专利名称：面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统，属于智能交通技术领域。
背景技术：
目前在电子警察系统中对车辆图像的抓拍取证方法中，通常选用的是标清抓拍摄像机的方案，该方法存在的问题是一台抓拍机只能拍摄一个车道，而通常道路多为两三个车道，要对通过道路的所有车辆情况进行拍摄，一个交通路口方向上就要安装多台抓拍机。 因此系统配置机器与布线繁多，施工费时，当出现故障时不易维修，而且目前标清抓拍摄像机取到的车辆信息图片像素低，作为执法依据时不够有力。基于此，如何发明一种面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统，一台抓拍机可以同时抓拍同一方向上的多个车道，抓拍图像清晰度高。
发明内容
本发明为了解决现有电子警察系统需要多台抓拍机，布线繁琐的问题，提供了一种面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统，一台抓拍机可以同时抓拍同一方向上的多个车道，布线简单，系统性能稳定。为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现
一种面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统，包括电源板子系统、图像采集板子系统、以及系统处理板子系统。所述的电源板子系统包括电源单元、通信接口单元，所述电源单元用于为图像采集板子系统和系统处理板子系统提供电源；所述通信接口单元用于建立外围设备与系统处理板子系统之间的通信连接；所述图像采集板子系统可以同时采集多车道的图像，并将其转换成为数字信号后发送至系统处理板子系统处理。进一步的，所述的通信接口单元包括开关量输入/输出接口、串口通信接口、以及音视频模拟信号输入/输出接口，可以充分利用电源板子系统的资源，将系统处理板子系统的部分接口引出，以缓解系统处理板子系统面积有限，连接外围设备不方便的问题。所述的电源单元包括整流电路和直流电源转换电路，所述整流电路一端连接电压输入端子，另外一端连接直流电源转换电路，所述电压输入端子输入交流或直流电压。整流电路用于将输入的交流或直流电进行整流，比如可以将24V的交流电整流输出为34V直流电。直流电源转换电路将输入的特定值的直流电转换成不同电压值的直流电压输出，以满足图像采集板子系统和系统处理板子系统的电压需要。由于若整流电路输出34V直流电的话，若将其转换成为比如1. 8V较小的直流电压时，转换效率低，而且精度低，因此，所述的直流电源转换电路优选包括两级转换电路，第一级转换电路由一个同步开关转换器组成，一端连接整流电路，另外一端连接第二级转换电路，所述第二级转换电路由至少两个同步开关转换器组成，整流电路输出的直流电依次经过两级转换电路转换后，输出不同电压值的直流电压。
又进一步的，当部分交通路口的信号灯由交流电控制亮灭时，信号灯按照交流电频率发光，为防止部分抓拍到的图像中信号灯是黑的，所述的电源单元还包括交流同步提取电路，其一端连接24V交流电压输入，另外一端连接系统处理板子系统。同步提取电路可以准确提取到交流电的频率即信号灯的亮灭频率，进一步控制抓拍时刻，使抓拍到到的图像中信号灯是亮着的。优选的，所述的电源板子系统还包括与电压输入端子连接的保险丝和连接在整流电路和直流电源转换电路之间的瞬态抑制二极管，电压输入端子输入的电压经保险丝后分别流向整流电路和/或交流同步提取电路。所述保险丝可以防止输入电压过大，烧坏与其连接的器件，瞬态抑制二极管对输入电源有静电防护作用。所述的图像采集板子系统为CXD图像采集板子系统，包括CXD传感器、AFE电路、 时钟驱动电路、电源转换和电压控制电路，所述AFE电路产生驱动信号，经时钟驱动电路放大后，驱动CCD传感器将采集的视频信号发送至AFE电路，所述AFE电路将视频信号进行模-数转换后发送至系统处理板子系统进行处理，所述电源转换和电压控制电路将由电源板子系统输入的电压转换和控制后，为CCD传感器、AFE电路、和时钟驱动电路提供偏置电压。其中，所述的驱动信号包括水平时钟信号和垂直时钟信号。所述的系统处理板子系统包括CPU、DDR电路、FLASH电路、RTC电路、E2R0M电路、 网络接口、Watchdog电路、以及存储设备接口。系统处理板子系统处理图像采集板子系统采集的图像信息，通过网线与电子警察系统进行视频及各种升级配置等通信，可以通过连接电源板子系统的串口连接外部设备，比如RS485线与车检器进行交互，开关量输入/输出接口可与地感线圈及闪光灯等进行连接。所述的电源转换和电压控制电路和AFE电路通过SPI串口连接CPU。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是本发明的面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统同一方向上的多个车道使用一台抓拍机就可实现，而且充分利用各板的接口资源，布线简单，系统性能稳定，同时交流同步功能避免了抓拍图像中出现信号灯发黑的现象。结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
图1是本发明所提出的面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统实施例中电源板子系统结构框图2是本发明所提出的面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统实施例中图像采集板子系统结构框图3是本发明所提出的面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统实施例中系统处理板子系统结构框图。
具体实施例方式本发明针对现有的电子警察系统同一方向多车道需要多台抓拍机，导致成本高、 布线繁琐、不便维护与维修的问题，提供了一种面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统，通过设置电源板子系统、图像采集板子系统、以及系统处理板子系统，所述的电源板子系统包括电源单元、通信接口单元，所述电源单元用于为图像采集板子系统和系统处理板子系统提供电源，所述通信接口单元用于建立外围设备与系统处理板子系统之间的通信连接； 所述图像采集板子系统可以同时采集多车道的图像，并将其转换成为数字信号后发送至系统处理板子系统处理。图像采集板子系统使用一台抓拍机便可以同时抓拍同一方向上的多个车道，布线简单，系统性能稳定。下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细地说明。实施例一，参见图1所示，为本实施例的面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统中电源板子系统结构框图，包括电源单元和通信接口单元，其中，电源单元支持交流或直流电压输入(比如AC24V或者DC12V)，所述电源单元将输入电压转换成不同电压值的直流电压(比如16V、3. 3V、1. 8V、1. 3V、_10V、5V等)，为图像采集板子系统和系统处理板子系统提供电源，所述通信接口单元用于建立外围设备与系统处理板子系统之间的通信连接，一端连接外围设备，一端连接系统处理板子系统。参见图2所示，为本实施例的图像采集板子系统原理方框图，由电源板子系统为其提供工作电压，所述图像采集板子系统可以同时采集多车道的图像，并将其转换成为数字信号后发送至系统处理板子系统处理。参见图3所示，为本实施例的系统处理板子系统原理方框图，由电源板子系统为其提供工作电压，接收图像采集板子系统发送的所采集的图像信号，进行处理，并且设有通信接口直接连接或者通过电源板子系统间接连接外围设备，实现对外围设备的管理和控制。作为一个具体的实施例，参见图1所示，本实施例中的电源板子系统的通信接口单元包括开关量输入接口 SYNC IN和开关量输出接口 SYNC OUT、串口通信接口(比如 RS485、RS232等)、以及音视频模拟信号输入/输出接口(比如VIDEO OUT,AUDIO OUT,AUDIO IN等)，通信接口单元一端连接外围设备，一端连接系统处理板子系统，对于一些通信接口单元，比如，若系统处理板子系统的接口与电源板子系统的串口通信接口不能兼容的话，需要在两者之间设置一个转换单元，将信号格式转换。通过将部分通信接口单元设置在电源板子系统上，可以充分利用电源板子系统的资源，将系统处理板子系统的部分接口引出，以缓解系统处理板子系统面积有限，连接外围设备不方便的问题。进一步的，所述的电源单元包括整流电路U2和直流电源转换电路，所述整流电路 U2 一端连接电压输入端子，另外一端连接直流电源转换电路，所述电压输入端子输入交流或直流电压。整流电路U2用于将输入的交流或直流电进行整流，比如可以将24V的交流电整流输出为34V直流电，若输入电流为直流12V的话，经过整流电路后电压不变。其中，整流电路U2可以采用DFOlS芯片实现。直流电源转换电路用于将整流电路U2输出的直流电转换成不同电压值的直流电压输出，以满足图像采集板子系统和系统处理板子系统的电压需要。当整流电路U2输出为34V直流电时，若将其转换成为比如1.8V较小的直流电压时，转换效率低，而且精度低，因此，所述的直流电源转换电路优选包括两级转换电路，第一级转换电路由一个同步开关转换器Ul组成，一端连接整流电路U2，另外一端连接第二级转换电路，所述第二级转换电路由至少两个同步开关转换器组成，在本实施例中，第二级转换电路包括U22、U7、U23、U6、U12，同步开关转换器Ul将整流电路输出的直流电进行第一级转换，输出10V，2. 5A的直流电至第二级转换电路，其中，Ul可以采用同步开关转换器TPS54260实现，U22可以采用同步开关转换器TPS61170实现，设置U22转换输出16V直流电，U7、U23、U6、U12均可采用同步开关转换器TPS54331实现，依次转换输出3. 3V、1. 8V、 1. 35V、-IOV的直流电，对于一些直流电的转换，也可以不通过两级转换，比如，通过设置同步开关转换器U4，一端连接整流电路U2，将整流电路U2输出的直流电转换后，输出5V直流 H1^ ο所述的电源单元还包括交流同步提取电路SYNC CHECK，其一端连接电压输入端子，另外一端连接系统处理板子系统。当输入交流电时，同步提取电路通过一个半波整流和三极管组成的检峰电路，检测电压的峰值。当电压高于检测电压时，输出低电压，低于检测电压时，输出高电压。这样系统可以准确提取到交流电的频率，此频率即信号灯的亮灭频率，利用取得的交流同步信息进一步控制抓拍时刻，使抓拍到的图像中信号灯是亮着的。为了防止输入电压不稳定或者过大而导致与其连接的芯片或者其他器件烧坏，本实施例的电源板子系统保险丝，与电压输入端子连接，以及为了防止静电导致电压波动等问题，还包括连接在整流电路和直流电源转换电路之间的瞬态抑制二极管，电压输入端子输入的电压经保险丝后分别流向整流电路和/或交流同步提取电路。所述保险丝可以有效防止因输入电压不稳定或者过大而导致烧坏与其连接的器件的问题，瞬态抑制二极管用来做静电防护。如图2所示，所述的图像采集板子系统可以为CCD图像采集板子系统，包括CCD传感器、AFE电路、时钟驱动电路、电源转换和电压控制电路，所述AFE电路可以采用AFE芯片实现，具有模数转换的功能，还可以产生驱动信号，所产生的驱动信号经时钟驱动电路放大后，驱动CCD传感器将采集的视频信号发送至AFE电路，所述AFE电路将视频信号进行模_数转换后发送至系统处理板子系统进行处理，所述电源转换和电压控制电路将由电源板子系统输入的电压转换和控制后，为CCD传感器、AFE电路、和时钟驱动电路提供偏置电压。其中，所述的驱动信号包括水平时钟信号和垂直时钟信号，用于驱动CCD传感器采集视频。电源转换和电压控制电路由电源单元提供工作电压，由于电源单元同时为系统处理板子系统提供工作电压，对于一些电源转换和电压控制电路和系统处理板子系统共有的电压输入端子(比如5V和3. 3V)，可以连接系统处理板子系统的5V和3. 3V电压输入端子。如图2所示，所述的系统处理板子系统包括CPU、DDR电路、FLASH电路、RTC电路、 E2R0M电路、网络接口、Watchdog电路、以及存储设备接口，CPU可以采用DM368实现，CPU通过网线与电子警察系统进行视频等通信，其中CPU接收图像采集板子系统传来的图像信号后，对信号进行图像算法处理，并将处理后的信号进行压缩，通过网口对外发送。系统处理板子系统通过连接电源板子系统的串口连接外部设备，比如RS485线与车检器进行交互， 开关量输入/输出接口可与地感线圈及闪光灯等进行连接。通过音视频模拟信号输入/输出接口与外围设备进行音视频通信。所述的存储设备接口包括USB接口和SD卡接口，用于连接存储设备。传感器的闪光灯信号直接连接到了 DM368的外部中断上，通过这个信号，系统板可以利用中断查询的方式得到传感器曝光状态。DM368有一个IIC接口，智能工作在主模式下，与实时时钟(RTC)、存储器EEPR0M、 温度传感器(T. S.)和图像传感器通信并控制其正常工作。UART、同步输入输出、一路音频输入输出、一路视频输出连接到电源板上。FLASH电路通过SPIO总线与DM368进行通信。系统采用硬件看门狗防止程序跑飞。程序喂狗信号通过GPI056发送，IO状态的任意改变，即为喂狗一次。IO状态改变的时间间隔最大为1S。系统设计加密电路防止其他竞争厂家或客户进行逆向开发。系统启动时，通过 GPI029模拟加密芯片的通讯时序并进行密钥的校验。DM368支持MII和RMII两种接口的PHY芯片。本设计中通过标准MII接口和网络芯片进行通讯。DM368共有两个独立的MMC/SD卡控制器。设计使用两个MMC/SD卡接口，分别连接外置SD卡和内置SD卡。DM368自带一个USB2. OOTG接口。USB接口设置工作为主模式。 系统DDR电路选用一片128M字节DDR。所述的电源转换和电压控制电路和AFE电路通过 SPI串口连接CPU。当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统，其特征在于包括电源板子系统、 图像采集板子系统、以及系统处理板子系统，所述的电源板子系统包括电源单元、通信接口单元，所述电源单元用于为图像采集板子系统和系统处理板子系统提供电源，所述通信接口单元用于建立外围设备与系统处理板子系统之间的通信连接；所述图像采集板子系统同时采集多车道的图像，并将其转换成为数字信号后发送至系统处理板子系统处理。
2.根据权利要求1所述的面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统，其特征在于所述的通信接口单元包括开关量输入/输出接口、串口通信接口、以及音视频模拟信号输入/ 输出接口。
3.根据权利要求1所述的面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统，其特征在于所述的电源单元包括整流电路和直流电源转换电路，所述整流电路一端连接电压输入端子， 另外一端连接直流电源转换电路，所述电压输入端子输入交流或直流电压。
4.根据权利要求3所述的面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统，其特征在于所述的直流电源转换电路包括两级转换电路，第一级转换电路由一个同步开关转换器组成， 一端连接整流电路，另外一端连接第二级转换电路，所述第二级转换电路由至少两个同步开关转换器组成，整流电路输出的直流电依次经过两级转换电路转换后，输出不同电压值的直流电压。
5.根据权利要求3所述的面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统，其特征在于所述的电源单元还包括交流同步提取电路，其一端连接电压输入端子，另外一端连接系统处理板子系统。
6.根据权利要求3-5任一项权利要求所述的面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统，其特征在于所述的电源板子系统还包括与电压输入端子连接的保险丝和连接在整流电路和直流电源转换电路之间的瞬态抑制二极管，电压输入端子输入的电压经保险丝后流向整流电路和/或交流同步提取电路。
7.根据权利要求1所述的面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统，其特征在于所述的图像采集板子系统为CCD图像采集板子系统，包括CCD传感器、AFE电路、时钟驱动电路、电源转换和电压控制电路，所述AFE电路产生驱动信号，经时钟驱动电路放大后，驱动 CCD传感器将采集的视频信号发送至AFE电路，所述AFE电路将视频信号进行模-数转换后发送至系统处理板子系统进行处理，所述电源转换和电压控制电路将由电源板子系统输入的电压转换和控制后，为CCD传感器、AFE电路和时钟驱动电路提供偏置电压。
8.根据权利要求7所述的面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统，其特征在于所述的驱动信号包括水平时钟信号和垂直时钟信号。
9.根据权利要求8所述的面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统，其特征在于所述的系统处理板子系统包括CPU、DDR电路、FLASH电路、RTC电路、E2R0M电路、网络接口、 Watchdog电路、以及存储设备接口。
10.根据权利要求9所述的面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统，其特征在于所述的电源转换和电压控制电路和AFE电路通过SPI串口连接CPU。
全文摘要
本发明公开了一种面向多车道电子警察的高清网络抓拍系统，包括电源板子系统、图像采集板子系统、以及系统处理板子系统，所述的电源板子系统包括电源单元、通信接口单元，所述电源单元用于为图像采集板子系统和系统处理板子系统提供电源，所述通信接口单元用于建立外围设备与系统处理板子系统之间的通信连接；所述图像采集板子系统可以同时采集多车道的图像，并将其转换成为数字信号后发送至系统处理板子系统处理。本系统实现了一台抓拍机可以同时抓拍同一方向上的多个车道，布线简单，系统性能稳定。
文档编号H04N5/341GK102496283SQ20111042920
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者朱中, 李月高, 郑金山 申请人:青岛海信网络科技股份有限公司