• 基于ARM9的交通违章抓拍设计与实现
  • 基于ARM9的交通违章抓拍设计与实现

    基于ARM9的交通违章抓拍设计与实现
     
      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。
      设计的32位RISC嵌入式处理器。该处理器为手持设备和一般性应用提供了一个高性价比、低功耗、高性能的解决方案。该芯片基于ARM920T内核,采用五级流水线和哈佛结构,提供1.1MIPS/MHz的性能。ARM920T具有全性能的内存管理单元MMU(MemoryManagementUnit)、独立的16KB指令和数据Cache以及高速AMBA总线接口。为了减少应用系统设计的成本,S3C2410集成了众多的常用资源,例如:LCD控制器、NANDFlash控制器、SDRAM控制器、系统片选逻辑以及一些常用的通讯接口等资源。
     
      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。
      本系统中设计两路USB,都作为Host使用。
      网络接口芯片选用台湾DAVICOM公司的DM9000,DM9000是带有通用处理器接口的单片快速以太网MAC控制器,并带有10/100M物理层接口,内部集成4K字SRAM,接口支持8位、16位、32位处理器。
     
      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。
      应用程序的开发
      系统软件的设计主要是控制相机的USB通讯模块的编写、网络传输模块的编写、信号采集模块的编写和串口通讯模块的编写。其中USB通讯模块是关键,需要严格遵守数码相机的通讯协议;网络传输采用客户机服务器方式,本机作为客户机,工控中心设置为服务器。检测信号模块主要是读取并口信息,并口的操作使用端口I/O,简单、操作性强,并且可以清楚说明编写设备驱动程序开发所必需的底层硬件控制过程。在Linux中有一个用于输入的命令inb(address)和一个用于输出的命令outb(value,address).C语言的宏扩展实现了这两个函数,而且不涉及任何函数库,但使用这两个函数需要一些额外的函数,函数ioperm()从内核中申请和释放端口访问权。在Linux下,串口一般作为一个终端接口,即tty接口,POSIX.1定义了一个查询和操作终端的标准接口,该接口被称作termios,在系统的头文件中定义。termios是一个数据结构和一系列操作这些数据结构的函数,这些函数一起构成了通用的终端界面,提供对终端的有效控制操作,使得系统具有复杂的异步串口设备处理能力。
     
      该数码电子警察系统采用高分辨率的数码相机,清晰度高,在运行的过程中,抓拍成功率达到98%,照片合格率达到95%,误拍率低,适用于各种恶劣的环境条件。采用实时性高的Linux2.6.12的内核,提供对S3C2410的专门的支持。该系统稳定、可靠、实时性强,且完全自主开发,可有效控制成本,有很强的市场竞争力。结合图像处理技术,构建数码视频电子警察系统有更广阔的前景,这将是下一步开发的重点。

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