基于ARM AT90USB46的交通违章抓拍系统的开发

基于ARM  AT90USB46的交通违章抓拍系统的开发

 

　　摘要介绍了基于ARM9系列芯片S3C2410,采用可裁减的Linux操作系统，构建交通违章抓拍系统的方法，详细介绍了USB接口和以太网接口的电路设计，最后介绍了应用程序的结构和运行流程。

 

 

　　智能交通系统（ITS）将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术、计算机处理技术等应用于交通运输行业，从而实现各种运输方式发展规划的现代化、决策的科学化和管理的智能化。数码电子警察是现在应用比较广泛的一种智能交通产品，利用数码相机技术和相应的车辆检测与控制技术，自动抓拍闯红灯的车辆。数字化、网络化、小型化和智能化已经成为当前电子警察的主要发展趋势。目前国内的产品多以Windows操作系统和x86硬件体系为核心构建，有成本高、体积大、稳定性欠缺的不足之处。

　

　以Linux操作系统和RAM7或RAM9系列芯片为核心构建嵌入式系统是目前最流行的嵌入式开发策略。Linux是典型的嵌入式操作系统，发展最快，应用最广泛。Linux是开源的、免费的，从技术和经济的角度来看都是最佳选择。

 

　　本文针对交通违章抓拍系统的特点，以AT90USB46为核心合理设计硬件电路，并提供必须的USB接口、串口、网络接口和JTAG口；充分考虑抓拍的实时性和准确性，采用裁减的实用的Linux2.6.12内核，制作根文件系统，开发应用程序，构建软硬件协作的嵌入式系统。

 

　　2硬件设计

　　2.1基于S3C2410的电路设计

　　通讯接口部分包括USB接口、以太网接口、串口。其中串口为常见的接口形式。这里主要说明USB接口和以太网接口。

　　S3C2410集成了USB控制器，支持两路USBHost和一路USBDevice.与USBRev1.1兼容，支持低速和全速USB设备。

　　2.2检测电路设计

　　通常从交通指挥灯信号机中输出的红灯信号是220V/50Hz的工频交流电，需要设计一个整流滤波电路将从信号机输出的交通指挥灯信号变换为TTL电平。交通指挥灯信号检测部分采用一个光隔隔离内外电路，从交通指挥灯信号机输入至检测板的是220V/50Hz的交流电，通过二级管全波整流后，得到大约200V的直流信号，再经过电阻分压，接着使用100uF的电容平波，获得5V左右的直流电，加到4N25光隔输入端，输出经过一个反向器获得5VTTL电平输出，转换电路如图5所示。

　　本系统采用环形线圈检测系统，环形线圈检测系统目前国内外使用最广泛的车辆检测系统，它由3部分组成：埋设在路面下的环形线圈传感器、信号检测处理单元（包括检测信号放大单元、数据处理单元和通信接口）及馈线。检测单元、环形线圈与馈线线路共同组成一个LC调谐电路。此电路中的电感主要决定于环形线圈的匝数，环形线圈是此电路的电感元件；电容则决定于检测单元中的电容的大小。当电流通过环形线圈时，在其周围形成一个电磁场，当车辆行至线圈上方时，在金属车体中感应出涡流电流，涡流电流产生与环路耦合、但方向相反电磁场，即互感，使环形线圈电感量随之降低，因而引起电路谐振频率的上升。只要检测到此频率随时间变化的信号，就可检测出是否有车辆通过。振荡电路设计如图6所示。

　　3软件平台的构建和应用程序的开发

　　3.1构建软件平台

　　系统的引导过程包括以下步骤：

　　（1）处理器重新启动以后，执行ROM启动代码。

　　（2）ROM启动代码初始化CPU、内存控制器以及片上设备，然后配置存储映射。随后执行bootloader.

　　（3）bootloader将内核从闪存解压到RAM中，然后跳到内核的第一条指令处执行。

　　（4）内核初始化各种硬件设备，挂载根文件系统，然后执行init进程。

　　（5）Init进程装载运行时共享库，读取配置文件/etc/inittab,执行脚本/etc/rc.d/rcS.

　　构建嵌入式软件平台需要准备以下工作：制作内核、创建根文件系统和生成启动代码bootloader.