多路视频数据实时采集系统设计与实现
基于DShow的多路视频实时采集处理系统

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开发者对媒体文件执行各种不同处理的应用程序设
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作者 简介:金钧 (9 6一 , , 18 ) 男 硕士研究生 , 研究 方向为通信与嵌入
式系统。
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Dr t o i e hw使用 F t r h eS ie Ga 模型来管理整个数 lr p 据流的处理过程 , 参与数据处理 的各个功能模块叫 做 Ft , ie 各个 Ft 按照一定 的顺 序连接在一起 , lr ie lr 形 成 “ ” 流 。
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3 数据 的实时处理
多路信号采集显示系统设计与实现

多路信号采集显示系统设计与实现一、引言随着科技的不断发展,人们对信号采集显示系统的需求也日益增长。
多路信号采集显示系统是一种能够同时采集多种信号并进行显示的系统,广泛应用于工业控制、仪器仪表、环境监测等领域。
本文将介绍多路信号采集显示系统的设计与实现,包括硬件和软件的设计,希望能够为相关领域的研究和开发提供一定的参考。
二、系统设计1. 系统功能需求多路信号采集显示系统主要具备以下功能需求:(1)多通道信号采集功能:能够同时采集多路模拟信号,并实时转换为数字信号。
(2)数据存储功能:能够将采集到的数据进行存储,以便后续分析和处理。
(3)数据显示功能:能够实时显示采集到的数据,并提供用户界面操作。
(4)通信接口功能:能够与PC或其他设备进行通信,进行数据传输和控制。
2. 系统硬件设计多路信号采集显示系统的硬件设计主要包括传感器、采集卡、显示屏等组成。
(1)传感器:根据不同的采集需求,选择合适的传感器,如温度传感器、压力传感器、光敏传感器等。
(2)采集卡:选择合适的多通道模拟信号采集卡,能够满足采集多路信号的需求。
采集卡通常包括A/D转换器、输入端口等。
(3)显示屏:选择合适的显示屏,能够实时显示采集到的数据,提供用户友好的操作界面。
三、系统实现1. 硬件组装与连接按照系统设计,选购合适的传感器、采集卡和显示屏,并进行硬件组装和连接。
将传感器与采集卡连接,采集卡与显示屏连接,确保硬件的正常工作。
2. 软件开发与编程根据系统设计,开发相应的软件并进行编程。
实现数据采集、数据存储、数据显示和通信接口功能,并进行软件测试和调试。
3. 系统调试与优化将硬件和软件组装完毕后,进行系统调试和优化。
测试系统的各项功能是否正常,是否满足设计要求,并对系统进行优化,提高系统的稳定性和性能。
《2024年基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》范文

《基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计》篇一一、引言在现代化工业和科技应用中,数据采集扮演着举足轻重的角色。
为了满足多路数据的高效、准确采集需求,本文提出了一种基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计。
该系统设计旨在实现多通道、高精度的数据采集,为工业自动化、科研实验等领域提供可靠的解决方案。
二、系统设计概述本系统设计以单片机为核心控制器,结合LabVIEW软件进行数据采集、处理和显示。
系统采用模块化设计,包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块以及LabVIEW上位机显示模块。
通过各模块的协同工作,实现多路数据的实时采集和监控。
三、硬件设计1. 单片机选型及配置系统采用高性能单片机作为核心控制器,具有高速运算、低功耗等特点。
单片机配置包括时钟电路、复位电路、存储器等,以满足系统运行需求。
2. 数据采集模块设计数据采集模块负责从传感器中获取数据。
本系统采用多路复用技术,实现多个传感器数据的并行采集。
同时,采用高精度ADC(模数转换器)对传感器数据进行转换,以保证数据精度。
3. 数据传输模块设计数据传输模块负责将采集到的数据传输至单片机。
本系统采用串口通信或SPI通信等方式进行数据传输,以保证数据传输的稳定性和实时性。
四、软件设计1. 单片机程序设计单片机程序采用C语言编写,实现对传感器数据的采集、处理和传输等功能。
程序采用中断方式接收数据,避免因主程序繁忙而导致的漏采现象。
2. LabVIEW上位机程序设计LabVIEW是一种基于图形化编程的语言,适用于数据采集系统的上位机程序设计。
本系统采用LabVIEW编写上位机程序,实现对数据的实时显示、存储和分析等功能。
同时,LabVIEW程序还具有友好的人机交互界面,方便用户进行操作和监控。
五、系统实现及测试1. 系统实现根据硬件和软件设计,完成多路数据采集系统的搭建和调试。
通过实际测试,验证系统的稳定性和可靠性。
2. 系统测试对系统进行实际测试,包括多路数据采集的准确性、实时性以及系统的稳定性等方面。
一种新型多路同步数据采集卡的设计与实现

Abstract : This paper presents t he principle and t he realization met hod of a new multiplex channel synchronization data acquisi2 tion board which is used for fault wave2recording device. This da2 ta acquisition board is triggered by GPS , can achieve synchro2 sampling of 24 digital input . The rate of sampling can achieve 250ksps per channel , and t he precision of sampling is 16 bit . Moreover , t his data acquisition board can easily administer t he working met hod of sampling channels in accordance wit h t he dif2 ference of wave2recording objects by t he hardware ISP ( In Sys2 tem Programming) technology of FP GA. The PCI bus ensures its real2time and universal character. Key words : fault wave2recording device ; PCI Bus ; FP GA ; GPS ; synchro2sampling ; ISP
飞行试验中多路视频数据实时处理系统设计与实现

飞行试验中多路视频数据实时处理系统设计与实现魏建新【摘要】In order to solve the real-time acquisition of multi-channel video flight test data, processing, transmission and synchronous playback, proposed a multi-channel real-time singal acquisition, processing, recording and playback synchronization methods. Design of real-timemulti-channel video data acquisition, processing, video preservation of data, synchronized playback and real-time video data transmission based on C/S structure. Achieving a comprehensive multi-channel video synchronized to display, and has been validated in actual flight tests.%为了解决飞行试验中多路视频数据的实时采集、处理、传输和同步播放,提出了多路视频信号的实时采集、处理、记录和同步播放方法,设计了多路视频数据的实时采集、处理、视频数据的保存、同步播放及基于C/S结构的实时视频数据传输,实现了多路视频的同步综合显示,并在实际飞行试验中得到了验证。
【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】4页(P81-83,87)【关键词】帧;编解码;视频数据;媒体流;TCP/UDP协议【作者】魏建新【作者单位】中国飞行试验研究院陕西西安 710089【正文语种】中文随着信息技术的发展和社会的进步,人们对于多媒体业务的需求不断增长,多媒体不再局限于文本、语音和图片,视频图像将为用户提供功能更强大、更完善的服务。
多路视频采集卡的设计与实现

多路视频采集卡的设计与实现摘要:视频是人类信息的一个主要渠道。
想要获取影像信息,必须完成图像信息收集。
作为视频采集设备的基础,影像信息采集卡的设置非常关键。
而本章针对多路视频采集卡进行了分析,该视频采集卡以 FPGA为逻辑控制中心,采用SAA7111将 4路视频信号分别转换为数字图像数据,经 FIFO缓存后,由 PCI总线接口芯片 PCI9052将数据送入计算机,最后通过应用程序将图像显示出来。
实验分析表明该视频采集卡能实现 4路实时传输显示,能够真实的将采集卡采集到的影像信息通过驱动传递到应用监控软件,以便进行显示和存储,希望能为相关人员提供参考。
关键词:多路视频采集卡;设计;实现数字视频监控管理系统因其直观、便捷、内容丰富的优点日益引起人们的关注,已成为保安防范体系的主要部分。
视频采集子系统主要进行视频图像的采集与压缩工作,是数字化视频监测中最核心的组成部分,直接影响到了整个监测系统性能与品质的高低[1]。
针对新一代的视频监测系统对于视频图象的高品质与实时性的需求。
1相关概念概述1.1视频信号概述视频信号是一个比较复杂的信息,它不但包括了画面本身的数据内容,而且包含着某些供采集用的处理数据,将这些内容混杂在一起,并按照特定的顺序和规则加以传递。
标准的电视信号是黑白CCD摄像头,通过连接设备将光学数据转换成幅值恒定的电信号,再配合机会支持组合产生的最终电视信号,而信号是黑白全视频(也称为混合电视信号)主要由图像数据、消隐数字、同步数字、开槽脉冲和图像脉冲等几部分构成。
彩色图像的每一位像素值中不但包括了亮度数据,而且也包括了色彩数据RGB建模作为经典的色彩空间建模,广泛应用在计算机、显卡和监视器件上,它利用了红绿蓝黄三种色彩的通道,形成了一个色彩空间结构。
但由于RGB模式信息内容在数据传输中占有的巨大带宽,亮度数据容易引起色彩干涉,而且与黑白计算机并不兼容,所以在PAL制影像数据中采用了YUV建模。
基于STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计摘要:本篇设计主要以STM32单片机为核心,设计了一个多路数据采集系统。
该系统能够实现多路模拟量和数字量信号的采集和显示,并通过串口与上位机进行通信,实现数据上传和控制。
设计中使用了STM32单片机的AD转换功能实现模拟量信号的采集,使用GPIO口实现数字量信号的采集,通过串口与上位机进行通信。
经过实验验证,该系统能够稳定地采集多路数据,并实现远程数据传输和控制功能,具有较高的可靠性和实用性。
关键词:STM32单片机,数据采集,模拟量信号,数字量信号,上位机通信一、引言随着科技的发展,数据采集系统在工业控制、环境监测、生物医学等领域得到了广泛的应用。
数据采集系统可以将现实世界中的模拟量信号和数字量信号转换为数字信号,并进行处理和存储。
针对这一需求,本文设计了一个基于STM32单片机的多路数据采集系统。
二、设计思路本系统的设计思路是通过STM32单片机实现多路模拟量和数字量信号的采集和显示,并通过串口与上位机进行通信,实现数据上传和控制。
该系统采用了模块化设计方法,将系统分为采集模块、显示模块和通信模块。
1.采集模块采集模块通过STM32单片机的AD转换功能实现模拟量信号的采集,通过GPIO口实现数字量信号的采集。
通过在程序中设置采样频率和采样精度,可以对不同类型的信号进行稳定和准确的采集。
2.显示模块显示模块通过LCD显示屏显示采集到的数据。
通过程序设计,可以实现数据的实时显示和曲线绘制,使得用户可以直观地观察到采集数据的变化。
3.通信模块通信模块通过串口与上位机进行通信。
上位机通过串口发送控制命令给STM32单片机,实现对系统的远程控制。
同时,STM32单片机可以将采集到的数据通过串口发送给上位机,实现数据的远程传输。
三、实验结果与分析通过实验验证,本系统能够稳定地采集多路模拟量和数字量信号,并通过串口与上位机进行通信。
系统能够将采集到的数据实时显示在LCD屏幕上,并通过串口传输给上位机。
多路信号采集显示系统设计与实现

多路信号采集显示系统设计与实现多路信号采集显示系统是一种用于获取并显示多路信号的设备。
它通常由多个信号采集单元、信号处理单元和显示单元组成。
在多路信号采集显示系统中,每个信号采集单元负责采集一路信号。
这些信号可以是来自于传感器、电压、电流、温度、压力等等。
采集的信号经过信号处理单元进行预处理,包括放大、滤波、变换等操作,以消除干扰、增强信号质量。
处理后的信号再经过显示单元进行实时显示。
1. 信号采集单元的设计。
信号采集单元要能够接受不同类型的信号输入,并进行适当的处理和转换。
采集单元需要有高精度、高速度和低噪声的特性,以确保采集到的信号准确可靠。
2. 信号处理单元的设计。
信号处理单元负责对采集到的信号进行预处理,包括放大、滤波、变换等操作。
预处理的目的是提高信号的质量,减少干扰和噪声。
3. 显示单元的设计。
显示单元用于实时显示经过处理的信号。
它可以采用液晶显示器、LED显示屏等设备,具有高清晰度、高对比度和高刷新率等特点。
显示单元还可以支持图像、曲线和图表等多种显示方式,以满足不同用户的需求。
4. 系统的集成与调试。
系统的集成是将采集单元、处理单元和显示单元进行连接和组装,确保它们能够正常工作。
在调试过程中,需要进行实时监测和数据分析,以确认系统的稳定性和可靠性。
多路信号采集显示系统广泛应用于工业自动化、医疗检测、科研实验、环境监测等领域。
它可以实时采集和显示多种类型的信号,帮助用户了解和分析现场情况,提高工作效率和质量。
多路信号采集显示系统的设计与实现是一项技术复杂且具有挑战性的任务。
它需要综合考虑硬件和软件的要求,并具备高精度、高速度和高稳定性的特点。
只有通过精心设计和严谨调试,才能保证系统的正常运行和可靠性使用。
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多路视频数据实时采集系统设计与实现常永亮王霖萱常馨蓉( 中国飞行试验研究院陕西西安 710089)( 贵州省贵阳市花溪区贵州大学贵州省贵阳市 550025)( 陕西省榆林市榆阳区榆林学院陕西省榆林市 719000)摘要面对越来越多的实时视频采集、播放的应用,如何能更加方便的操控视频采集,保证流畅的播放效果,成为近几年实时媒体流的一个重要研究方向。
本文介绍了视频数据的采集、记录、编解码、多路视频数据间的切换,基于多网络协议组合下的多媒体流传输,动态切换四路视频数据实时传输与播放,从而使远端操控、优质播放有了很大的提高。
关键词视频编解码、媒体流、RTP/RTCP协议、组播协议、TCP协议0.引言随着信息技术的不断发展,人们将计算机技术引入视频采集、视频处理领域,用计算机处理视频信息和网络传输数字视频数据在很多领域已有广泛的应用,飞机试飞中现如今也大量的应用。
针对目前分散在多处试飞现场视频传入监控大厅后监测设备多而分散的问题,提出了将多处试飞现场视频引入监控大厅后用一台高性能服务器管控,客户端通过网络请求服务器端检测关心的现场场景,达到集中管理优化监控的目的。
视频图像采集的方法较多,基本可分为2大类:数字信号采集和模拟信号采集。
前者采用图像采集芯片组完成图像的采集、帧存储器地址生成以及图像数据的刷新;除了要对采集模式进行设定外,主处理器不参与采集过程,我们只要在相应的帧存储器地址取出采集到的视频数据即可得到相应的视频数据,这种方法,无论在功能、性能、可靠性、速度等各方面都得到了显著的提高,但成本高。
后者采用通用视频采集卡实现图像的采集,并用软件进行实时编码,其特点是数据采集CPU占用率较高,对处理器的速度要求高,成本低、易于实现,能够满足某些图像采集系统的需要。
此系统使用第二类视频采集方法。
如何将各处试飞现场视频信号通过VGA持续接收?传统方式是将模拟的VGA信号引到指定显示器显示,这样即浪费资源且多占空间。
多路视频实时采集使用的是VisionRGB- PRO板卡(英国Datapath公司),此卡可同时实时采集两路视频数据,基本达到了本系统的要求,再用一台VGA矩阵切换器将前端数据源的四路视频数据进行人为切换采集,用H.264格式编解码,保存为H.264格式,通过RTP/RTCP 与组播协议将编码后视频流传输给请求客户端,而且可在客户端通过TCP协议选择关心的VGA采集通道。
22在一台显示器上同时最多显示两路 VGA 数据,不用再增加设备,并通过一台服务器软件实时处理后,按客户端请求实时传送到相应客户端监控某现场状态。
达到用任意一台客户端按需监控的目的。
1. 系统整体设计VGA 矩阵切换器视频服务器客户端图1 系统结构框图 系统主要实现对前端四路视频数据的人为切换式实时采集,在服务器端最多可同时采集和储存两路视频数据(用一个视频采集卡),也可以一次只采集一路视频数据,再经网络实时传输到客户端播放,服务器端同时实时播放所采集的视频数据。
系统主要由VGA 矩阵切换器、服务器端软件、客户端软件三大部分组成,VGA 矩阵切换器对四路视频输入信号进行切换输出,服务器端主要负责视频数据采集、VGA 矩阵信号切换、视频数据编码、视频信号网络传输,客户端主要负责视数据的解码与播放、简单的VGA 矩阵输入输出信号切换。
在进行视频切换方面可在服务器端或客户端自行切换,在服务器端可通过串行口操作VGA 矩阵切换进行相应的视频输入输出口的切换,在客户端可通过网络(TCP )->服务器程序相应模块->串行口->VGA 矩阵切换进行相应的视频输入输出口的切换。
如图1所示。
2. 系统软件的设计2.1 服务器端软件设计3图2 服务器端程序流程图图2所示为服务器端实时采集、记录、发送视频数据的程序流程图。
运行服务器端程序先加载配置信息,加载成功后初始化RGB板卡、串口、网络,初始化成功后进入实时检测VGA通道信号状态,无信号可手动选择其他通道检测,如果有视频信号将进入实时显示与编码保存状态。
如有客户端通过网络请求视频数据,则将编码后的视频数据用RTP协议打包后通过组播协议发送给请求的客户端,同时周期性发送RTCP控制包,,通过对发送、丢失的数据包的数量等统计,动态地改变传输速率与同步视频播放。
视频数据量较大 ,这就要求视频数据处理系统具有实时处理的特点。
在服务器端的实现是整个系统的关键,在此也承担了整个软件系统的大部分工作,主要有以下几大块:一是采集;二是记4录;三是向客户端发送;四是串口的通信;五图像的形成;六是服务器端的实时播放;七是对图像亮度、颜色、位置等的调整;采集通道、采样率、采集时间的选择。
软件要实现对视频数据的实时采集、控制视频输入输出通道、把视频数据实时编码保存并发送到多个请求客户端。
在软件实现方面应用了相应的SDK(Software development kit)和API(应用编程接口)。
视频采集先通过Initialise函数初始化VisionRGB板卡与播放界面,在SetupCapture函数中初始化视频的显示的模式,在采集方面最主要是实时性,在此以事件驱动的方法从端口获取数据,回调函数InitiateFrameCapture通过板卡通道命令事件实时采集原始视频数据,采集到视频数据流在相应软件界面播放的同时再利用ffmpeg开源库将InitiateFrameCapture获取视频原始数据编码为H264格式,编码后的数据在服务器本地保存的同时通过网络传输给请求客户端。
如图3所示。
图3 服务器端数据处理流程图在服务器端各方面协调工作是关键,程序启动首先默认上次设定的视频采集卡通道,如有视频数45据就播放、记录,如果没有视频数据就等待,如果要调整视频采集卡通道可用串口给VGA矩阵切换器发送相应的命令让VGA矩阵切换器进行相应的输入输出通道切换。
也可通过TCP协议经客户端经网络到服务器串口到VGA矩阵切换器进行VGA矩阵切换器相应的输入输出通道切换。
每次切换后将自动保存原视频文件,如切换后有视频数据将自动重新生成一个新的视频文件。
在服务器界面播放的视频是没经编码处理的,但网络传输和保存的视频数据是经H.264编码处理后的,这样有力的减轻了网络间传输和服务器的存储I/O负担。
为了在局域网上有效的、高质量的实时传输媒体流,需要多种技术的支持,包括网络传输层协议的选择、编(解)码技术,网络传输层质量控制技术等等。
实时传输协议(RTP)为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务,如在组播或单播网络服务下的交互式视频音频数据。
应用程序通常在UDP 上运行RTP 以便使用其多路结点和校验服务;这两种协议都提供了传输层协议的功能。
但是RTP 可以与其它适合的底层网络或传输协议一起使用。
如果底层网络提供组播方式,那么RTP 可以使用该组播表传输数据到多个目的地。
在此,通过JRTPLIB 库提供的RTPUDPv4TransmissionParams、RTPSessionParams 等类实现了在组播协议上利用RTP/RTCP 协议对视频流进行封装、视频流的同步和控制流封装。
服务器端将视频数据封装成RTP协议格式通过组播传输到请求客户端,客户端再将RTP协议包中视频数据分离出,给H.264解码库进行解码播放。
服务器端网络接口函数核心代码如下:服务器端网络发送核心代码如下:......RTPUDPv4TransmissionParams netInterface;RTPSessionParams netSet;netSet.SetOwnTimestampUnit(1.0/8000);netSet.SetAcceptOwnPackets(true);netInterface.SetPortbase(组播端口);netInterface.SetLocalIPList(本地IP);netInterface.SetMulticastInterfaceIP(组播IP);netInterface.SetMulticastTTL(255);sess.Create(netSet,&netInterface);RTPIPv4Address addr(destip,destport);sess.AddDestination(addr);if(!sess.SupportsMulticasting())6{::MessageBox (NULL," 加入组播错误!","错误",MB_ICONERROR);}......如果局域网通信速率很高且状态稳定,则进行实时视频传输就可以达到非常好的效果。
但是在网络出现异常时会导致数据传输率不稳定或明显下降,造成发送端数据积压或丢失,此时就要采取一定的策略来控制发送端(服务器端)与接收端(客户端),以达到实时性、稳定性的要求,通过RTCP 控制分组信息,服务器端与客户端实时交互描述信息,根据传输数据状态调整传输数据及网络应用状态,达到最佳实时传输视频流的网络状态。
在服务器端的采集、播放、保存不受此策略的影响,也就是在服务器端保存的视频数据不会有丢帧的现象。
在服务器端视频采集采用从VisionRGB视频采集卡捕获视频数据,经相应软件模块处理成位图型式的视频帧,然后用H.264编码进行压缩,通过相应网络协议实现压缩后的视频数据在局域网中的实时传输,在客户端接收数据交给H.264解码器解压,最后实现视频播放。
如图4所示:图4 网络间传输示意图2.2客户端软件设计67在上面讲服务器端的实现时已经大概描述了客户端的实现,把服务器端实现,客户端实现难点就小很多。
如图5所示:图5 客户端程序流程图客户端程序执行流程,运行客户端程序先初始化网络,如果成功则将请求命令发送给服务器端,将接受的网络包按RTP协议分解组合送给H.264解码库解码播放,同时向服务器端周期性发送RTCP 控制包。
在客户端也可以自行选择要采集的通道,但对服务器端的采样率等都不能通过客户端进行设置。
客户端端网络接收核心代码如下:......RTPUDPv4TransmissionParams netInterface;RTPSessionParams netSet;netSet.SetOwnTimestampUnit(1.0/8000);netSet.SetAcceptOwnPackets(true);netInterface.SetPortbase(组播端口);8netInterface.SetBindIP(本地IP);netInterface.SetMulticastInterfaceIP(组播IP);RTPIPv4Address addr(destip,portbase);sess.Create(netSet,&netInterface);sess.SupportsMulticasting();status=sess.JoinMulticastGroup(addr);……在客户端实时H.264解码播放速度是完全可以达到实时播放的要求。