专利名称：一种轮廓视频监控系统的前端采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及视频监控领域，尤其是一种轮廓视频监控系统的前端采集装置。
背景技术：
目前的视频监控系统是多媒体技术、视频压缩编码技术、计算机网络和人工智能等技术的综合运用，并向着智能化方向不断发展。从功能上看，视频监控可用于安全防范、信息获取和指挥调度等方面，可以提供生产流程控制、大型公共设施的安防、医疗监护、远程教育等多种服务。从应用领域上看，视频监控在各行各业都得到了广泛的应用，例如档案室、博物馆、机要部门、交通违章和流量监控、住宅小区、停车场的无人监控等，然而这些监控系统都是安装在有限范围的某一指定区域。对于一个国家而言，边境经常是非法移民、走私者和恐怖分子出入的关键地方，对国家的安全具有很大挑战。我国与周边国家的陆地边界大约有2. 2万公里长，其中有许多 是遥远而无人居住的地方，目前，这些地方实行自动监控相当困难，采用现有的视频监控系统不仅成本难以估量，而且受到高流量的数据限制。目前，还没有出现根据不同类型物体的外形轮廓特征不同，实现对整个边境监控的监控系统。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种成本低、结构简单、能够实现对不同类型物体轮廓采集的轮廓视频监控系统的前端采集装置。为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案一种轮廓视频监控系统的前端采集装置，包括用于采集轮廓信息的光电传感器组，光电传感器组的输出端与FPGA控制器的输入端相连，FPGA控制器的输入端还分别与晶振电路、下载配置电路、复位电路的输出端相连，FPGA控制器的输出端与串口电路相连。由上述技术方案可知，本实用新型通过光电传感器组采集不同类型物体的外形轮廓特征，由FPGA控制器接收光电传感器采集的信号数据，并设置串口电路，通过串口电路送入计算机终端进行处理、识别，最终实现对不同类型物体的视频监控。总之，本实用新型采用光电传感器和FPGA控制器，成本低、结构简单、能够实现对不同类型物体轮廓采集。
图I为本实用新型的电路框图；图2、3、4、5、6、7分别为图I中传感器输入接口电路、FPGA控制器、晶振电路、下载配置电路、复位电路、RS232接口电路的电路原理图。
具体实施方式
一种轮廓视频监控系统的前端采集装置，包括用于采集轮廓信息的光电传感器组，光电传感器组的输出端与FPGA控制器3的输入端相连,FPGA控制器3的输入端还分别与晶振电路4、下载配置电路5、复位电路6的输出端相连，FPGA控制器3的输出端与串口电路相连，如图I所示，所述的FPGA控制器3控制光电传感器组进行数据采集以及串口传送数据。如图I所示，所述的光电传感器组采用反射式光电传感器组1，反射式光电传感器组I的输出端与传感器输入接口电路2的输入端相连,传感器输入接口电路2的输出端与FPGA控制器3的输出端相连；所述的串口电路采用RS232串口电路7，FPGA控制器3的输出端通过RS232串口电路7与计算机主机的串口相连。本装置还包括电源电路，电源电路分另Ij向传感器输入接口电路2、FPGA控制器3、晶振电路4、下载配置电路5、复位电路6、RS232串口电路7供电。如图3所示，所述的FPGA控制器3包括芯片U3A、U3B、U3C、U3D ;如图2所示，所述的传感器输入接口电路2由排针接口 JPl、双排针接口 JP2以及排阻RPl、RP2、RP3、RP4组成，双排针接口 JP2的5VCC引脚与反射式光电传感器组I的正极相连，双排针接口 JP2的 GND引脚与反射式光电传感器组I的负极相连，为反射式光电传感器组I提供+5V直流工作电压。排针接口 JPl与反射式光电传感器组I的信号输出端相连。如图6所示，所述的复位电路6包括电阻Rl，电阻Rl与电阻R2并联后接3. 3VCC,电阻Rl与按钮开关SI串联，电阻R2与按钮开关S2串联，按钮开关SI、S2并联后接地，二极管D2的阳极接在电阻R2与按钮开关S2之间，二极管D2的阴极接排阻RP2的第7引脚，以备系统升级使用。电阻Rl与按钮开关SI之间引出线与芯片U3C的第92引脚相连，电阻R2与按钮开关S2之间引出线与芯片U3A的第14引脚相连。按钮开关SI作为软件复位，按照用户代码来进行复位；按钮开关S2作为硬件复位，按下按钮开关S2时，标号nCONFIG引线为低电平，此时所有的FPGA代码重新从配置芯片Al里面读到FPGA控制器3中，程序重新开始运行。如图4所示，所述的晶振电路4包括芯片Y1，其第2引脚接地，其第3引脚接芯片U3C的第93引脚，其第4引脚分两路，一路接3. 3VCC，另一路通过电容接地，有源晶振为系统提供20MHz的全局时钟。如图7所示，所述的RS232串口电路7包括芯片U4，其第12引脚通过电阻R8接芯片U3B的第56引脚，其第11引脚接芯片U3B的第55引脚，其第13引脚与接口 J2的第3引脚相连，其第14引脚与接口 J2的第2引脚，其第15引脚与接口 J2的第5引脚相连，将反射式光电传感器组I采集到信息数据传输给计算机终端，计算机终端再根据采集到的数字信号利用压缩传感算法进行处理、识别。如图5所示，所述的下载配置电路5包括配置芯片Al以及JTAG接口 JP3、JP4，JTAG接口 JP3的第1、3、5、9引脚分别与芯片U3C的第88、90、89、95引脚相连，JTAG接口 JP4的第1、5、7、9引脚分别与芯片U3A的第24、14、13、25引脚相连，JTAG接口 JP4的第3引脚与芯片U3C的第86引脚相连，配置芯片Al的第1、2、5、6引脚分别与芯片U3A的第12、13、25、24引脚相连，电阻R3、R4、R9的一端分别与芯片U3A的第22、23、21引脚相连，电阻R3、R4、R9的另一端并联后接地，电阻RIO、Rll的一端分别与芯片U3C的第87、86引脚相连，电阻R12的一端与芯片U3A的第14引脚相连，电阻R10、R11、R12的另一端并联后接3. 3VCC。若通过JTAG接口 JP3下载程序时，系统掉电后需重新向FPGA控制器3下载，若通过JTAG接口 JP4下载程序时，用户程序代码将存储在配置芯片Al中，系统每次上电后，用户程序代码将自动从配置芯片Al中读入FPGA控制器3，然后运行。[0015]如图2所示，所述的排阻RP3的第16、15、14、13、12、11、10、9引脚分别与排针接口芯片JPl的第1、2、3、4、5、6、7、8引脚相连，排阻RP4的第16、15、14、13、12、11、10、9引脚分别与排针接口芯片JPl的第9、10、11、12、13、14、15、16引脚相连，排阻RPl的第16、15、14、13、12、11、10、9引脚分别与排针接口芯片JPl的第17、18、19、20、21、22、23、24引脚相连，排阻RP2的第16、15、14、13、12、11引脚分别与排针接口芯片JPl的第25、26、27、28、29、30引脚相连，排阻RP3的第1、2、3、4、5、6引脚分别与芯片U3A的第1、2、3、4、5、6引脚相连，排阻RP3的第7、8引脚分别与芯片U3B的第37,38引脚相连，排阻RP4的第1、2、3、4、5、6、7引脚分别与芯片U3B的第39、40、41、42、49、50、51引脚相连，排阻RP4的第8引脚与芯片U3C的第73引脚相连；排阻RPl的第1、2、3、4、5引脚分别与芯片U3C的第74、75、76、77、78引脚相连，排阻RPl的第6、7、8引脚分别与芯片U3D的第109、110、111引脚相连，从而将反射式光电传感器组I的输出信号送入FPGA控制器3，实现信号采集；排阻RP2的第1、2、3、4、5、6引脚分别与芯片U3D的第112、113、127、128、129、130引脚相连。 总之，本实用新型低成本、系统简单，便于安装，通过反射式光电传感器组I对前端的人、动物或汽车等物体进行信息的采集，并将信息传递至FPGA控制器3，实现前端视频的采集，FPGA控制器3再通过RS232串口电路7将前端采集到的信息传输至计算机的串口，由后台计算机进一步对人、动物或汽车等外形轮廓图像进行识别，实现监控功能。
权利要求1.一种轮廓视频监控系统的前端采集装置，其特征在于包括用于采集轮廓信息的光电传感器组，光电传感器组的输出端与FPGA控制器(3)的输入端相连，FPGA控制器(3)的输入端还分别与晶振电路(4)、下载配置电路(5)、复位电路(6)的输出端相连，FPGA控制器(3)的输出端与串口电路相连。
2.根据权利要求I所述的轮廓视频监控系统的前端采集装置，其特征在于所述的光电传感器组米用反射式光电传感器组(I)，反射式光电传感器组(I)的输出端与传感器输入接口电路(2)的输入端相连，传感器输入接口电路(2)的输出端与FPGA控制器(3)的输出端相连；所述的串口电路采用RS232串口电路(7)，FPGA控制器(3)的输出端通过RS232串口电路(7)与计算机主机的串口相连。
3.根据权利要求2所述的轮廓视频监控系统的前端采集装置，其特征在于装置还包括电源电路，电源电路分别向传感器输入接口电路(2)、FPGA控制器(3)、晶振电路(4)、下载配置电路(5 )、复位电路(6 )、RS232串口电路(7 )供电。
4.根据权利要求2所述的轮廓视频监控系统的前端采集装置，其特征在于所述的FPGA控制器(3)包括芯片U3A、U3B、U3C、U3D ;所述的传感器输入接口电路(2)由排针接口JP1、双排针接口 JP2以及排阻RP1、RP2、RP3、RP4组成，双排针接口 JP2的5VCC引脚与反射式光电传感器组(I)的正极相连，双排针接口 JP2的GND引脚与反射式光电传感器组(I)的负极相连，排针接口 JPl与反射式光电传感器组(I)的信号输出端相连。
5.根据权利要求4所述的轮廓视频监控系统的前端采集装置，其特征在于所述的复位电路(6)包括电阻Rl，电阻Rl与电阻R2并联后接3. 3VCC,电阻Rl与按钮开关SI串联，电阻R2与按钮开关S2串联，按钮开关S1、S2并联后接地，二极管D2的阳极接在电阻R2与按钮开关S2之间，二极管D2的阴极接排阻RP2的第7引脚，电阻Rl与按钮开关SI之间引出线与芯片U3C的第92引脚相连，电阻R2与按钮开关S2之间引出线与芯片U3A的第14引脚相连。
6.根据权利要求4所述的轮廓视频监控系统的前端采集装置，其特征在于所述的晶振电路(4)包括芯片Yl，其第2引脚接地，其第3引脚接芯片U3C的第93引脚，其第4引脚分两路，一路接3. 3VCC，另一路通过电容接地；所述的RS232串口电路(7)包括芯片U4，其第12引脚通过电阻R8接芯片U3B的第56引脚，其第11引脚接芯片U3B的第55引脚，其第13引脚与接口 J2的第3引脚相连，其第14引脚与接口 J2的第2引脚，其第15引脚与接口 J2的第5引脚相连。
7.根据权利要求4所述的轮廓视频监控系统的前端采集装置，其特征在于所述的下载配置电路(5)包括配置芯片Al以及JTAG接口 JP3、JP4，JTAG接口 JP3的第1、3、5、9引脚分别与芯片U3C的第88、90、89、95引脚相连，JTAG接口 JP4的第1、5、7、9引脚分别与芯片U3A的第24、14、13、25引脚相连，JTAG接口 JP4的第3引脚与芯片U3C的第86引脚相连，配置芯片Al的第1、2、5、6引脚分别与芯片U3A的第12、13、25、24引脚相连，电阻R3、R4、R9的一端分别与芯片U3A的第22、23、21引脚相连，电阻R3、R4、R9的另一端并联后接地，电阻R10、R11的一端分别与芯片U3C的第87、86引脚相连，电阻R12的一端与芯片U3A的第14引脚相连，电阻R10、R11、R12的另一端并联后接3. 3VCCo
8.根据权利要求4所述的轮廓视频监控系统的前端采集装置，其特征在于所述的排阻RP3的第16、15、14、13、12、11、10、9引脚分别与排针接口芯片JPl的第1、2、3、4、5、6、7、`8引脚相连，排阻RP4的第16、15、14、13、12、11、10、9引脚分别与排针接口芯片JPl的第9、10、11、12、13、14、15、16 引脚相连，排阻RPl 的第16、15、14、13、12、11、10、9 引脚分别与排针接口芯片 JPl 的第 17、18、19、20、21、22、23、24引脚相连，排阻1^2的第 16、15、14、13、12、11引脚分别与排针接口芯片JPl的第25、26、27、28、29、30引脚相连，排阻RP3的第1、2、3、4、5、6引脚分别与芯片U3A的第1、2、3、4、5、6引脚相连，排阻RP3的第7、8引脚分别与芯片U3B的第37,38引脚相连，排阻RP4的第1、2、3、4、5、6、7引脚分别与芯片U3B的第39、40、41、42、49、50、51引脚相连，排阻RP4的第8引脚与芯片U3C的第73引脚相连，排阻RPl的第1、2、3、4、5引脚分别与芯片U3C的第74、75、76、77、78引脚相连，排阻RPl的第6、7、8引脚分别与芯片U3D的第109、110、111引脚相连，排阻RP2的第1、2、3、4、5、6引脚分别与芯片 U3D 的第 112、113、127、128、129、130 引脚相连。
专利摘要本实用新型涉及一种轮廓视频监控系统的前端采集装置，包括用于采集轮廓信息的光电传感器组，光电传感器组的输出端与FPGA控制器的输入端相连，FPGA控制器的输入端还分别与晶振电路、下载配置电路、复位电路的输出端相连，FPGA控制器的输出端与串口电路相连。本实用新型通过光电传感器组采集不同类型物体的外形轮廓特征，由FPGA控制器接收光电传感器采集的信号数据，并设置串口电路，通过串口电路送入计算机终端进行处理、识别，最终实现对不同类型物体的视频监控。总之，本实用新型采用光电传感器和FPGA控制器，成本低、结构简单、能够实现对不同类型物体轮廓采集。
文档编号H04N5/225GK202503606SQ20122007607
公开日2012年10月24日 申请日期2012年3月3日 优先权日2012年3月3日
发明者孙南, 查长军, 韦穗 申请人:安徽大学