¿Busca el diseño de un sistema de monitoreo de velocidad de vehículos en carretera?
1 Arquitectura general del sistema
El sistema de cámara de red integrada diseñado en este artículo es un sistema de transmisión de video en red en tiempo real basado en Internet. El principal objetivo del diseño es comprimir y codificar la información de vídeo en tiempo real recopilada desde el extremo remoto y utilizar el módulo del sistema integrado para implementar el protocolo TCP/IP y transmitirlo a través de Internet, de modo que el sistema receptor pueda recibir la información real. -Tiempo de vídeo de la red y volver a mostrarlo al usuario.
Toda la plataforma de hardware del sistema se compone principalmente de un módulo de procesador integrado, un módulo de adquisición de video, un chip de conversión de AD de video, un módulo de compresión de video, un módulo de reloj de energía, un chip de interfaz Ethernet, Flash, SDRAM, etc.
1.1 Controlador integrado El módulo de controlador integrado es el núcleo de control y gestión de todo el sistema. Su función principal es realizar la gestión de control y programación de todo el sistema. El chip de control principal que seleccionamos es el S3C2510A. que es un producto de SAMSUNG Company. El rentable microcontrolador RISC de 16/32 bits basado en sistemas de aplicaciones Ethernet contiene el núcleo ARM940T de bajo consumo y alto rendimiento diseñado por ARM, con una frecuencia principal de 166MHz incorporada 2 10; /Controladores Ethernet de 100 Mbps; 6 canales DMA; 6 temporizadores de 32 bits; 64 puertos de E/S programables; además, hay controladores de interrupción, controladores DRAM/SDRAM, controladores ROM/SRAM y sistema; dispositivo de arbitraje de bus, controlador de memoria externo, etc.
1.2 Módulo de adquisición de video La adquisición de video se logra mediante una cámara frontal de alta velocidad. Este sistema utiliza la cámara integrada dis-822C de la serie Discover de cámaras en color específicas para vigilancia. Tiene un zoom óptico de 22x. y digital de 220x. El zoom puede funcionar normalmente con poca iluminación, tiene fuertes capacidades de enfoque automático y también tiene características como obturador automático electrónico y balance de luz blanca. La cámara de alta velocidad envía los datos analógicos recopilados al chip de conversión de vídeo A/D para la decodificación del vídeo; finalmente, la señal de vídeo digital obtenida se introduce en el chip de compresión de vídeo.
1.3 Módulo de compresión de video Este módulo utiliza un chip de codificación de compresión de audio y video dedicado G07007SB para completar la función de compresión de audio y video. G07007SB es el último chip de codificación de compresión de audio y vídeo multiformato lanzado por la empresa estadounidense WIS. La estructura de codificación única de G07007SB puede codificar de forma flexible audio y vídeo que se ajuste a los estándares ISO/ITU. Los formatos de salida que admite incluyen MPEG-4,. MPEG -2, MPEG-1, H.263 y formatos personalizados.
1.4 Módulo de envío de red de video Este módulo utiliza principalmente S3C2510A para empaquetar la transmisión de video procesada por el módulo de compresión de audio y video, genera paquetes UDP o paquetes RTP y luego los envía a la red a través de la interfaz RJ45. El chip de interfaz de red seleccionado aquí es el RTL8201BL de Realtek, que es un controlador transceptor Ethernet con función adaptativa de 10M/100Mps. Es actualmente el chip de interfaz de red más utilizado.
1.5 Para lograr el control remoto de la cámara frontal mediante el módulo de control de lente PTZ, se requiere el decodificador PTZ para decodificar las señales de control del controlador integrado y el cliente remoto, y convertir las señales de control enviadas. por el software La señal se convierte en una señal de nivel de acción real.
1.6 Panel de información electrónica El panel de información electrónica utiliza tubos emisores de luz LED, ajusta automáticamente el brillo y tiene una distancia de visualización dinámica de 200 metros. Puede informar rápidamente a los conductores y pasajeros sobre las condiciones de velocidad del vehículo y la carretera. condiciones climáticas especiales durante todo el día, destacando la función de servicio de la vía rápida.
2 Diseño de software
El sistema operativo integrado es una parte importante del sistema integrado. Proporciona una plataforma de software para el desarrollo de programas de aplicación. Aquí se elige uClinux como plataforma de desarrollo para todo el sistema. Los recursos de desarrollo basados en uClinux son ricos y ayudan a construir sistemas grandes con funciones potentes y estructuras complejas.
Otros módulos funcionales están integrados en el sistema operativo Linux, incluido el módulo de preprocesamiento y captura de video, el módulo de codificación MPEG4, el módulo de transmisión de protocolo RTP/RTCP, el módulo de control PTZ, etc. Lo siguiente se centra en el diseño del módulo de transmisión de datos de video y el módulo de detección de velocidad del vehículo.
2.1 Transmisión de datos El proceso de transmisión de video MPEG-4 basado en RTP/RTCP es: en el lado del servidor, la transmisión de video MEPG-4 se encapsula con un encabezado RTP, un encabezado TCP y un encabezado IP respectivamente para formar el paquete de datos IP correspondiente y luego el paquete de datos IP se envía a través de Internet al extremo receptor. Después de recibir el paquete IP, el extremo receptor del cliente extrae el encabezado RTP y los datos de video en orden inverso y coloca los datos de video en el caché de acuerdo con el número de secuencia en el encabezado RTP para decodificarlos y enviarlos por el decodificador.
2.1.1 Encapsulación de datos de vídeo Para transmitir datos de vídeo a través de la red, es necesario empaquetarlos y agregarles tiempo, sincronización y otra información.
2.1.2 Transmisión de datos de video El sistema Linux implementa la transmisión de datos a través de la programación de sockets. Hay tres tipos de sockets: socket de transmisión (SOCK STREAM) y socket de datagrama (SOCK DGRAM). De acuerdo con el modelo de transmisión de red del navegador/servidor del sistema, se establecen un socket de escucha y un socket de control de tipo SOCKET en el lado del servidor; se establecen un socket de solicitud y un socket de control de tipo SOCKET en el lado del cliente. Protocolo TCP para encapsular y transmitir datos.
2.2 Detección de la velocidad del vehículo La velocidad es la única base para juzgar si un vehículo está acelerando, por lo que cómo obtener la velocidad del vehículo es el núcleo de este sistema. En la actualidad, los estándares de exceso de velocidad en las carreteras tienen regulaciones diferentes sobre los límites de velocidad de los automóviles grandes y pequeños. Actualmente existen muchos algoritmos para identificar los tipos de automóviles. Algunos identifican los tipos de automóviles según el color de la matrícula y otros según la longitud de la misma. el vehículo. Este último se utiliza aquí.
Este sistema utiliza un detector de vehículos de bobina tipo anillo. El sistema de detección de vehículos de bobina consta de una bobina de inducción de tierra y un detector de bobina entierra dos bobinas en la parte delantera y trasera de cada carril. la bobina delantera se llama "bobina de medición de velocidad" ", la bobina trasera se llama "bobina de captura". Para medir la velocidad de la bobina, un método comúnmente utilizado es obtener el momento en que el vehículo ingresa a las dos bobinas para los vehículos que pasan, restar el tiempo requerido para que el vehículo pase a través de la bobina y hacer coincidir el ancho y la distancia de la bobina para obtener la velocidad del vehículo. El proceso de escritura del software es el siguiente: ① Detecta el cambio de estado de la bobina 1 y registra el tiempo de entrada del vehículo dwStart. ② Detecta el cambio de la bobina y si el vehículo sale de la marca, y registra el tiempo dwEnd cuando el vehículo sale de la bobina. ③Detecta el cambio de estado de la bobina 2 y registra el tiempo de entrada del vehículo dwSecond. ④ Calcule la velocidad del vehículo dbSpeed y la longitud del vehículo dbCarLength. ⑤ Según el tipo y la velocidad del vehículo, determine si el vehículo está acelerando. Si está acelerando, tome fotografías parciales. ⑥El coche sale de la segunda bobina y toma fotografías panorámicas.
3 Conclusión
El sistema de videovigilancia de carreteras aplica de manera integral tecnología de información avanzada, tecnología de transmisión de comunicación de datos, tecnología de control electrónico y tecnología de procesamiento informático al sistema de gestión de carreteras para establecer una carretera integral. sistema de gestión que sea integral, integral, en tiempo real, preciso y eficiente en una amplia gama de áreas. Este artículo diseñó e implementó un sistema de videovigilancia basado en ARM y Linux. Actualmente, el sistema se ha utilizado en el monitoreo de un tramo de carretera, cumplió con los requisitos de diseño y logró buenos resultados de aplicación.