摘 要： 利用LabVIEW軟件開發了集現場數據采集、傳送及遠程監視于一體的彩信實時報警系統。當監控現場有非法侵入時，控制主機收到被觸發的探測器報警信號后立即啟動相應的模塊采集現場的聲音與圖像，經信號處理后以最直觀的彩信形式，通過GPRS網絡發送到用戶設定的手機。系統運行結果表明，數據發送穩定、實時性好，聲音和圖像清晰，可以作為傳統報警方式的補充，也可應用于其他方面的遠程監控。
關鍵詞： 家庭安防系統；LabVIEW；彩信；彩信報警
彩信是一種既可以傳送文字信息，又可以傳送包括圖像、聲音、視頻等各種多媒體信息的通信服務。傳送方式除了在手機間傳送外，也可是電腦與手機之間的多媒體信息傳送。
本文在家庭安防系統中，以LabVIEW為平臺，采用拾音器、紅外攝像頭等多個傳感器，外接GPRS Modem，構建了基于PC的彩信發送報警子系統。該系統應用數據庫對彩信進行管理，當監控現場有非法侵入時觸發報警，系統啟動相應的傳感器采集現場的視頻和聲音，借助GPRS網絡將現場情況反映到用戶設定的手機，實現了監控終端到用戶終端的視頻傳輸。
1 整個系統硬件組成及主要功能簡介[1-2]
整個家庭安防系統分客戶端和保安終端兩大部分。客戶端主要由4大功能模塊和兩個輔助功能模塊組成，其中的彩信報警屬于輔助模塊?？蛻舳送ㄟ^遙控與語音來操縱控制相應的功能模塊。在主功能模塊中，用戶設防后，當有作案人員觸動門縫探測器、紅外柵欄探測器或門磁開關時，探測器通過數據采集卡向控制主機發出報警指令，或者用戶通過遙控器、語音直接緊急報警?？刂浦鳈C控制相應的模塊進行現場的聲音與圖像采集，并通過網絡將采集的數據文件和用戶信息傳到物業中心。同時，彩信模塊通過GRPS彩信貓把采集的數據經處理后以ini結構彩信形式傳到設定的用戶手機。保安終端的主要功能是實時檢測客戶端用戶是否有警情發生，一旦有警情，則發出聲音報警、閃爍警燈，并顯示報警的用戶信息。
系統硬件連接如圖1所示，其中的探測器是檢測非法闖入者，激活報警的設備。主要有東尼TONY-A7拾音器、USB接口的BSX-2066 CMOS攝像頭、有線門磁探測器MC-38和六光束紅外柵欄等。彩信報警傳輸由wavecom Q2403A GPRS彩信貓執行。它可同時給10位用戶手機發送彩信，支持多個數據庫管理系統，支持的彩信文件包括文字、圖片、聲音、影像等，以及自定義的ini簡單彩信格式。本文數據庫管理系統采用SQLSever2000，用于存儲和管理給手機發送的彩信數據。彩信貓通過USB Hub與控制主機相連，實時檢測數據庫中的建立信息發送表里面的數據。
2 彩信報警模塊設計與實現
2.1 主控模塊中的相關程序
在客戶端主界面中[2]，當用戶點擊“讀取采集聲音”、“讀取采集圖片”、“讀取采集視頻”3個按鈕時將自動跳轉到相應的數據保存目錄，并按設定的打開方式瀏覽客戶端采集的聲音、圖片與視頻。也可通過用戶界面中的視頻瀏覽窗口對正在采集的視頻在線瀏覽。
其中在錄制聲音子VI程序中[3]，先檢測報警是否被用戶取消，若沒有被取消，則動態地創建存放采集聲音文件的目錄，然后進行聲音采集。并且從0開始每隔20 s按數字順序作為文件名、mid為擴展名建立動態的聲音文件。聲音子VI有兩個輸入變量分別控制采樣數目和采集的硬件設備ID。運行時，需打開聲音文件，配置聲音輸入函數及參數，然后讀取采集的數據進行放大3倍和小波降噪后存入到聲音文件。
在視頻采集子程序中[4]，首先通過羅列攝像頭子VI把攝像頭的硬件描述符按數字遞增的順序羅列。然后通過索引數組函數和發出報警指令的探測器所對應的數據采集卡上的DI序號為其提供相應的索引號，經過Imaqdx函數面板中的相關函數打開有報警指令的探測器所對應的攝像頭，配置采集參數，采集數據，并動態分配存儲空間。在程序的while循環中通過條件結構的拍照子程序將采集的圖像以jpg格式保存，并利用DataSocket技術進行視頻保存。為了便于用戶手機顯示，設計了專門的子程序對圖像進行重新采樣，使得分辨率為320×240。涉及的函數有：在圖片保存函數的條件結構中用imaq copy函數對圖像進行拷貝，imaq creat函數為拷貝的圖像動態分配存儲空間，然后將數據傳給拍照子VI，通過imaq write file函數進行圖片保存。在進行視頻保存時需將采集的圖像平化至字符串，以便于視頻數據寫入DataSocket。用DataSocket讀寫數據時，為了方便系統運作，采用Launch DS Server if Local函數動態操作DataSocket Server和DataSocket Server Manager，為視頻采集創建項目和分配空間。程序中與While循環條件端子相連的是用戶是否已停止報警指令，一旦有該指令則停止圖像采集，結束循環。
在視頻和圖片采集子程序里，通過while循環條件結構的真分支，給其后面的110布爾全局變量和條件結構賦予真值來執行錄制聲音、視頻采集、圖片子VI。其中的視頻采集子VI是非觸動的，通過多個攝像頭的循環調用來采集現場圖像。具體用哪個攝像頭采集圖像由while循環的次數i和攝像頭的個數來決定，若循環次數加1后與攝像頭的個數相除余數為0，則用攝像頭的個數減1后作為索引數組的索引號調用相應的攝像頭來采集圖像；若循環次數加1后與攝像頭的個數相除余數非0，就用余數減1后作為索引數組的索引號來調用相應的攝像頭采集圖像。
2.2 彩信報警程序設計與實現[1]
本文采用數據庫存儲和管理發送的彩信數據。通過SQL Server和SQL語句在數據庫的Master表中建立信息發送、信息發送成功、信息發送失敗和信息接收4個數據表，分別存放相應的彩信數據。當通過SQL語句把需要發送的信息寫入表時，控制主機將采集的數據寫入到信息發送表，彩信貓檢測到發送表里有數據，立即以結構彩信ini的形式通過GPRS網絡傳到用戶手機。發送完畢彩信貓刪除發送表中的數據。若發送成功，將數據保存到MSG Sentbox中；若發送失敗，將數據保存到MSG Failedbox表中。為了防止系統出現錯誤，建立了一個MSG Inbox表，用來接收其他不相關的信息。用戶只需啟動SQL Server查詢分析器，復制這些代碼并粘貼這些建表語句，點擊“執行查詢”按鈕進入SQL Server管理器，會看到已經建立了4個數據表，便可正常使用了。
模塊設計主要包括發送手機彩信程序的界面和創建結構彩信文件等。創建結構彩信文件程序如圖2所示，在圖2的手機彩信發送程序中首先通過注冊表信息導入子VI將所需的信息導入到注冊表。圖中while循環的事件結構0事件和1事件分支分別是用戶菜單選擇事件和用戶界面關閉事件。下方while循環中的順序結構第0幀檢查要發送的圖片與聲音彩信文件是否存在，若存在則將其路徑通過條件結構的真分支連接字符串函數連接后，打開配置文件函數和寫入鍵函數寫入到配置文件。由于寫入鍵函數時，會自動生成“=”號，因而需通過讀取文本文件函數和搜索替換字符串函數讀取配置文件后將等號替換為空字符串，再由里面的順序結構中的for循環的循環次數決定要發送的結構彩信的幀的數目。
圖3所示為把彩信所需的文件通過SQL語句寫入數據庫相應表程序，在圖3程序下方while循環里的順序結構第1幀先判斷手機號碼輸入控件中哪些有輸入，再通過DB Tools Open Connection函數和DB Tools Execute Query函數把輸入的手機號碼、彩信類型、彩信標題和簡單結構彩信文件的路徑通過SQL語句將相應的信息寫入到數據庫對應的彩信發送數據表里[5]。然后在第2幀里把發送過的結構彩信文件刪掉，以便后面的彩信文件的創建與發送。
彩信的發送過程：客戶端主機從數據庫中的發送表讀出發送狀態為“待發”，將彩信發送出去。發送完成，將發送表中的發送狀態改為“已發”，并改發送時間為當前時間。
彩信報警作為整個安防系統的輔助模塊，是傳統監控、報警方式的補充。該系統的緊急求助功能也是以彩信的方式求助。當家里有老人或病人等按下求助按鈕時，彩信模塊就會把現場的視頻和錄音以彩信的方式發送到用戶手機和小區物業中心求助，使服務終端實時了解現場信息。
系統可以外接多種傳感器報警，具有開發周期短、所需設備簡單、通用性和實用性強等特點。能夠完成彩信的單發、群發、重發。彩信發送完成后可自動將內容、發送時間、目的手機號碼、發送狀態等信息存入數據庫，以備查詢，實現了報警系統與戶主的遠程實時通信功能。測試結果表明，系統運行平穩、性能可靠、實時性好；各個傳感器和程序模塊的組合能夠準確完成報警、記錄、傳送的功能；試驗中沒有發生誤報和漏報情況；系統功能完善、費用低廉、操作方便、運行效果良好，適合于現代數字家庭的安防監控。
參考文獻
[1] 程勇．基于LabVIEW的家庭智能報警系統研究[D]．武漢：武漢工程大學計算機學院，2011．
[2] 王會清，程勇．基于LabVIEW的家庭智能報警系統研究[J]．武漢工程大學學報，2011，33（11）：78-82．
[3] 王會清，程勇．家庭安防系統中聲音信號的小波分析與降噪[J]．武漢工程大學學報，2011，33（9）：96-99．
[4] 王會清，程勇．家庭安防系統中的多攝像頭視頻采集與網絡傳送[J]．武漢工程大學學報，2012，34（7）：66-70．
[5] 尹仁平，劉剛，汪立新，等.LabVIEW中的數據庫訪問[J].電子則量技術，2006，29（3）：51-52.