国产精品1024永久观看,大尺度欧美暖暖视频在线观看,亚洲宅男精品一区在线观看,欧美日韩一区二区三区视频,2021中文字幕在线观看

  • <option id="fbvk0"></option>
    1. <rt id="fbvk0"><tr id="fbvk0"></tr></rt>
      <center id="fbvk0"><optgroup id="fbvk0"></optgroup></center>
      <center id="fbvk0"></center>

      <li id="fbvk0"><abbr id="fbvk0"><dl id="fbvk0"></dl></abbr></li>

      基于視頻流的嵌入式實(shí)時(shí)智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號(hào):6733314閱讀:309來(lái)源:國(guó)知局
      專(zhuān)利名稱(chēng):基于視頻流的嵌入式實(shí)時(shí)智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及交通監(jiān)控系統(tǒng),特別是涉及基于視頻技術(shù)對(duì)視頻交通流中 的車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)處理的嵌入式交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
      背景技術(shù)
      美國(guó)、西歐和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家為了解決道路交通運(yùn)輸智能化問(wèn)題,對(duì)
      (智能交通)ITS開(kāi)發(fā)進(jìn)行了大量的研究。
      ITS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)車(chē)輛分類(lèi)和識(shí)別,需要做的第一步是探測(cè)及攝取車(chē)輛 的特征信息。七十年代以來(lái),國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家、學(xué)者研制了很多交通信息采集 設(shè)備,如微波雷達(dá)探測(cè)器、感應(yīng)線圈檢測(cè)器、超聲波檢測(cè)器、激光探測(cè)器、 紅外線車(chē)型檢測(cè)器、聲學(xué)檢測(cè)器、磁力計(jì)檢測(cè)器等。因而目前常用的車(chē)型 自動(dòng)識(shí)別方法有雷達(dá)、感應(yīng)線圈、超聲波、激光、紅外、聲學(xué)、磁力計(jì)等。
      較前面提到的各種檢測(cè)手段,視頻檢測(cè)設(shè)備有更多的優(yōu)點(diǎn) (1)安裝簡(jiǎn)便、無(wú)需破壞地面視頻采集裝置安裝簡(jiǎn)便且易于調(diào)整和 移動(dòng),安裝時(shí)不影響公路交通。同時(shí),可以有效利用現(xiàn)有公路網(wǎng)上的已有 視頻設(shè)備,這將大大節(jié)省開(kāi)支;(2)檢測(cè)范圍廣 一套視頻檢測(cè)器設(shè)備可 進(jìn)行多車(chē)道的檢測(cè),且在一定的監(jiān)控范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)車(chē)輛的跟蹤和 識(shí)別;(3)檢測(cè)信息量大視頻包含更為豐富的交通信息。通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)
      不僅可以獲取車(chē)流量、車(chē)型、車(chē)速、占有率、車(chē)輛分類(lèi)等常規(guī)交通信息, 還可以獲取常規(guī)檢測(cè)器無(wú)法得到的車(chē)牌號(hào)碼、車(chē)輛運(yùn)行軌跡,以及大范圍
      交通現(xiàn)場(chǎng)信息等等。(4)實(shí)現(xiàn)更多的交通管理功能這是其它檢測(cè)設(shè)備無(wú)法
      做到的。基于視頻流的方法可以方便地與傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)整合,可提 供現(xiàn)場(chǎng)錄像,重現(xiàn)交通場(chǎng)景,高速實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)輛有無(wú)違章行為(包括亂停、
      越線、超速等)和事故發(fā)生等,并提供參考證據(jù);(5)可為交通管理部門(mén)提 供可視圖像,可方便快捷的圖像回放、圖像檢索等;(6)檢測(cè)信號(hào)的傳輸方 便利于實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控且監(jiān)控范圍較廣;(7)成本低維護(hù)費(fèi)用也較低, 性?xún)r(jià)比高;(8)對(duì)周?chē)h(huán)境沒(méi)有影響,不會(huì)造成污染,相同檢測(cè)器之間也不
      會(huì)發(fā)生相互干擾;(9)隨著硬件技術(shù)的發(fā)展,視頻傳感器的價(jià)格越來(lái)越低, CPU處理器的處理能力越來(lái)越強(qiáng),能夠勝任很復(fù)雜的圖像處理算法。
      隨著視頻技術(shù)的發(fā)展,利用圖像進(jìn)行車(chē)型檢測(cè)的研究也越來(lái)越多。由 于圖像檢測(cè)應(yīng)用范圍廣,獲取信息豐富,可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)道路交通監(jiān)控、車(chē) 型分類(lèi)及識(shí)別、車(chē)牌的自動(dòng)識(shí)別、高速公路的自動(dòng)收費(fèi)、智能化交通導(dǎo)航
      目前的智能交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)CPU大多選用單片機(jī)或者工控機(jī),只能
      執(zhí)行定時(shí)算法,以RS232或者RS485作為通訊方式,根本無(wú)法滿足智能交 通對(duì)于路口控制器的要求,即使選用DSP視頻處理芯片,視頻輸入也多是l 路的。4路或者8路以上的很少,主要存在的問(wèn)題是成本高、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)難 度大。因此現(xiàn)有的視頻智能交通監(jiān)控系統(tǒng)存在適應(yīng)性差、檢測(cè)精度低、處 理器計(jì)算能力差、通訊方式單一、應(yīng)用范圍狹窄等問(wèn)題。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明提出了嵌入式實(shí)時(shí)智能交通監(jiān)控系統(tǒng),既保證系統(tǒng)的高速實(shí)時(shí) 處理,又方便擴(kuò)展各種硬件接口,通訊方式多樣化,適合各種復(fù)雜交通場(chǎng) 景的處理。
      基于視頻流的嵌入式實(shí)時(shí)智能交通監(jiān)控系統(tǒng),包括攝像頭、第一 DSP 模塊、第二 DSP模塊、FPGA邏輯控制模塊、ARM模塊、HPI (Host Port Interface,主機(jī)接口)通信接口和外圍接口;
      第一和第二 DSP模塊對(duì)攝像頭采集的視頻信號(hào)進(jìn)行交通流識(shí)別分析處 理,將處理后的結(jié)果圖像通過(guò)HPI通信接口傳送給ARM模塊;
      ARM模塊控制兩DSP模塊的工作模式,將接收的結(jié)果圖像通過(guò)外圍接 口傳送給外接設(shè)備;
      FPGA邏輯控制模塊分別與第一、第二 DSP模塊、ARM微處理器相連接, 以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制和圖像緩存。
      所述第一和第二 DSP模塊結(jié)構(gòu)相同,包括DSP芯片和分別與其相接的 第一同歩動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SDRAM)、視頻編解碼器、音頻編解碼器、 FLASH存儲(chǔ)器、第一以太網(wǎng)接口和監(jiān)視電路。
      所述ARM模塊包括ARM芯片和與其相接的第二 SDRAM存儲(chǔ)器、CF 卡接口、 IDE接口、 VGA顯示接口、 UART接口、第二以太網(wǎng)接口和USB接口。
      所述外圍接口具體為RS232接口、 RS485接口、 PCMCIA接口、紅外 接口、鼠標(biāo)接口、 LCD接口、 VGA接口、交通燈接口、 WLAN接口、 802.11b
      接口和硬盤(pán)接口之中任意一種或者組合。 所述DSP芯片采用TMS320DM642芯片。 所述ARM芯片采用高速ARM9處理器EP9315芯片。 所述FPGA邏輯控制模塊采用EP1C6Q240C芯片。
      本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)
      (1) 采用先進(jìn)的多媒體應(yīng)用DSP芯片。它集成了視頻/音頻接口、以 太網(wǎng)接口、 PCI接口等片上接口。該芯片使用0.8點(diǎn)距的BGA封裝集成度極 高,內(nèi)部使用了改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)與程序總線分離但并不單獨(dú)編址提 高了靈活性和數(shù)據(jù)吞吐量。具有多個(gè)處理單元,最多可以在同一個(gè)周期內(nèi) 執(zhí)行8條并行指令,大大提高運(yùn)行速度。比采用其他DSP芯片具有更快速 度、更高性能和更好的性?xún)r(jià)比。
      (2) 本發(fā)明采用的ARM9是一款性能高、功耗低、成本低、功能全的 基于嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具、套件。與其他基于ARM9核的嵌入式微處理器 相比較,無(wú)論是在整體性能、片內(nèi)外圍接口,以及系統(tǒng)成本方面,都有明 顯的優(yōu)勢(shì)。
      (3) 本發(fā)明的硬件體系結(jié)構(gòu)采用了基于雙DSP+A固+FPGA的全新設(shè)計(jì) 方案。結(jié)合了三者的優(yōu)勢(shì),DSP處理器實(shí)現(xiàn)了視頻圖像的高速實(shí)時(shí)運(yùn)行,ARM 方便功能和接口擴(kuò)展,F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制,真正實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的嵌 入式高速實(shí)時(shí)處理的目標(biāo)。并且功能強(qiáng)大、性能卓越、穩(wěn)定可靠。
      (4) 接口技術(shù)是本發(fā)明的又一個(gè)重要技術(shù),其提供了功能豐富而且強(qiáng) 大的各種接口,具有模塊化、小型化、低功耗、高性能、可擴(kuò)展、可重構(gòu) 的特點(diǎn)。
      本發(fā)明以低成本實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的實(shí)時(shí)交通視頻監(jiān)控功能,具有廣泛的
      應(yīng)用領(lǐng)域,應(yīng)用場(chǎng)合包括高速公路,橋梁,隧道等收費(fèi)管理系統(tǒng);城市 交通車(chē)輛管理,電子警察,海關(guān)邊境交通監(jiān)控;智能小區(qū)、智能停車(chē)場(chǎng)管 理;車(chē)牌驗(yàn)證,車(chē)流統(tǒng)計(jì),移動(dòng)和車(chē)載系統(tǒng)等。


      圖1為本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)框圖。 圖2為DSP模塊的結(jié)構(gòu)框圖。 圖3為ARM模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
      具體實(shí)施例方式
      本發(fā)明針對(duì)國(guó)內(nèi)外已有的智能交通系統(tǒng)適應(yīng)性差、檢測(cè)精度低、處理 器計(jì)算能力差、通訊方式單一、應(yīng)用范圍狹窄等問(wèn)題,對(duì)交通視頻監(jiān)控系 統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)都發(fā)展一些新技術(shù)。在該系統(tǒng)中,采用兩片高速數(shù)字信號(hào)處 理器DSP (Digital Signal Processor,數(shù)字信號(hào)處理器)芯片和嵌入式芯片 ARM (Advanced RISC Machine)作為實(shí)時(shí)處理器,接口豐富,通訊方式多 樣。
      本發(fā)明提出的交通視頻監(jiān)控系統(tǒng),包括攝像頭、第一 DSP模塊、第二 DSP模塊、ARM模塊、HPI (Host Port Interface,主機(jī)接口)通信接口、 FPGA (Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)邏輯控制模 塊和一系列外圍接口,如圖1所示。第一 DSP模塊和第二 DSP模塊分別連 接1-4路攝像頭,第一 DSP模塊和第二 DSP模塊分別通過(guò)HPI通信接口與 ARM模塊通信,F(xiàn)PGA模塊分別與第一 DSP模塊、第二DSP模塊、ARM模塊通 過(guò)控制、數(shù)據(jù)、地址信號(hào)線相連,ARM模塊外擴(kuò)有USB2.0接口、 RS232接 口、 RS485接口、 PCMCIA接口、紅外接口、鼠標(biāo)接口、 LCD接口、 VGA接口、 交通燈接口、 100M WLAN接口、 802.11b接口、硬盤(pán)接口。
      本發(fā)明可以同時(shí)獲取四路或者八路攝像機(jī)采集的視頻信號(hào),DSP模塊通 過(guò)模數(shù)變換將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信息,并進(jìn)行視頻序列交通流圖像的檢測(cè) 和識(shí)別等算法處理,處理后的結(jié)果圖像可直接經(jīng)過(guò)數(shù)模變換后送去視頻顯
      示。ARM模塊通過(guò)HPI通信接口接收經(jīng)過(guò)DSP模塊處理后的結(jié)果圖像,結(jié)果 圖像包括交通流的檢測(cè)、跟蹤和識(shí)別結(jié)果以及計(jì)算得到的交通參數(shù)信息, 這些信息可以通過(guò)RS232串口傳送到PC機(jī)進(jìn)行調(diào)試,或者可通過(guò)以太網(wǎng)接 口以光纖網(wǎng)絡(luò)方式送到交通控制中心,也可通過(guò)100M WLAN接口以無(wú)線通 信方式送到交通控制中心的其他高速外設(shè),而大容量的歷史視頻圖像信息 還可以存儲(chǔ)到外擴(kuò)的硬盤(pán)里,ARM的RS485接口控制視頻攝像機(jī)的云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。 因此,整個(gè)系統(tǒng)不僅存儲(chǔ)容量足夠大,通信高速快捷,而且接口方便多樣, 適宜不同的應(yīng)用場(chǎng)合,形成一個(gè)有機(jī)的整體。
      圖2為DSP模塊的結(jié)構(gòu)框圖,兩DSP模塊結(jié)構(gòu)相同,均選用一款面向 數(shù)字多媒體應(yīng)用的DSP芯片,集成了視頻/音頻接口、以太網(wǎng)接口、 PCI接 口等片上接口。使用0.8點(diǎn)距的BGA封裝,集成度極高,內(nèi)部使用了改進(jìn) 的哈佛結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)與程序總線分離但并不單獨(dú)編址提高了靈活性和數(shù)據(jù)吞 吐量。具有多個(gè)處理單元,最多可以在同一個(gè)周期內(nèi)執(zhí)行8條并行指令, 大大提高運(yùn)行速度。
      該DSP芯片的CPU時(shí)鐘頻率可達(dá)600MHz,指令吞吐量將達(dá)到4800MIPS, 內(nèi)部支持兩級(jí)Cache緩存,其中第一級(jí)Cache對(duì)開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)是不可見(jiàn)的, 而第二級(jí)的Cache大小是可配置的,芯片自動(dòng)完成這兩級(jí)Cache之間數(shù)據(jù) 一致性的維護(hù)。有了這兩級(jí)Cache的支持將使CPU的執(zhí)行速度大大加快。 同時(shí),64比特寬度的EMIF (External Memory Interface,外部存儲(chǔ)器接 口) 口,可以無(wú)縫連接至lj SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory,同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器),SRAM (Static Random Access Memory, 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)等各種存儲(chǔ)器,方便了存儲(chǔ)器資源的擴(kuò)展。
      SDRAM存儲(chǔ)器是系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器,本發(fā)明在DSP片外擴(kuò)展了 128MBytes 的SDRAM,位于EM工F的CE0地址空間,用于在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)存放程序和數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)寬度為64bits。本發(fā)明內(nèi)存采用4片SDRAM芯片,單片容量為32MB, 總?cè)萘繛?28MB,工作電壓在3. 3V。
      本發(fā)明使用的解碼芯片包含4個(gè)高質(zhì)量NTSC/PAL視頻解碼器,可以將 模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的YCbO信號(hào),使用于安全監(jiān)控領(lǐng)域。還包含4個(gè) 10位A/D,專(zhuān)屬的數(shù)碼增/減控制器,區(qū)分亮度和色度的專(zhuān)屬技術(shù),以減
      低跨亮度和跨色度的情形。在每一個(gè)通道中的雙定標(biāo)器,提供2種不同縮
      放比54MHz ITU-R BT. 656安控視訊輸出格式。4種內(nèi)建的動(dòng)作偵測(cè)器也能 夠強(qiáng)化安控系統(tǒng)的特性。
      攝像頭輸入的模擬視頻通過(guò)這個(gè)解碼芯片轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào),并傳輸?shù)?DSP芯片中等候處理。它所支持的模擬視頻制式有PAL制、NTSC制以及S 端子視頻。DSP芯片具有專(zhuān)用的三個(gè)視頻接口,分別為VP0、 VP1、 VP2。每 個(gè)視頻口具有20根數(shù)據(jù)線,兩個(gè)時(shí)鐘,三根控制線,而每個(gè)視頻口又可分 為A、 B兩個(gè)通道。本系統(tǒng)分別連接在DSP的VP1和VP2接口上,其中VP1 和VP2接口都采用了 8-Bits數(shù)據(jù)的通道A和通道B,因此, 一片DSP可以 提供四路,兩片DSP芯片共可提供八路視頻輸入。而VPO接口接上輸出數(shù) 據(jù)流,其格式可以為PAL格式或者通過(guò)VGA接口送出去顯示。
      音頻編解碼器可以進(jìn)行A/D和D/A變換,方便的進(jìn)行音頻的采集與回 放。它連接在DSP芯片的McASP (Multi-channel Audio Serial Port,多 通道音頻串行端口)接口上。這個(gè)模塊可以進(jìn)行全雙工的操作,也就是說(shuō) 聲音的輸入和輸出可以互不影響。
      本發(fā)明在DSP芯片外擴(kuò)展了 64MBits的Flash存儲(chǔ)器,位于DSP芯片 的CE1地址空間,用于導(dǎo)入裝載和存儲(chǔ)FPGA的配置信息和在系統(tǒng)掉電時(shí)存 放程序和數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)寬度為16bit。當(dāng)系統(tǒng)上電自啟動(dòng)的時(shí)候DSP芯片會(huì)自 動(dòng)讀取其中保存的用戶程序,并將程序拷貝到SDRAM存儲(chǔ)器中執(zhí)行。
      DSP模塊提供了一個(gè)以太網(wǎng)接口 ,只要在外部連接上一個(gè)物理層器件就 可以實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)的通信。DSP內(nèi)部提供了一組寄存器,可以讓以太網(wǎng)接口在 沒(méi)有DSP核心干預(yù)的條件下接收或發(fā)送1024個(gè)數(shù)據(jù)包。DSP的以太網(wǎng)接口 可以支持10/lOOMHz全雙工模式,支持廣播和組播??梢赃B接多個(gè)外部的 物理層器件以實(shí)現(xiàn)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸。
      由于系統(tǒng)可能長(zhǎng)時(shí)間工作在無(wú)人照看的條件下,系統(tǒng)的穩(wěn)定性也很重 要。監(jiān)視電路即看門(mén)狗電路提供了一種可以使系統(tǒng)從死機(jī)中自動(dòng)恢復(fù)的機(jī) 制,當(dāng)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有刷新看門(mén)狗的有效端口時(shí),看門(mén)狗電路會(huì)自動(dòng)復(fù)位 整個(gè)系統(tǒng),使系統(tǒng)脫離死機(jī)狀態(tài)??撮T(mén)狗連接在GPIO上??撮T(mén)狗芯片有一 個(gè)使能信號(hào),可以利用它讓看門(mén)狗停止動(dòng)作,使其不會(huì)影響系統(tǒng)的調(diào)試。 圖3為ARM模塊結(jié)構(gòu)框圖,ARM芯片選用目前集成度最高的ARM9系列, 內(nèi)核采用哈佛(Harvard)總線結(jié)構(gòu),包括ARM9TDMI核、腿U ( Memory Management Unit,存儲(chǔ)管理單元)、指令及數(shù)據(jù)Cache,支持32位ARM指 令集和16位Thumb壓縮指令集。ARM9內(nèi)部總線采用先進(jìn)微控制器總線構(gòu)架 AMBA(Advanced Micro-controller Bus Architecture,先進(jìn)的微控制器總 線結(jié)構(gòu)),包括處理器核內(nèi)部的高速總線AHB、處理器核外部的低速外圍總 線APB以及它們之間的橋接。
      ARM9由于是一款高度集成SoC(System on Chip,片上系統(tǒng))處理器, 具有獨(dú)立的16KB的數(shù)據(jù)緩存區(qū)和16KB的指令緩存區(qū),可支持多種嵌入式 操作系統(tǒng)如Linux、 Windows CE等。主頻為200MHZ,總線速度可達(dá)lOOMHz。 內(nèi)部獨(dú)有的Maverick Crunch系統(tǒng)控制協(xié)處理器增加了浮點(diǎn)、整數(shù)和信號(hào) 處理指令和優(yōu)化的數(shù)字音視頻壓縮算法。芯片采用BGA封裝,體積較小。
      ARM9內(nèi)部沒(méi)有存儲(chǔ)器,所以需要通過(guò)外圍器件進(jìn)行擴(kuò)展。外部存儲(chǔ)器 接口支持32/16/8位的SRAM/Flash/薩、串行EEPR0M和最多可達(dá)4個(gè)32 位的SDRAM等存儲(chǔ)器,通過(guò)/SDCS
      信號(hào)對(duì)SDRAM存儲(chǔ)器進(jìn)行片選。ARM9 提供公用的地址總線和數(shù)據(jù)總線及專(zhuān)門(mén)的控制總線共80根。其中地址總線 26根,因此可尋址的最大范圍為64M。
      本發(fā)明ARM9的內(nèi)存采用2片SDRAM,單片容量為32MB,總?cè)萘繛?4MB, 該芯片工作電壓在3. 3V。
      CF (CompactFlash,壓縮閃存)卡不僅僅是一個(gè)存儲(chǔ)器件,且因其內(nèi) 部有一控制器,兼容性良好,無(wú)論采用多大容量的內(nèi)存芯片組,其外部接 口都是標(biāo)準(zhǔn)的ATA(IDE)接口,而且既可以工作在3. 3V電壓下,也可以工作 在5V電壓下,因此在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。CF卡采用并行讀寫(xiě)方式 進(jìn)行數(shù)據(jù)操作,因此其數(shù)據(jù)傳輸速度非??欤瑢?xiě)的速度在UDMA模式下可達(dá) 16M/S。而其容量目前已有8G之巨。
      CF卡中的數(shù)據(jù)為16位。有50管腳。如果令CF卡工作于UDMA模式下, 因其讀寫(xiě)頻率很高,而在高頻數(shù)字電路中,由于信號(hào)在傳輸線上傳輸會(huì)產(chǎn) 生一些干擾及反射等,所以需要在傳輸線的源端串聯(lián)一電阻而使阻值匹配, 用來(lái)消除反射,提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。另外,當(dāng)時(shí)鐘線與數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度
      有很大誤差時(shí),造成時(shí)鐘與數(shù)據(jù)不同步,將會(huì)使數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)錯(cuò)誤,所以
      數(shù)據(jù)線與時(shí)鐘線誤差不能超過(guò)0. 5英寸。
      IDE接口使用的是一條40針的帶狀電纜, 一般來(lái)講,該電纜長(zhǎng)度不應(yīng) 超過(guò)18英寸(46cm),電纜用來(lái)連接主機(jī)與硬盤(pán),也可以直接在PCB板上將 主機(jī)接口與硬盤(pán)相連。在2.5英寸硬盤(pán)中,使用一條44針電纜來(lái)完成信號(hào) 及供電電壓的連接。多出的四針為提供電源所用,將其編號(hào)為41-44。在硬 盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的末端采用一個(gè)50管腳的連接器。所多出的另外6個(gè)管腳中的兩 個(gè)管腳用來(lái)完成編碼,其余的用來(lái)留給制造商為驅(qū)動(dòng)器的編號(hào)進(jìn)行跳線, 以A、 B、 C、 D、 E、 F表示。
      VGA接口,也叫D-Sub接口,是目前PC顯示器中最常用的一種接口。 信號(hào)類(lèi)型為模擬類(lèi)型,顯示卡(主機(jī))端的接口為15針母插座,VGA接口本 質(zhì)上是一個(gè)模擬接口,但其同步掃描信號(hào)和LCD掃描式接口的同步信號(hào)是 完全一致的,所以通過(guò)一些數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片,完全可以將LCD掃描接口轉(zhuǎn)換 為VGA接口。
      UART接口模塊包括UARTO和UART1兩個(gè)。UARTO用于程序的下載以及 軟件的調(diào)試;UART1可以支持與串行接口的常見(jiàn)外設(shè)連接。
      A體9內(nèi)嵌10M/100Mbps以太網(wǎng)MAC。以太網(wǎng)MAC是0SI參考模型中界 于物理層(Physical Layer, PHY)與邏輯鏈路層(LLC)之間的MAC子層的 硬件實(shí)現(xiàn),以太網(wǎng)MAC支持Mil (Media Ind印endent Interface,媒體獨(dú)立 接口)禾口 RMII (Reduced Media Ind印endent Interface,精簡(jiǎn)的媒體獨(dú)立接
      口)模式的數(shù)據(jù)傳輸。
      通用串行總線USB,是一種快速、靈活的總線接口。與其它通信接口比 較,USB接口的最大特點(diǎn)是易于使用,這也是USB的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)。作為一 種高速總線接口, USB適用于多種設(shè)備,比如數(shù)碼相機(jī)、MP3播放機(jī)、高速 數(shù)據(jù)采集設(shè)備等。易于使用還表現(xiàn)在USB接口支持熱插拔,并且所有的配 置過(guò)程都由系統(tǒng)自動(dòng)完成,無(wú)需用戶干預(yù)。所選擇的ARM9片內(nèi)集成了三個(gè) USB2.0的全速主口,與0CHI USB2. 0全速規(guī)范完全兼容,只需要通過(guò)簡(jiǎn)單 接口電路即可構(gòu)建各種基于USB接口的復(fù)雜應(yīng)用。本發(fā)明設(shè)計(jì)了 3個(gè)USB 接口,分別用來(lái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸入設(shè)備鼠標(biāo)、鍵盤(pán)以及U盤(pán)、硬盤(pán)等移動(dòng)存
      儲(chǔ)設(shè)備。
      HPI通信接口提供了三個(gè)寄存器,可以讓外部主控芯片方便的訪問(wèn)DSP 內(nèi)部的地址空間。它是一種并行的,數(shù)據(jù)地址復(fù)用的總線,經(jīng)過(guò)隔離器以
      后可以直接連接到其他控制芯片的總線上。主機(jī)可以通過(guò)HPI接口訪問(wèn)整 個(gè)DSP的尋址空間,支持單個(gè)模式或者突發(fā)模式的數(shù)據(jù)傳輸。
      本發(fā)明中,ARM9是主控制器,兩片DSP是從控制器,DSP主要完成復(fù) 雜的算法、測(cè)試數(shù)據(jù)的打包和開(kāi)關(guān)量信息的接收和發(fā)出工作。因此,建立 主控制器ARM9與DSP的通信是DSP數(shù)據(jù)處理的前提。
      HPI通信接口就是DSP的主機(jī)接口,主機(jī)掌管該接口的主動(dòng)權(quán),通過(guò)它 直接訪問(wèn)CPU的存取空間,另外,主機(jī)還可以訪問(wèn)片內(nèi)存儲(chǔ)映射的外圍設(shè) 備。DSP的HPI總線擴(kuò)展為32-bit,可以設(shè)置為HP工32和HPI16加以太網(wǎng) 接口兩種模式,HPI16模式就是HPI的高16位數(shù)據(jù)線和EMAC管腳共用,只 有低16位數(shù)據(jù)線可用。由于設(shè)計(jì)中采用了網(wǎng)口,所以只能選擇HPI16模式 傳輸數(shù)據(jù)。
      HPI接口作為從端口,使DSP成為從設(shè)備。通過(guò)HP工,主機(jī)(這里是ARM9) 和DSP可通過(guò)DSP內(nèi)部或外部存儲(chǔ)器交換信息。HPI接口通過(guò)HPI控制寄存 器(HPIC)、地址寄存器(HPIA)、數(shù)據(jù)寄存器(HPID)和HP工內(nèi)存塊實(shí)現(xiàn)與主 機(jī)之間的通信。其中,主機(jī)(Host)和DSP的CPU均可訪問(wèn)HPIC和HPIA, 而HPID只有主機(jī)可訪問(wèn)。DSP的HPI提供了多種冗余的信號(hào),目的是便于 和不同類(lèi)型的微處理器設(shè)置連接。使用HPI可以很方便的讓DSP和ARM9系 統(tǒng)進(jìn)行通信。
      FPGA分別與兩個(gè)DSP、 ARM9的讀寫(xiě)信號(hào)、片選信號(hào)、以及有特殊功能 的部分?jǐn)?shù)據(jù)和地址信號(hào)、中斷請(qǐng)求信號(hào)等控制或命令信號(hào)線相連接,以實(shí) 現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。本發(fā)明選用的FPGA采用1.5V內(nèi)核電壓,內(nèi)嵌 92106位存儲(chǔ)區(qū)間,可提供兩個(gè)鎖相環(huán)和雙倍數(shù)據(jù)傳輸速率(DDR)的接口電 路。FPGA配置方式有三種JTAG在線配置、主動(dòng)串行配置(AS)和被動(dòng)串行 配置(PS)。 JTAG配置主要是在線調(diào)試用,需要手動(dòng)加載程序;AS模式的配 置芯片選為價(jià)格低廉的芯片,加電之后FPGA自動(dòng)讀取配置程序??梢杂?ByteblasterII在線改寫(xiě),電壓為3. 3V。此外,F(xiàn)PGA模塊還在ARM模塊、
      第一 DSP模塊和第二 DSP模塊之間的圖像傳送過(guò)程中起到圖像緩存的功能。 僅從圖像緩存功能講,可用FIFO (First In First Out,先進(jìn)先出)或雙 口 RAM替換FPGA模塊,為了實(shí)現(xiàn)FPGA模塊的協(xié)調(diào)控制功能,在此基礎(chǔ)上 增加可編程邏輯陣列CPLD與FIFO或雙口 RAM組合使用。 下面給出一個(gè)實(shí)施例,根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)可選用如下芯片
      1) 第一和第二DSP模塊的DSP芯片均可選用TI (Texas Instruments, 德州儀器)公司的TMS320DM642,它是一款專(zhuān)門(mén)面向多媒體應(yīng)用的專(zhuān)用DSP, 時(shí)鐘高達(dá)600 MHz,具有4800 MIPS的運(yùn)算性能和豐富的外圍接口,非常適 于開(kāi)發(fā)集視頻編解碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸和自動(dòng)化技術(shù)為一體的嵌入式實(shí)時(shí)數(shù)字視 頻監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)兩片或者多片并行處理,完全滿足高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的 要求。
      2) ARM9選用Cirrus Logic公司的基于32位A固920T核的高速ARM 處理器EP9315,它是一款性能高、功耗低、成本低、功能全的基于嵌入式 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具、套件。與其他基于ARM9核的嵌入式微處理器相比較, EP9315無(wú)論是在整體性能、片內(nèi)外圍接口,以及系統(tǒng)成本方面,都有明顯 的優(yōu)勢(shì)。此芯片內(nèi)核工作電壓1. 8V,輸入/輸出(I/O)電壓3. 3V。嵌入式ARM9 處理器主頻200MHz,另外有2個(gè)硬盤(pán)接口、高速以太網(wǎng)接口、 3個(gè)串口、 高速USB2. O接口、 LCD接口、紅外接口、 PCMCIA無(wú)線網(wǎng)卡接口、 PS2接口 等豐富的接口。
      3) FPGA選用ALTERA公司低價(jià)位Cyclone系列的EP1C6Q240C。它采用 1. 5V內(nèi)核電壓,內(nèi)嵌92106位存儲(chǔ)區(qū)間,可提供兩個(gè)鎖相環(huán)和雙倍數(shù)據(jù)傳 輸速率(DDR)的接口電路。
      4) 本發(fā)明內(nèi)存采用WINBOND公司的SDRAM,型號(hào)為W982516BH,單片 容量為32MB,該芯片工作電壓在3.3V,所有動(dòng)作都是在系統(tǒng)時(shí)鐘上升沿有 效。
      5) 本發(fā)明使用的解碼芯片是Techwell公司的TW2804, TW2804包含4 個(gè)高質(zhì)量NTSC/PAL視頻解碼器,可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的YCbCr信 號(hào),使用于安全監(jiān)控領(lǐng)域。還包含4個(gè)10位A/D,專(zhuān)屬的數(shù)碼增/減控制 器,區(qū)分亮度和色度的專(zhuān)屬技術(shù),以減低跨亮度和跨色度的情形。在每一個(gè)通道中的雙定標(biāo)器,提供2種不同縮放比54MHz ITU-R BT. 656安控視訊 輸出格式。4種內(nèi)建的動(dòng)作偵測(cè)器也能夠強(qiáng)化安控系統(tǒng)的特性。
      6) 選用Realtek公司生產(chǎn)的RTL8201BL芯片作為以太網(wǎng)的物理層接口 控制芯片。EP9315的MAC控制器可通過(guò)MDC/MDIO管理接口控制多達(dá)31個(gè) 物理層芯片,每個(gè)物理層芯片通過(guò)不同的PHY地址(從OOOOIB到1111113) 來(lái)區(qū)分。RTL8201BL的地址由其引腳PHYAD
      決定,當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時(shí), RTL8201BL鎖存引腳raYAD
      的初始狀態(tài)作為與EP9315管理接口通信的 PHY地址。EP9315外接了一塊物理層芯片CS8952,用于支持以太網(wǎng)通訊。
      7) 本發(fā)明中,選用了 ADI公司(Analog Devices Inc.,模擬器件公 司)專(zhuān)用于視頻的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片ADV7123來(lái)實(shí)現(xiàn)VGA接口功能。該芯片內(nèi) 置三個(gè)lObit的高速數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊分別用于RGB三個(gè)色彩分量的模擬電平 的產(chǎn)生,然后與EP9315微處理器接口中的同歩掃描信號(hào)HSYNC和VSYNC — 起,即為VGA接口。
      8) EP9315主控制器通過(guò)HPI通信接口與DSP進(jìn)行連接。其中選用TI 的SN74LVC16245ADGGR為32位(兩個(gè)16位)雙向三態(tài)總線收發(fā)器,主要起 總線驅(qū)動(dòng)和方向控制的作用,同時(shí)也保證在不對(duì)HPI 口進(jìn)行操作時(shí)數(shù)據(jù)總 線閉鎖。主機(jī)利用地址線A16、 A17便可尋址到HPI接口的所有控制器存器、 地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。EP9315的ECS1和ECS2為片選信號(hào),當(dāng)ARM對(duì) 總線地址范圍進(jìn)行訪問(wèn)時(shí),會(huì)在這兩個(gè)引腳產(chǎn)生片選信號(hào)。
      DM642與EP9315之間有多種通信方式,例如利用雙口 RAM、通過(guò)串口, 但是它們都占用DSP的處理時(shí)間,在要求苛刻的場(chǎng)合可能會(huì)影響到系統(tǒng)的 實(shí)時(shí)性。而HPI接口是通過(guò)DSP片內(nèi)的DMA控制器來(lái)訪問(wèn)片內(nèi)存儲(chǔ)器的, 不需要DSP的干預(yù)??梢哉f(shuō),HPI接口是DSP的一個(gè)"后門(mén)",A固通過(guò)這 個(gè)"后門(mén)"可以訪問(wèn)到DSP的片內(nèi)存儲(chǔ)器。只有當(dāng)HPI接口和DSP同時(shí)對(duì) 同一地址進(jìn)行訪問(wèn)時(shí),由于HPI具有訪問(wèn)優(yōu)先權(quán),這時(shí)DSP的執(zhí)行會(huì)被延 遲一個(gè)周期,而這種情況對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的影響是非常小的。因此,本發(fā)明 選擇了并行HPI通信方式。
      權(quán)利要求
      1、 基于視頻流的嵌入式實(shí)時(shí)智能交通監(jiān)控系統(tǒng),包括攝像頭,其特征在于,還包括第一DSP模塊、第二DSP模塊、FPGA邏輯控制模塊、ARM模塊、HPI通信接口和外圍接口;第一和第二DSP模塊對(duì)攝像頭采集的視頻信號(hào)進(jìn)行交通流識(shí)別分析處理,將處理后的結(jié)果圖像通過(guò)HPI通信接口傳送給ARM模塊;ARM模塊控制兩DSP模塊的工作模式,將接收的結(jié)果圖像通過(guò)外圍接口傳送給外接設(shè)備; FPGA邏輯控制模塊分別與第一、第二DSP模塊、ARM微處理器相連接,以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制和圖像緩存。
      2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻流的嵌入式實(shí)時(shí)智能交通監(jiān)控系統(tǒng), 其特征在于,所述第一和第二DSP模塊結(jié)構(gòu)相同,包括DSP芯片和分別與 其相接的第一同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器、視頻編解碼器、音頻編解碼器、FLASH 存儲(chǔ)器、第一以太網(wǎng)接口和監(jiān)視電路。
      3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻流的嵌入式實(shí)時(shí)智能交通監(jiān)控系統(tǒng), 其特征在于,所述ARM模塊包括ARM芯片和與其相接的第二同步動(dòng)態(tài)隨 機(jī)存儲(chǔ)器、CF卡接口 、 IDE接口 、 VGA顯不接口 、 UART接口 、第二以太 網(wǎng)接口和USB接口。
      4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻流的嵌入式實(shí)時(shí)智能交通監(jiān)控系統(tǒng), 其特征在于,所述外圍接口具體為RS232接口、 RS485接口、 PCMCIA接 口、紅外接口、鼠標(biāo)接口、 LCD接口、 VGA接口、交通燈接口、 WLAN接 口、 802.11b接口和硬盤(pán)接口之中任意一種或者組合。
      5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于視頻流的嵌入式實(shí)時(shí)智能交通監(jiān)控系統(tǒng), 其特征在于,所述DSP芯片采用TMS320DM642芯片。
      6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于視頻流的嵌入式實(shí)時(shí)智能交通監(jiān)控系統(tǒng), 其特征在于,所述ARM芯片采用高速ARM9處理器EP9315芯片。
      7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻流的嵌入式實(shí)時(shí)智能交通監(jiān)控系統(tǒng), 其特征在于,所述FPGA邏輯控制模塊采用EP1C6Q240C芯片。
      全文摘要
      本發(fā)明提供一種基于視頻流的嵌入式實(shí)時(shí)智能交通監(jiān)控系統(tǒng),主要包括兩個(gè)DSP模塊、ARM模塊和FPGA邏輯控制模塊,兩個(gè)DSP模塊實(shí)現(xiàn)了視頻圖像的高速實(shí)時(shí)處理,ARM模塊控制兩DSP模塊的工作模式,將圖像處理結(jié)果通過(guò)外圍接口傳送給外圍設(shè)備,F(xiàn)PGA邏輯控制模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制和圖像緩存。本發(fā)明結(jié)合了DSP、ARM和FPGA的優(yōu)勢(shì),系統(tǒng)計(jì)算能力強(qiáng),接口豐富多樣,通信方式靈活,適應(yīng)各種復(fù)雜的交通場(chǎng)景,應(yīng)用范圍廣。
      文檔編號(hào)G08G1/04GK101364346SQ200810196848
      公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月3日
      發(fā)明者朱光喜, 趙廣州 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)
      網(wǎng)友詢(xún)問(wèn)留言 已有0條留言
      • 還沒(méi)有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
      1