEFEASIBILITYANALYSISOFTHESOFTWARE,THEFUNCTIONANDPERFORMANCEREQUIREMENTSANDDATAFLOWANALYSISTHEORYACCUMULATIONMAINLYISTHEDATAACQUISITIONMODULEANDNETWORKTRANSMISSIONMODULETOFINDDATAISINTRODUCEDSYSTEMANALYSISANDIMPLEMENTATIONOFTHESYSTEMDESCRIPTIONOFTHEFUNCTIONOFEACHMODULEINDETAIL,ANDEQUIPPEDWITHCORRESPONDINGILLUSTRATIONSINTHISPAPER,INTHEARTICLEALSOADDEDSOMEFUNCTIONOFTHEKEYCODETHISSYSTEMISUNDERTHEWINDOWS7ENVIRONMENT,USINGACOMPUTERORTHEIPCINDUSTRIALCOMPUTER,VIDEOANDDATAOFTEMPERATUREANDSOONAREPASSEDTOTHECOMPUTER,AFTERPROCESSINGREALTIMETRANSMISSIONTOTHEINTERNETUSINGAMOBILETERMINALTORECEIVEKEYWORDSWINDOWS7IPCDATAACQUISITIONLIVETRANSMISSION目錄摘要IABSTRACTII目錄III1緒論111系統(tǒng)開發(fā)的背景112課題目的32需求分析321可行性分析3211技術上的可行性3212經(jīng)濟上的可行性4213社會可行性422系統(tǒng)功能需求分析5221功能需求5222性能需求63溫度采集模塊731溫度采集流程圖732溫度采集模塊采用技術83318B20工作原理834LY5AL2A學習板工作原理9341復位電路9342數(shù)碼管10343溫度傳感器DS18B20接口11344異步串行通訊接口11345USE供電電源接口11346電源開關114視頻采集1341視頻采集流程圖1342視頻采集技術1343攝像頭設備14431水下攝像頭14432攝像頭連接線14433水下攝像頭控制器和傳輸器14434視頻采集卡155網(wǎng)頁設計1651確定網(wǎng)站主題1652確定板式1753采用技術1754工作流程圖1755網(wǎng)頁設計186串口和數(shù)據(jù)傳入網(wǎng)頁部分1961本部分功能說明1962串口通信基礎1963溫度模塊和工控機的相連2064流媒體技術2065視頻采集模塊和工控機的相連217結論228致謝239參考文獻241緒論11系統(tǒng)開發(fā)的背景食品安全關系到廣大人民群眾的身體健康和生命安全，關系到經(jīng)濟健康發(fā)展和社會穩(wěn)定，關系到政府和國家的形象。食品安全已成為衡量人民生活質量、社會管理水平和國家法制建設的一個重要方面。食品安全與人民生命財產(chǎn)息息相關。幾年來，被公開曝光生產(chǎn)和銷售偽劣、有毒有害食品的案件層出不窮，受害者成千上萬。就這幾年，比較出名的三鹿奶粉事件，截至2008年9月21日，因使用嬰幼兒奶粉而接受門診治療咨詢且已康復的嬰幼兒累計39,965人，正在住院的有12,892人，此前已治愈出院1,579人，死亡4人，為此幾乎可是說滿大街都是扔掉的牛奶，國人有近七成的人表示不敢再購買國產(chǎn)奶粉等；不僅如此2005年假雞蛋湖北、北京、廣東等地發(fā)現(xiàn)使用化學藥品人工合成的雞蛋5，完全可以以假亂真，而且通常很難想象雞蛋可以造假。2006年蘇丹紅事件部分蛋商為了生產(chǎn)高價紅心蛋，違法在雞蛋或鴨蛋中摻入致癌物質蘇丹紅。2008年毒水餃由河北省石家莊市天洋食品廠出口到日本的水餃被檢驗出含有農(nóng)藥甲胺磷及DDT成分，造成二百多人中毒，詳見“2008年中國制冷凍餃子中毒事件”。2009年注水肉部分肉販為增加肉品重量以牟利，于屠宰前給動物強行灌水，或者屠宰后向肉內(nèi)注水制成，和其他的事件不同，注水肉已經(jīng)成為一個全國性的，幾乎無法查處和整治的難題。詳見“注水肉”。2010年地溝油不法商人將餐廳排放至水溝中的膏狀廢油撈取后，經(jīng)過濾、加熱、沉淀、分離等程序，提煉成為“食用油”，再以低價轉賣給餐館。地溝油內(nèi)含致癌物質、細菌、病毒、重金屬，毒性是砒霜的100倍，。詳見“地溝油”2014年過期肉上海福喜食品有限公司向麥當勞和肯德基提供過期原料。過去，對生產(chǎn)銷售偽劣和有毒有害食品的治理整頓沒有做到法規(guī)化，制度化，而是“救火”式的治理，哪里發(fā)生問題治哪里的。因而制假售假屢治不絕，屢禁不止，甚全有愈演愈烈之勢。食品安全目前是全社會關注的焦點問題。對于我國目前食品安全的現(xiàn)狀，一直是一個很有爭議的問題。在中國，食品的安全問題其根本就是從種植到市場到消費者手中，幾乎個個環(huán)節(jié)都有問題，但是我們的監(jiān)管又不能時時刻刻的跟蹤到每一個細節(jié)，那么如何去解決這個問題，一直都爭論不休，可是我們的出發(fā)點是否從一開始就太過于常規(guī)了呢，不如我們這么思考，與其費盡心力的去監(jiān)督那些為我們生產(chǎn)的商家養(yǎng)殖戶，為什么不由我們自己來全程監(jiān)控自己的食品的生產(chǎn)過程呢。我國食品安全的現(xiàn)狀目前我國食品安全可以說非常的令人擔憂，農(nóng)藥、催化劑的無節(jié)制的使用，添加劑的濫用；各種環(huán)境污染物的不正規(guī)處理；有害元素和各種病原體的侵害；有害生物和層出不窮的疫病多次爆發(fā)；生物新技術和食品技術等工藝的進步的應用，帶來的負面效應；各地的人口的遷徙流動，新疾病的出現(xiàn)和原已消滅的重大疫病的死灰復燃等。食品安全問題似乎就從未消停過，概括特點，有如下三個一是問題食品的影響越來越廣。問題食品的糧油肉禽蛋菜豆制品、水產(chǎn)品等傳統(tǒng)主副食品，和水果、酒類、南北干貨類、奶制品、炒貨等新食品，全方位擴散。二是問題食品的危害程度越來越深，從食品外部的衛(wèi)生危害走向了食品內(nèi)部的安全危害。過去只注意食品細菌總數(shù)，現(xiàn)在是深入食品內(nèi)部的農(nóng)藥、化肥、化學品殘留。甚至都可以在短時間內(nèi)看到這食品帶來的問題，造成的具體危害等。三是制毒制劣手段越來越多樣、越來越“深入”、手法越來越隱蔽，從食品外部的走向內(nèi)部的、從物理的走向化學的。從曝光的有毒有害食品看，犯罪分子制毒制假手法花樣翻新、五花八門。正是不怕你做不到，就怕你想不到。產(chǎn)生原因對于我國食品安全問題產(chǎn)生的原因進行分析有以下六點一、監(jiān)管疏漏；二、執(zhí)行不力；三、欠缺考證盲目定論；四、利益驅動逃避責任；五、政策法規(guī)不健全；六、媒體誤導草木皆兵；總結起來，就一個，我們消費者從來沒有在購買前看到過過我們食用的食物。12課題目的本項目主要完成智慧漁場的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計，完成采集漁場的整體框架設計，完成水下圖像信息采集部分的設計，完成水溫參數(shù)的采集設計，完成數(shù)據(jù)的編組及存儲，實現(xiàn)部分數(shù)據(jù)采集功能。進行最終數(shù)據(jù)的發(fā)送和傳輸。在收集數(shù)據(jù)的基礎上，將數(shù)據(jù)發(fā)送至移動端，在移動端的APP上遠程觀察和操作反饋，其最終目的是通過讓遠離食品生產(chǎn)的都市人，自己去了解和監(jiān)督自己的食品生產(chǎn)加工過程，同時去輔助職業(yè)養(yǎng)殖戶養(yǎng)殖食用魚的目的。在一種類似于娛樂的狀態(tài)下，進行魚類的養(yǎng)殖監(jiān)督。不僅于此，也可以作為孩子的課外學習的課題來存在的。可以不受限制的、隨時隨地的觀察魚類的成長過程，學習生物知識，培養(yǎng)孩子的各方面的興趣愛好，以及對食品安全的重視。不僅僅是食用魚，還有大環(huán)境下的觀賞魚類的成長觀察也是可以實現(xiàn)的，如若在魚類養(yǎng)殖這一方面有所價值的話，將來還有望推廣向其他不僅僅限于食品安全的領域。除了實現(xiàn)監(jiān)管和學習的作用之外，在收集數(shù)據(jù)的基礎上，如若將數(shù)據(jù)發(fā)送至移動端，在移動端的APP上遠程觀察和趣味操作，那么還可以作為一種很新穎的、很有意思的現(xiàn)代都市白領生活中的一種趣味娛樂來實現(xiàn)，類似于某種智能養(yǎng)殖游戲。這在本課題中也很有可能會有涉及，不過在本課題中主要還是著重于漁場端的數(shù)據(jù)采集設計。2需求分析21可行性分析211技術上的可行性技術可行性研究是研究現(xiàn)有的技術條件能否順利完成開發(fā)工作，硬、軟件配置能否滿足開發(fā)的需要等等。配置稍好的工控機，WIN7操作系統(tǒng)，通過單片機編碼將溫度傳感器的數(shù)據(jù)采集，視頻的采集，網(wǎng)絡傳輸?shù)募夹g等來說，是可以完成目標系統(tǒng)的設計的。也就是從技術上來說，這個系統(tǒng)是可以實現(xiàn)的。212經(jīng)濟上的可行性（1）在項目前期，因為只需要準備相關開發(fā)平臺和設備，故可能會有一些花費。如果先做模版的話，可以先比較草率的用一些設備進行實驗，如下一臺電腦，視頻采集卡，外接攝像頭，單片機開發(fā)板，溫度探頭，臉盆。（2）中期是因為早期的實驗已經(jīng)完成，要進行較為正式的實驗了，所以設備就要向專業(yè)的地步發(fā)展，改進如下A實驗室電腦換成了可長時間工作的工控機；B使用TC4000SD專用視頻數(shù)據(jù)采集卡；C配套的水下攝像頭；DLY5AL2A開發(fā)板E18B20溫度傳感器探頭；F移動端端，網(wǎng)絡設備終端。G池塘。因為是導師的課題，所以借用導師的實驗設備；聯(lián)系其產(chǎn)品所具有的市場性，所以成本還算適宜。（3）中后期的主要工作就是對系統(tǒng)的實驗和調(diào)試，工作量不大，基本上也沒有其他的開支了。主要是完善系統(tǒng)的功能，調(diào)試使其達到最有狀態(tài)。（4）本系統(tǒng)在進入正常運轉之后，可節(jié)省大量的人力和物力，同時還能更加便捷安心地監(jiān)控食品來源，以及對相關行業(yè)的刺激和推動。從長遠看，獲益會遠遠大于支出。從經(jīng)濟上來說，開發(fā)這樣一個系統(tǒng)是可行的。213社會可行性食品安全關系到廣大人民群眾的身體健康和生命安全，關系到經(jīng)濟健康發(fā)展和社會穩(wěn)定，關系到政府和國家的形象。從食品安全的角度出發(fā)，在社會的可行性上還是很高的，同時通過手機等移動端來監(jiān)控的話，還可以增加趣味姓，這在社會生活中，基于龐大的手機用戶，也是很可行的。不僅如此，從養(yǎng)殖等生產(chǎn)方的角度出發(fā)，甚至可以實現(xiàn)在遠方實現(xiàn)養(yǎng)殖的期望，全自動化的構想可能還有一段距離，但是還是這是智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展必然趨勢。所以在社會可行性上也是可行的。22系統(tǒng)功能需求分析221功能需求通過前期的調(diào)查分析及研究，對本系統(tǒng)來說，主要對不同的用戶的需求來達成的功能有用戶（養(yǎng)殖和移動用戶等）遠程監(jiān)測環(huán)境和溫度變化，同時還要要求數(shù)據(jù)的更新的實時性。系統(tǒng)方1圖像采集功能通過水下攝像頭將水下拍攝的視頻采集到工控機里，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的采集功能。2溫度采集功能通過89C52將18B20溫度傳感器的測量的溫度采集到工控機中。實現(xiàn)溫度的數(shù)據(jù)采集功能。3實時轉播功能將視頻和溫度的信息整合向外發(fā)送，實現(xiàn)實時監(jiān)控的目的。4自動和手動刷新數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時的刷新、在不能自動的實時的刷新的前提下可以手動刷新的功能。供電工控機數(shù)據(jù)供電供電魚塘溫度傳感器模數(shù)轉換攝像頭編碼、重組開發(fā)板視頻采集卡互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁電源數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)GSM網(wǎng)絡刷新222性能需求除了對用戶的功能需求意外，系統(tǒng)本身也應該具有一定的常規(guī)性能1水下傳感器探頭的密閉性水下部分包括攝像頭和溫度傳感器等設備，務必要保證其密閉性，也就是防水性。2設備的靈敏性不僅僅是水下的設備，還有工控機等設備，這些設備之間的通信靈敏，還要保證各設備在長時間的工作狀態(tài)下的工作靈敏性。3通信的實時性除了一些不可避免的因素以外，設備應該具有一定的實時性。比如視頻通信的延遲在十秒之內(nèi)，溫度的實時性也保證在一分鐘左右。4系統(tǒng)可靠性為提高系統(tǒng)可靠性必須采用模塊化和結構化設計，提高系統(tǒng)的容錯能力，并保障系統(tǒng)不會因人為的操作錯誤而死機或崩潰。同時還有設備的供電也是不容經(jīng)常中斷的。5系統(tǒng)的穩(wěn)定性因為通過將數(shù)據(jù)采集到工控機里，再將數(shù)據(jù)發(fā)送到工控機中，這樣可以保證設備在一定的時間內(nèi)出現(xiàn)問題有足夠的時間維護，為此需要有足夠大的空間來臨時存儲數(shù)據(jù)。同理要保證信息查詢的平均響應時間、連接的終端數(shù)、數(shù)據(jù)存儲容量、可擴充存儲容量等問題。3溫度采集模塊31溫度采集流程圖開發(fā)串口不成功成功DS18B20發(fā)送溫度轉換指令初始化DS18B20C不成功顯示函數(shù)顯示緩沖緩沖池內(nèi)容延時等待溫度轉化完成復位DS18B20C開始設定89C52管腳定義緩沖池初始化DS18B20C發(fā)送溫度測量指令緩沖池波特率發(fā)生器數(shù)碼管顯示波特率發(fā)生器PC接受數(shù)據(jù)串口程序顯示數(shù)據(jù)存儲32溫度采集模塊采用技術通過將設計目的和自身的水平，以及本專業(yè)的相關知識相結合。此處選用常用的溫度傳感器18B20探頭進行設計。開發(fā)板用LY5AL2A學習板進行設計。通過用C語言進行LY5AL2A學習板的開發(fā)，在這里，使用的是51單片機系列的89C52芯片進行開發(fā)。在開發(fā)板上使用18B20進行溫度的采集，3318B20工作原理低溫晶振的振蕩頻率變化率表較小，用于發(fā)出固定的頻率脈沖信號，這樣發(fā)送到計數(shù)器A中。高溫晶振隨溫度變化率大，產(chǎn)生的脈沖發(fā)送到計數(shù)器B中。A和溫度寄存器被預置在一個基數(shù)值。計數(shù)器A對低溫晶振的脈沖信號進行減法計數(shù)，當A的預置值變成0，溫度寄存器的值將加1，計數(shù)器A將開始重慶循環(huán)，如此循環(huán)減小再重復，等到計數(shù)器B也到0的時候，溫度寄存器停止累加，此時溫度寄存器的值就是溫度。視頻圖像采集模塊。34LY5AL2A學習板工作原理341復位電路因為LY5AL2A開發(fā)板支持雙復位，而這里電容在上接高電平，電阻在下接地，中間為RST。這種復位電路為高電平復位。所以這里我們使用的是51單片機的高電平的復位模式，上電壓從無到有在RESET處會先處于高電平一段時間，然后由于該點通過電阻接地則RESET該點的電平會逐漸的改變?yōu)榈碗娖?，從而使得單片機復位口電平從1到0，達到給單片機復位的功能。這樣一種復位方式就是上電復位，每一次上電就復位。其工作原理就是通電的時候，電容兩端相當于短了路，RST引腳上為高電平，電源通過電阻對電容充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，單片機開始正常工作。342數(shù)碼管通過對其不同的管腳輸入相對的電流，從而使其發(fā)亮，用來組合顯示時間、日期、溫度等可用數(shù)字來表示的數(shù)據(jù)。由于這種數(shù)碼管價格便宜，使用簡單，在電器類中應用很是廣泛，比如電子時鐘、溫度計、微波爐等等。絕大多數(shù)需要顯示的電器都采用數(shù)碼管，當然隨著時代的進步，人們對圖像的要求更高了，現(xiàn)在的電視啊等大屏幕的電器采用的是液晶顯示之類的屏幕。在這里，使用的是一個四位的共陽極的數(shù)碼管。陽極公共端由管腳P10P13所控制的三極管放大電流來控制，當然至于管腳，這就需要通過程序來實現(xiàn)控制了。343溫度傳感器DS18B20接口用于接入溫度傳感的正負極和I/O接口。記住左負右正。而18B20的工作原理上面也已經(jīng)講解過了。詳見33344異步串行通訊接口異步串行方式的特點異步通信，是指以字符為單位傳送數(shù)據(jù)，字符與字符間的傳送是完全異步的，位與位之間的傳送基本上是同步的。異步串行通信的特點可以概括為1以字符為單位傳送信息。2相鄰兩字符間的間隔是任意長。3因為一個字符中的比特位長度有限，所以需要的接收時鐘和發(fā)送時鐘只要相近就可以。4異步方式特點簡單的說就是字符間異步，字符內(nèi)部各位同步。使用注意在使用燒錄程序軟件的STO時，要注意的就是要提前下載串口驅動，這里我下載的是WIN7版HL340USB轉串口驅動。345USE供電電源接口這里可以使用電源接口，也可以使用USE接口供電，其功能就是給整個學習板進行額定電壓的供電功能。346電源開關電路板供電，同時還有燒錄程序的時候，用來在提示MCU提示上電的時候的電源控制。因為使用的是USB供電，多疑一般不會超出額定電壓，但是一定要注意，一般的開發(fā)板的額定電壓是5V。這里也要多多注意。不然很容易引起電容擊穿，或者電路板上的元器件被燒壞的問題。4視頻采集41視頻采集流程圖板溫度測量程序部分代碼調(diào)用42視頻采集技術通過天創(chuàng)恒達TC4000SDPRO此型號的視頻數(shù)據(jù)采集卡和專用水下攝像頭進行水下視頻圖像的數(shù)據(jù)采集，將采集的模擬數(shù)據(jù)轉換成數(shù)字信號數(shù)據(jù)，再通過專業(yè)的數(shù)字算法，將數(shù)據(jù)編碼發(fā)送解碼等等一系列的操作，最后通過網(wǎng)絡直播系統(tǒng)將其放在自己設計的網(wǎng)頁上，實現(xiàn)實時的轉播和實時監(jiān)控水下情況。常用的技術比如有流媒體技術，這是一種邊上傳，邊播放的技術。根據(jù)我的了解，因為視頻文件比較大，應該是先將采集的數(shù)據(jù)放到緩沖區(qū)。當然并不是將所有文件緩存再進行下載播放，是將一部分緩存起來后，就進行播放，在播放的時候，后臺還在繼續(xù)下載視頻文件。然后網(wǎng)頁通過將其解壓縮，解碼后將器提取出來播放，所以會有一定的延遲。傳輸傳輸視頻采集卡A/D轉換視頻（數(shù)字信號）讀入圖像數(shù)據(jù)圖像算法處理圖像顯示。視頻（模擬信號）采集線程開始打開視頻設備攝像頭啟動采集視頻采集控制器工控機網(wǎng)絡直播系統(tǒng)終端網(wǎng)頁43攝像頭設備431水下攝像頭水下攝像頭，在這里選購的是和TC4000SD視頻采集卡配套的專用水下攝像頭。因為長期工作在水下，所以一定要有極強的防水性和耐腐蝕性，同時還有高亮度的LED燈，可以用于在較深的黑暗的水下照明。其中攝像頭還可以進行360全視角旋轉拍攝。432攝像頭連接線這里的連接線有十五米，因為在水下，要盡量靈活和夠相對的遠，這樣才能在不影響水下魚群的時候進行觀察。同時線的密封性也有很高的要求，而使用圖中的轉軸式的集線圈，更加節(jié)省空間。433水下攝像頭控制器和傳輸器這個控制器是連接視頻采集卡和水下攝像頭必不可少的一個轉換器和控制器，也是一個供電器，它可以遠程的對水下攝像頭進行控制，比如開關電源，通過轉換給攝像頭供電，和控制攝像頭旋轉，以360無死角視角拍攝。而上面的綠色接口是連接視頻采集卡的數(shù)據(jù)線。右邊第一個接口是和攝像頭連接的電源和數(shù)據(jù)線，下面的接口是自身的電源線。前面是各種功能鍵，比如上面兩個鍵是控制攝像頭的左右旋轉，中間是速度控制，左下角是自動和手動控制的切換，右下角是開關LED燈。在側面還有一個總電源的開關。434視頻采集卡采集卡所采集的素材是硬件壓縮而成的，市面上的視頻是攝像機壓縮的，質量差別很大。但是好的高清采集卡，可以輸出很高質量的視頻數(shù)據(jù)；實際輸出幀率受PCIEXPRESS接口傳輸帶寬限制，可能低于設定值。產(chǎn)品規(guī)格TC4000SDPRO產(chǎn)品特性同時采集4路模擬視頻信號，4路模擬音頻信號。支持大部分WINDOWS上的多媒體視頻軟件或流媒體軟件。通過轉接頭可兼容復合視頻（CVBS）輸入信號。L提供SDK二次開發(fā)，高效能繪圖引擎，實現(xiàn)影像抓拍、裁切、縮放。實現(xiàn)圖像、文字的疊加，支持多碼流串流直播RTSP、RTMP、HLS。支VC/NET/VB/V4L2產(chǎn)品規(guī)格幾何尺寸85MMX845MM主機接口PCIEXPRESSX1輸入接口DVI接口（轉接8個BNC接口）CVBS輸入標準PAL/NTSC標清輸出圖像格式操作系統(tǒng)支持支持以下操作系統(tǒng)的X86和X64版本W(wǎng)INDOWSXPPROFESSIONALWINDOWSSERVER2003WINDOWSVISTAWINDOWSSERVER2008WINDOWS7WINDOWSSERVER2008R2LINUX功耗8W工作溫度范圍050攝氏度保存濕度范圍590應用領域教育課件錄制、多媒體錄播錄像、會議錄制、視頻會議，遠程教育、大屏幕拼接、電視墻行業(yè)、虛擬演播室、虛擬現(xiàn)實、工控、機等、設備、安檢X光機、雷達圖像信號、VDR紀錄儀、醫(yī)療X光機、CT機、胃腸機等、高清監(jiān)控。5網(wǎng)頁設計51確定網(wǎng)站主題做網(wǎng)站，首先必須要解決的就是網(wǎng)站內(nèi)容問題，即確定網(wǎng)站的主題。對于內(nèi)容主題的選擇，要做到小而精，主題定位要小，內(nèi)容要精。不要去試圖制作一個包羅萬象的站點，這往往會失去網(wǎng)站的特色，也會帶來高強度的勞動，給網(wǎng)站的及時更新帶來困難。而我們的網(wǎng)站是用來在網(wǎng)頁上直觀的觀看魚塘的水中圖像和溫度等數(shù)據(jù)，同時對應的在手機移動端也要注意同樣的主題。52確定板式網(wǎng)站的板式要有最基本的視頻和溫度顯示，在此基礎上將自己的信息放到網(wǎng)頁上，如自己系統(tǒng)，班級等信息，將所需的板式都放上之后，要合理的進行排版，達到簡潔，合理，不冗雜的目的。53采用技術使用PYTHON，C語言，HTML等網(wǎng)頁以及網(wǎng)頁連接技術。使用C語言匯編，通過單片機采集溫度和視頻數(shù)據(jù)，通過用PYTHON編寫的串口程序，將其發(fā)送或者說是將其采集到工控機，由于收集的數(shù)據(jù)傳到工控機的時候已經(jīng)是16進制的，所以在網(wǎng)頁顯示溫度的時候還要用C語言的相關語法設計數(shù)字電路的16與10進制的轉換，之后再通過網(wǎng)頁制作的相關設計和連接的知識，將其放到網(wǎng)頁的指定位置。54工作流程圖55網(wǎng)頁設計這里的網(wǎng)頁主要有兩個，一個是展示網(wǎng)頁，也就是包含所有的網(wǎng)頁，有溫度，視頻數(shù)據(jù)溫度數(shù)據(jù)工控機展示網(wǎng)頁串口視頻溫度網(wǎng)頁溫度有視頻，還有個人的相關信息。這個網(wǎng)頁連接的是網(wǎng)絡直播系統(tǒng)，使用的是單獨的服務器，通過編輯一些固有的格式，比如說HTML網(wǎng)頁的標題，名字，表格，鏈接一些通過PS制作的圖片等等。來完善網(wǎng)頁的顯示，達到不是那么單一的狀態(tài)，而且還具有自己的格調(diào)和風格。再一個就是溫度網(wǎng)頁，通過串口程序，將溫度數(shù)據(jù)轉化成10進制的模式體現(xiàn)在網(wǎng)頁上，建立一個單獨的網(wǎng)頁服務，生成一個本地的網(wǎng)絡地址，最后通過展示網(wǎng)頁的調(diào)取，將溫度網(wǎng)頁顯示在展示網(wǎng)頁的某一塊區(qū)域內(nèi)，這樣，互相不影響，就算其中一個網(wǎng)頁的網(wǎng)絡服務中斷，剩下那個不受影響，依然工作。6串口和數(shù)據(jù)傳入網(wǎng)頁部分61本部分功能說明在之前的設計中，已經(jīng)將所需要的數(shù)據(jù)采集起來了，不過，我們最終的目的不僅僅是采集起來這么簡單，還有最重要的就是要能體現(xiàn)出采集來的數(shù)據(jù)，我們拿來使用了。溫度模塊，視頻模塊，工控機模塊，還有網(wǎng)絡部分，都是一個個獨立的個體，要將其融合在一起，并讓每一個模塊都實現(xiàn)功能，才能稱之為一個系統(tǒng)。所以以下將進行各個部分的連接介紹。62串口通信基礎1計算機常用的兩種通信方式并口和串口串口也叫COM口，也就是本系統(tǒng)所采用的方式，將二進制的字節(jié)按著位列隊傳輸，每個字節(jié)都會花費一定的時間來傳輸，雖然時間固定了，但是傳輸?shù)木嚯x可以很長，也很穩(wěn)定。并口是將二進制的字節(jié)多線程同時傳輸，速度很快，不過其傳輸?shù)木嚯x就不是很遠了，一般來說，在某一個電子設備內(nèi)部使用這種傳輸方式。2串口通信的原理和特點串口作為電腦和設備之間的轉碼器，在CPU經(jīng)過串口發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，數(shù)據(jù)會按著列隊成行的進行傳輸，當串口接收數(shù)據(jù)的時候，數(shù)據(jù)會轉換成字節(jié)數(shù)據(jù)。這里我們會將其用自己寫的程序將其轉換成16進制數(shù)據(jù)。因為可以長距離傳輸，而且只需要在各自的設備商有一個相應的通信接口就可以，所以成本比較低，還實用。3串口通信的傳輸方式串口通信的方式有三種，單工、半雙工、全雙工。顧名思義，單工就是兩個設備之間，只能從固定的一個設備傳輸數(shù)據(jù)到另一個設備；而半雙工就是指兩個設備之間，不能同時的傳輸數(shù)據(jù)，不過在不同的時間下，可以互為發(fā)送端和接收端進行數(shù)據(jù)傳輸；而全雙工，自然就是可以在同一時刻，進行雙向的同步傳輸和接受數(shù)據(jù)。4串口通信技術當設備之間通過數(shù)據(jù)線建立了物理連接后，需要采用合適的技術，很好的去利用現(xiàn)在可以實現(xiàn)的傳輸方式的基礎上進行通信。而目前使用的通信技術有兩種，一個事同步傳輸；一個是異步通信。同步傳輸是按著一定的節(jié)奏來進行發(fā)送數(shù)據(jù)的，就像在一個時間段里定時定量的進行發(fā)送數(shù)據(jù)。異步傳輸可以看作是毫無規(guī)律的將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，而接收端并不知道數(shù)據(jù)會在什么時候到達，在接受到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)按照一定標記恢復成原有的那種數(shù)據(jù)擺放模式，將數(shù)據(jù)還原出來。所以這種方式更加快速，節(jié)省時間的同時還提高了通道傳輸率。5串行接口標準常用標準有RS232C,RS485,RS422等,其中RS232C被廣泛用于計算機串口通信RS232C標準要求一般線路不要超過15米63溫度模塊和工控機的相連使用PYTHON語言，進行串口程序的編寫，64流媒體技術根據(jù)多方查找資料，像本系統(tǒng)使用的直播方式，應該是流媒體技術，因為直播系統(tǒng)需要底層代碼，這個要求實在是太高，而我只是學習了很膚淺的知識，所以這里是使用的世紀葵花直播系統(tǒng)，而我只是稍稍改變了最后輸出端的網(wǎng)頁原有設定而已，不過我決的還是很有必要解釋一下這個視頻系統(tǒng)的直播原理，那就是流媒體技術。流媒體技術就指流式傳輸，是非常適合邊下邊播的技術，不同于數(shù)據(jù)下載的方式，所謂的流式傳輸就是將數(shù)據(jù)以包的形式發(fā)送出去，在網(wǎng)頁上播放之前，將會在緩沖池中將收集來的數(shù)據(jù)包，解壓重排，然后播放出來，這樣可以達到快速發(fā)送數(shù)據(jù)，而且在播放的時候還不會卡頓，在播放的同時，還會進行其他數(shù)據(jù)的接受。保證了播放的順利。下面是流式傳輸?shù)牧鞒蹋?）采集所謂的采集就是通過攝像頭和采集卡將視頻信息采集起來，也就是錄制下來（2）壓縮由于流媒體技術，最為苛刻的限制就是網(wǎng)絡的傳輸速度限制，為了能夠盡可能的多和快的傳輸數(shù)據(jù)，壓縮是很有必要。（3）傳輸控制將數(shù)據(jù)按照包的格式，盡可能的占據(jù)網(wǎng)絡承載的最大量來進行傳輸，當然也要嚴格按照視頻最合理的幀數(shù)和大小，這樣才能流暢的較為清晰的觀看視頻。（4）緩沖區(qū)這個是播放前的最后一個地址，接收而來的數(shù)據(jù)會在這里解碼，排序和新數(shù)據(jù)的積累（5）播放這個過程還是一個傳輸過程，相當于把緩沖區(qū)的文件進行傳輸，放到制定的網(wǎng)頁上，通過播放器，將已經(jīng)重新排好的視頻數(shù)據(jù)進行播放。65視頻采集模塊和工控機的相連其實這一塊，在視頻采集模塊的地方已經(jīng)進行了簡略的說明。其最關鍵的地方自然就是視頻數(shù)據(jù)采集卡。其實這里這么說也是不準確的，因為要將工控機和和電腦相連，需要安裝采集卡的視頻拍攝驅動。因為是購買的配件，所以驅動也是配套的。因此此處只是簡略的說明一下功能，和大體實現(xiàn)的流程。甚至還需要服務器和解調(diào)器，所以也就不進行深一步的說明了。主要是講一下硬件的使用。圖象采集卡主要功能是圖象采集，采集方式通常軟件控制，這個問題就涉及到具體的攝像機和卡的型號啦。在這里，我使用的世紀葵花公司的FLASHONE網(wǎng)絡直播系統(tǒng)，進行圖像數(shù)據(jù)的采集，和在PC端上觀看的。當然包括圖像的幀數(shù)，大小，尺寸等等，都是通過直播系統(tǒng)的軟件來進行設定的。在設定的時候，要力求達到不失真，但是也不會給網(wǎng)絡帶來極大壓力的要求。整個播放系統(tǒng)在觀看視頻的時候，能夠較為清晰，并且流暢的觀看水下攝像頭所拍攝的畫面。在電腦上，先將采集的數(shù)據(jù)編碼成視頻文件，在網(wǎng)頁上進行外部地址的鏈接，這樣在指定的位置進行播放。同時還要注意網(wǎng)頁使用的播放器的版本，位置大小，延遲。如果播放器版本過低，還會自動提醒更新等等事項。在此我將其稱之為展示網(wǎng)頁，或者叫做視頻主網(wǎng)。部分主網(wǎng)頁代碼7結論這個報告可以說是大學最后一份紙面報告，也是書寫難度最大的一份報告，在這份報告中，付出了很多，有過擔心，有過焦慮，有過迷茫，不過最后都被成功的那種成就的自豪給覆蓋。接下來進行整體的總結。在去年后半年，學校還沒有畢業(yè)設計動員的時候，我們專業(yè)就開始了去私下聯(lián)系自己希望拜求的專業(yè)導師，而我很榮幸的找到大一就認識的田景文老師。當時我并有自己想做的題目，感覺畢業(yè)設計好像很遠一樣，不過經(jīng)過和田老師一個下午的交談，我終于明確了自己的畢業(yè)設計的方向，做一個很有實用價值的智慧魚塘數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這是田老師手里的一個課題，所以當時拿著的時候，很是激動，感覺自己只是一個小小的本科畢業(yè)生，卻要去做一個大教授的課題（當然并不是所有部分）。在接下來的日子，我整合了一下這個系統(tǒng)需要的專業(yè)知識和基礎，在圖書館，在中國知網(wǎng)上開始手機資料，為馬上需要寫的開題報告做準備。不過在開始遇到了很多問題，比如僅僅是一個視頻的直播，就有很多的技術可以去實現(xiàn)，猶豫不決的時候最容易浪費時間，不管是不是需要的知識，我才發(fā)覺我都不會，還需要花更多的時間去學習。那時候幾乎是一天要去找好幾次田老師，田老師每一次都耐心的給我指點，作為一個資深的老師，田老師并沒有直接告訴我應該去看哪些書，學習哪些資料。而是一步步的引導，鼓勵我自己去查閱資料，學會如何去學習，如何在自己沒有接觸過的領域去自學相關知識。在整個的過程中，我看了大量的實例，