window下OpenCV通过串口发送数据（c++代码）

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本文介绍了在Windows环境下，如何使用OpenCV结合CSerialPort类通过串口发送数据。主要应用于视觉巡线实验，通过OpenCV处理图像获取目标信息，并将这些数据发送给STM32等下位机。

window下OpenCV通过串口发送数据（c++代码）

在window下面使用串口来发送数据是个比较头疼的问题，如果是在Linux下面可以使用系统本身自带一些api来发送数据，但是在window下面如果只是使用c++代码的话就需要使用微软的window.h，而且特别麻烦，我在网上找到了一个CSerialPort类，可以比较方便的使用串口发送数据。我的OpenCV是3.41版本的，64位。下面的代码是针对视觉巡线实验，通过OpenCV检测到目标进行处理，然后将得到的数据发送给下位机，我使用的下位机是stm32。

CSerialPort.h

#ifndef SERIALPORT_H_
#define SERIALPORT_H_

#include <Windows.h>

/** 串口通信类
*
* 本类实现了对串口的基本操作
* 例如监听发到指定串口的数据、发送指定数据到串口
*/



class CSerialPort
{
public:
	CSerialPort(void);
	~CSerialPort(void);

public:

	/** 初始化串口函数
	*
	* @param: UINT portNo 串口编号,默认值为1,即COM1,注意,尽量不要大于9
	* @param: UINT baud 波特率,默认为9600
	* @param: char parity 是否进行奇偶校验,'Y'表示需要奇偶校验,'N'表示不需要奇偶校验
	* @param: UINT databits 数据位的个数,默认值为8个数据位
	* @param: UINT stopsbits 停止位使用格式,默认值为1
	* @param: DWORD dwCommEvents 默认为EV_RXCHAR,即只要收发任意一个字符,则产生一个事件
	* @return: bool 初始化是否成功
	* @note: 在使用其他本类提供的函数前,请先调用本函数进行串口的初始化
	*　　　　　 /n本函数提供了一些常用的串口参数设置,若需要自行设置详细的DCB参数,可使用重载函数
	* /n本串口类析构时会自动关闭串口,无需额外执行关闭串口
	* @see:
	*/
	bool InitPort(UINT portNo = 1, UINT baud = CBR_9600, char parity = 'N', UINT databits = 8, UINT stopsbits = 1, DWORD dwCommEvents = EV_RXCHAR);

	/** 串口初始化函数
	*
	* 本函数提供直接根据DCB参数设置串口参数
	* @param: UINT portNo
	* @param: const LPDCB & plDCB
	* @return: bool 初始化是否成功
	* @note: 本函数提供用户自定义地串口初始化参数
	* @see:
	*/
	bool InitPort(UINT portNo, const LPDCB& plDCB);

	/** 开启监听线程
	*
	* 本监听线程完成对串口数据的监听,并将接收到的数据打印到屏幕输出
	* @return: bool 操作是否成功
	* @note: 当线程已经处于开启状态时,返回flase
	* @see:
	*/
	bool OpenListenThread();

	/** 关闭监听线程
	*
	*
	* @return: bool 操作是否成功
	* @note: 调用本函数后,监听串口的线程将会被关闭
	* @see:
	*/
	bool CloseListenTread();

	/** 向串口写数据
	*
	* 将缓冲区中的数据写入到串口
	* @param: unsigned char * pData 指向需要写入串口的数据缓冲区
	* @param: unsigned int length 需要写入的数据长度
	* @return: bool 操作是否成功
	* @note: length不要大于pData所指向缓冲区的大小
	* @see:
	*/
	bool WriteData(unsigned char* pData, unsigned int length);

	/** 获取串口缓冲区中的字节数
	*
	*
	* @return: UINT 操作是否成功
	* @note: 当串口缓冲区中无数据时,返回0
	* @see:
	*/
	UINT GetBytesInCOM();

	/** 读取串口接收缓冲区中一个字节的数据
	*
	*
	* @param: char & cRecved 存放读取数据的字符变量
	* @return: bool 读取是否成功
	* @note:
	* @see:
	*/
	bool ReadChar(unsigned char &cRecved);

private:

	/** 打开串口
	*
	*
	* @param: UINT portNo 串口设备号
	* @return: bool 打开是否成功
	* @note:
	* @see:
	*/
	bool openPort(UINT portNo);

	/** 关闭串口
	*
	*
	* @return: void 操作是否成功
	* @note:
	* @see:
	*/
	void ClosePort();

	/** 串口监听线程
	*
	* 监听来自串口的数据和信息
	* @param: void * pParam 线程参数
	* @return: UINT WINAPI 线程返回值
	* @note:
	* @see:
	*/
	static UINT WINAPI ListenThread(void* pParam);

private:

	/** 串口句柄 */
	HANDLE m_hComm;

	/** 线程退出标志变量 */
	static bool s_bExit;

	/** 线程句柄 */
	volatile HANDLE m_hListenThread;

	/** 同步互斥,临界区保护 */
	CRITICAL_SECTION m_csCommunicationSync; //!< 互斥操作串口

};

#endif //SERIALPORT_H_

CSerialPort.cpp

#include "stdafx.h"  //这个并不是c++提供的标准的头文件，而是预编译头

#include "SerialPort.h"   
#include <process.h>   
#include <iostream>
#include <vector> 

using namespace std;
/** 线程退出标志 */
bool CSerialPort::s_bExit = false;
/** 当串口无数据时,sleep至下次查询间隔的时间,单位:秒 */
const UINT SLEEP_TIME_INTERVAL = 5;



CSerialPort::CSerialPort(void)
	: m_hListenThread(INVALID_HANDLE_VALUE)
{
	m_hComm = INVALID_HANDLE_VALUE;
	m_hListenThread = INVALID_HANDLE_VALUE;

	InitializeCriticalSection(&m_csCommunicationSync);

}

CSerialPort::~CSerialPort(void)
{
	CloseListenTread();
	ClosePort();
	DeleteCriticalSection(&m_csCommunicationSync);
}

bool CSerialPort::InitPort(UINT portNo /*= 1*/, UINT baud /*= CBR_115200*/, char parity /*= 'N'*/,
	UINT databits /*= 8*/, UINT stopsbits /*= 1*/, DWORD dwCommEvents /*= EV_RXCHAR*/)
{

	/** 临时变量,将制定参数转化为字符串形式,以构造DCB结构 */
	char szDCBparam[50];
	sprintf_s(szDCBparam, "baud=%d parity=%c data=%d stop=%d", baud, parity, databits, stopsbits);

	/** 打开指定串口,该函数内部已经有临界区保护,上面请不要加保护 */
	if (!openPort(portNo))
	{
		return false;
	}

	/** 进入临界段 */
	EnterCriticalSection(&m_csCommunicationSync);

	/** 是否有错误发生 */
	BOOL bIsSuccess = TRUE;

	/** 在此可以设置输入输出的缓冲区大小,如果不设置,则系统会设置默认值.
	*  自己设置缓冲区大小时,要注意设置稍大一些,避免缓冲区溢出
	*/
	/*if (bIsSuccess )
	{
	bIsSuccess = SetupComm(m_hComm,10,10);
	}*/

	/** 设置串口的超时时间,均设为0,表示不使用超时限制 */
	COMMTIMEOUTS  CommTimeouts;
	CommTimeouts.ReadIntervalTimeout = 0;
	CommTimeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0;
	CommTimeouts.ReadTotalTimeoutConstant = 0;
	CommTimeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 0;
	CommTimeouts.WriteTotalTimeoutConstant = 0;
	if (bIsSuccess)
	{
		bIsSuccess = SetCommTimeouts(m_hComm, &CommTimeouts);
	}

	DCB  dcb;
	if (bIsSuccess)
	{
		// 将ANSI字符串转换为UNICODE字符串   
		DWORD dwNum = MultiByteToWideChar(CP_ACP, 0, szDCBparam, -1, NULL, 0);
		wchar_t *pwText = new wchar_t[dwNum];
		if (!MultiByteToWideChar(CP_ACP, 0, szDCBparam, -1, pwText, dwNum))
		{
			bIsSuccess = TRUE;
		}

		/** 获取当前串口配置参数,并且构造串口DCB参数 */
		bIsSuccess = GetCommState(m_hComm, &dcb) && BuildCommDCB(pwText, &dcb);
		/** 开启RTS flow控制 */
		dcb.fRtsControl = RTS_CONTROL_ENABLE;

		/** 释放内存空间 */
		delete[] pwText;
	}

	if (bIsSuccess)
	{
		/** 使用DCB参数配置串口状态 */
		bIsSuccess = SetCommState(m_hComm, &dcb);
	}

	/**  清空串口缓冲区 */
	PurgeComm(m_hComm, PURGE_RXCLEAR | PURGE_TXCLEAR | PURGE_RXABORT | PURGE_TXABORT);

	/** 离开临界段 */
	LeaveCriticalSection(&m_csCommunicationSync);

	return bIsSuccess == TRUE;
}

bool CSerialPort::InitPort(UINT portNo, const LPDCB& plDCB)
{
	/** 打开指定串口,该函数内部已经有临界区保护,上面请不要加保护 */
	if (!openPort(portNo))
	{
		return false;
	}

	/** 进入临界段 */
	EnterCriticalSection(&m_csCommunicationSync);

	/** 配置串口参数 */
	if (!SetCommState(m_hComm, plDCB))
	{
		return false;
	}

	/**  清空串口缓冲区 */
	PurgeComm(m_hComm, PURGE_RXCLEAR | PURGE_TXCLEAR | PURGE_RXABORT | PURGE_TXABORT);

	/** 离开临界段 */
	LeaveCriticalSection(&m_csCommunicationSync);

	return true;
}

void CSerialPort::ClosePort()
{
	/** 如果有串口被打开，关闭它 */
	if (m_hComm != INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
		CloseHandle(m_hComm);
		m_hComm = INVALID_HANDLE_VALUE;
	}
}

bool CSerialPort::openPort(UINT portNo)
{
	/** 进入临界段 */
	EnterCriticalSection(&m_csCommunicationSync);

	/** 把串口的编号转换为设备名 */
	char szPort[50];
	sprintf_s(szPort, "COM%d", portNo);

	/** 打开指定的串口 */
	m_hComm = CreateFileA(szPort,  /** 设备名,COM1,COM2等 */
		GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, /** 访问模式,可同时读写 */
		0,                            /** 共享模式,0表示不共享 */
		NULL,                         /** 安全性设置,一般使用NULL */
		OPEN_EXISTING,                /** 该参数表示设备必须存在,否则创建失败 */
		0,
		0);

	/** 如果打开失败，释放资源并返回 */
	if (m_hComm == INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
		LeaveCriticalSection(&m_csCommunicationSync);
		return false;
	}

	/** 退出临界区 */
	LeaveCriticalSection(&m_csCommunicationSync);

	return true;
}

bool CSerialPort::OpenListenThread()
{
	/** 检测线程是否已经开启了 */
	if (m_hListenThread != INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
		/** 线程已经开启 */
		return false;
	}

	s_bExit = false;
	/** 线程ID */
	UINT threadId;
	/** 开启串口数据监听线程 */
	m_hListenThread = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, ListenThread, this, 0, &threadId);//在这里创建线程
	if (!m_hListenThread)
	{
		return false;
	}
	/** 设置线程的优先级,高于普通线程 */
	if (!SetThreadPriority(m_hListenThread, THREAD_PRIORITY_ABOVE_NORMAL))
	{
		return false;
	}

	return true;
}

bool CSerialPort::CloseListenTread()
{
	if (m_hListenThread != INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
		/** 通知线程退出 */
		s_bExit = true;

		/** 等待线程退出 */
		Sleep(10);

		/** 置线程句柄无效 */
		CloseHandle(m_hListenThread);
		m_hListenThread = INVALID_HANDLE_VALUE;
	}
	return true;
}

UINT CSerialPort::GetBytesInCOM()
{
	DWORD dwError = 0;  /** 错误码 */
	COMSTAT  comstat;   /** COMSTAT结构体,记录通信设备的状态信息 */
	memset(&comstat, 0, sizeof(COMSTAT));

	UINT BytesInQue = 0;
	/** 在调用ReadFile和WriteFile之前,通过本函数清除以前遗留的错误标志 */
	if (ClearCommError(m_hComm, &dwError, &comstat))
	{
		BytesInQue = comstat.cbInQue; /** 获取在输入缓冲区中的字节数 */
	}

	return BytesInQue;
}

UINT WINAPI CSerialPort::ListenThread(void* pParam)
{
	/** 得到本类的指针 */
	CSerialPort *pSerialPort = reinterpret_cast<CSerialPort*>(pParam);

	// 线程循环,轮询方式读取串口数据   
	while (!pSerialPort->s_bExit)
	{
		UINT BytesInQue = pSerialPort->GetBytesInCOM();
		/** 如果串口输入缓冲区中无数据,则休息一会再查询 */
		if (BytesInQue == 0)
		{
			Sleep(SLEEP_TIME_INTERVAL);
			continue;
		}

		/** 读取输入缓冲区中的数据并输出显示 */
		unsigned char rxByteArray = 0x00;
		do
		{
			rxByteArray = 0x00;
			if (pSerialPort->ReadChar(rxByteArray) == true)
			{

				std::cout << rxByteArray;
			}
		} while (--BytesInQue);
	}
	return 0;
}

bool CSerialPort::ReadChar(unsigned char &cRecved)
{
	BOOL  bResult = TRUE;
	DWORD BytesRead = 0;
	if (m_hComm == INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
		return false;
	}

	/** 临界区保护 */
	EnterCriticalSection(&m_csCommunicationSync);

	/** 从缓冲区读取一个字节的数据 */
	bResult = ReadFile(m_hComm, &cRecved, 1, &BytesRead, NULL);
	if ((!bResult))
	{
		/** 获取错误码,可以根据该错误码查出错误原因 */
		DWORD dwError = GetLastError();

		/** 清空串口缓冲区 */
		PurgeComm(m_hComm, PURGE_RXCLEAR | PURGE_RXABORT);
		LeaveCriticalSection(&m_csCommunicationSync);

		return false;
	}

	/** 离开临界区 */
	LeaveCriticalSection(&m_csCommunicationSync);

	return (BytesRead == 1);

}

bool CSerialPort::WriteData(unsigned char* pData, unsigned int length)
{
	BOOL   bResult = TRUE;
	DWORD  BytesToSend = 0;
	if (m_hComm == INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
		return false;
	}

	/** 临界区保护 */
	EnterCriticalSection(&m_csCommunicationSync);

	/** 向缓冲区写入指定量的数据 */
	bResult = WriteFile(m_hComm, pData, length, &BytesToSend, NULL);
	if (!bResult)
	{
		DWORD dwError = GetLastError();
		/** 清空串口缓冲区 */
		PurgeComm(m_hComm, PURGE_RXCLEAR | PURGE_RXABORT);
		LeaveCriticalSection(&m_csCommunicationSync);

		return false;
	}

	/** 离开临界区 */
	LeaveCriticalSection(&m_csCommunicationSync);

	return true;
}

main

#include "stdafx.h"//设置的是没有使用预编译头，所以这里不用
#include <opencv2\opencv.hpp>
#include <iostream>
#include <windows.h>
#include <iostream>
#include <string>
#include "SerialPort.h"

using namespace std;
using namespace cv;
int port;
CSerialPort mySerialPort;
#define HEAD_FRAME 0XFD
#define END_FRAME 0XDE
unsigned char pData[5] = { 0 };

void PortOpen() {
	cout << "Please insert your port number : " << endl;
	cin >> port;

	if (!mySerialPort.InitPort(port, 115200, 'N', 8, 1, EV_RXCHAR))
	{
		std::cout << "initPort fail !" << std::endl;
		PortOpen();
	}
	else
	{
		std::cout << "initPort success !" << std::endl;
	}
}

int main()
{
	PortOpen();
	if (!mySerialPort.OpenListenThread()) {
		std::cout << "OpenListenThread fail !" << std::endl;
	}
	else {
		std::cout << "OpenListenThread success !" << std::endl;
	}
	
	pData[0] = HEAD_FRAME;
	pData[4] = END_FRAME;
	//mySerialPort.WriteData((unsigned char*)pData, 5);
	//UINT BytesInQue = mySerialPort.GetBytesInCOM();
	VideoCapture cap;
	cap.open(1);
	Mat frame;
	Mat gray;
	Mat bin;
	RNG rng(12345);
	while (cap.read(frame))
	{

		//imshow("frame", frame);
		cvtColor(frame, gray, CV_BGR2GRAY);
		//imshow("gray", gray);
		threshold(gray, bin, 50, 255, THRESH_BINARY_INV);
		imshow("bin", bin);
		//cout << bin.cols << "  " << bin.rows << endl;
		Rect rec(0, 300, 640, 150);
		Mat jie = bin(rec);
		//imshow("jie", jie);
		double maxrec = 0;//找出面积最大的外接矩形
		vector<vector<Point>>points;//点的数组
		vector<Vec4i>hierachy;//层次
						
		findContours(jie, points, hierachy, CV_RETR_EXTERNAL, CHAIN_APPROX_SIMPLE, Point(0, 0));
		Mat jieclone = Mat::zeros(jie.size(), CV_8UC3);
		Rect Maxrec;//发现的最大矩形，保存在这里
		if (points.size() > 0)
		{
			for (size_t i = 0; i < points.size(); i++)
			{
				Rect myrec = boundingRect(points[i]);

				if (maxrec < myrec.area())
				{
					maxrec = myrec.area();
					Maxrec = myrec;
				}
			}
			if (Maxrec.area() > 2000)
			{
				pData[1] = 1;
				rectangle(jieclone, Maxrec, Scalar(0, 255, 255), 2);
				int Rec_Center = Maxrec.x + Maxrec.width / 2;//找到矩形的中心点的横坐标
				int d = 320 - Rec_Center;
				if (d >= 0)
				{
					pData[2] = 0;//说明向左偏移
				}
				else
				{
					pData[2] = 1;//说明向右偏移
				}
				d = d / 2;//进行缩小以便于放入一个字节
				unsigned char des = abs(d);//得到的距离全部取正
				pData[3] = des;
				mySerialPort.WriteData((unsigned char*)pData, 5);
				cout << "the distance is:" << d*2 << endl;

			}
			else
			{
				pData[1] = 0;
				pData[2] = 0;
				pData[3] = 0;
				mySerialPort.WriteData((unsigned char*)pData, 5);
				cout << "invalid line found!" << endl;
			}
		}
		else
		{
			pData[1] = 0;
			pData[2] = 0;
			pData[3] = 0;
			mySerialPort.WriteData((unsigned char*)pData, 5);
			cout << "nothing found!" << endl;
		}
	
		imshow("final", jieclone);

		char c = waitKey(10);
		if (c == 27)
		{
			return -1;
		}

	}
	return 0;
}

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源代码杀手的博客
05-15 1598
服务端代码: import socket import time import cv2 import numpy def ReceiveVideo(): #IP地址'0.0.0.0'为等待客户端连接 address = ('0.0.0.0', 8002) #建立socket对象，参数意义见https://blog.youkuaiyun.com/rebelqsp/article/details/22109925 #socket.AF_INET：服务器之间网络通信 #socket.SOCK_STREAM：流
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