專利名稱：一種基于3g網(wǎng)絡(luò)的多功能車載監(jiān)控調(diào)度終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛監(jiān)控調(diào)度終端，特別是一種基于3G網(wǎng)絡(luò)的多功能車載監(jiān)控調(diào)度終端。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各地經(jīng)濟(jì)交流與人口流動(dòng)越來(lái)越頻繁，公共交通工具運(yùn)行壓力越來(lái)越大，給各地交通運(yùn)輸管理帶來(lái)了巨大的壓力和混亂。在我國(guó)，由于車輛監(jiān)控設(shè)備的發(fā)展起步較慢，使基于安全保護(hù)的車載監(jiān)控管理設(shè)備使用率較低，長(zhǎng)途客車、公交車和出租車大都沒(méi)有安裝任何監(jiān)控調(diào)度設(shè)備，或者只裝有無(wú)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控的調(diào)度設(shè)備，導(dǎo)致很多不法汽運(yùn)經(jīng)營(yíng)者，為了自己的經(jīng)濟(jì)利益，不顧乘客的人身財(cái)產(chǎn)安全，經(jīng)常超載超員，造成因超載發(fā)生的交通事故頻繁發(fā)生，且即使交通部門加大管理力度，也仍屢禁不止，因?yàn)榻煌ú块T不可能將每輛違規(guī)車輛都納入實(shí)時(shí)監(jiān)控管理范圍內(nèi)。另外，長(zhǎng)途客車和公交車運(yùn)營(yíng)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)盜竊、搶劫等違法事件，而出租車上也頻頻出現(xiàn)搶劫、殺害司機(jī)等惡性案件， 這些都極大地危害到了人民群眾的財(cái)物和人身安全。目前的車載監(jiān)控終端的缺陷與不足是
(1)、不能采集并傳輸視頻信號(hào)，監(jiān)控中心或者管理部門無(wú)法實(shí)時(shí)清楚的監(jiān)控車輛情況。(2)、大都采用GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率達(dá)不到視頻流暢傳輸?shù)囊蟆?3)、只采集與傳輸GPS定位數(shù)據(jù)，采集數(shù)據(jù)比較單一，監(jiān)控中心無(wú)法全面了解車輛的狀態(tài)信息。(4)、都不采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，無(wú)法很好的滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定性和多任務(wù)執(zhí)行的要求。(5)、對(duì)軟件升級(jí)需要車載終端現(xiàn)場(chǎng)，耗費(fèi)巨大的人力與物力，非常不方便。(6)、對(duì)監(jiān)控中心的調(diào)度信息一般沒(méi)有實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音播報(bào)。(7)、不配備有顯示屏或只配備有非彩色顯示屏，信息顯示和人機(jī)交互界面單調(diào)。( 8 )、無(wú)法與監(jiān)控中心進(jìn)行視頻通話。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種基于3G網(wǎng)絡(luò)的多功能車載監(jiān)控調(diào)度終端，解決當(dāng)前車載監(jiān)控系統(tǒng)不能用視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控，傳輸數(shù)據(jù)速率低，無(wú)法全面了解車輛狀態(tài)信息，穩(wěn)定性差和多任務(wù)處理能力弱，無(wú)法遠(yuǎn)程對(duì)終端軟件升級(jí)，無(wú)法視頻通話，無(wú)法進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)的問(wèn)題。本發(fā)明為達(dá)到上述技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是車載監(jiān)控調(diào)度終端通過(guò)多路攝像頭采集原始視頻數(shù)據(jù)；將攝像頭采集到的原始視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮；將壓縮的視頻數(shù)據(jù)、車輛定位信息和其它狀態(tài)信息按協(xié)議進(jìn)行封裝；將封裝好的數(shù)據(jù)通過(guò)3G通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到3G基站，3G基站根據(jù)監(jiān)控中心所在網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控中心的服務(wù)器上；監(jiān)控中心顯示還原出監(jiān)控前端攝像頭捕捉到的視頻圖像、定位信息和車輛其它狀態(tài)信息；監(jiān)控中心根據(jù)車輛的視頻、位置和狀態(tài)通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)對(duì)車輛發(fā)送文字、語(yǔ)音或者視頻控制調(diào)度信息；
該車載監(jiān)控調(diào)度終端為ARM+DSP方案，用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，包括ARM微處理器及車輛狀態(tài)信息采集控制模塊、DSP視頻采集模塊和3G數(shù)據(jù)傳輸模塊；ARM微處理器及車輛狀態(tài)信息采集控制模塊同時(shí)與DSP視頻采集模塊和3G數(shù)據(jù)傳輸模塊連接；
所述的ARM微處理器及車輛狀態(tài)信息采集控制模塊包括電源電路模塊、ARM微處理器模塊、GPS模塊、Flash模塊、SDRAM模塊、RS232接口電路模塊、IXD模塊、攝像頭模塊、碰撞監(jiān)控傳感器模塊、報(bào)警電路模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊以及轉(zhuǎn)向燈、剎車和速度信號(hào)接口電路模塊；所述的電源電路模塊、GPS模塊、Flash模塊、SDRAM模塊、RS232接口電路模塊、LCD模塊、攝像頭模塊、碰撞監(jiān)控傳感器模塊、報(bào)警電路模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊以及轉(zhuǎn)向燈、剎車和速度信號(hào)接口電路模塊均與ARM微處理器模塊連接；
所述的DSP視頻采集模塊包括DSP處理器模塊、Flash模塊、SDRAM模塊、視頻編碼器和CXD攝像頭；所述的Flash模塊和SDRAM模塊與DSP處理器連接，視頻編碼器同時(shí)與ARM 微處理器、DSP處理器和CXD攝像頭連接；
所述的3G數(shù)據(jù)傳輸模塊為3G模塊，3G模塊通過(guò)USB接口與ARM微處理器連接。有益效果，由于采用了上述方案，車載監(jiān)控調(diào)度終端通過(guò)攝像頭采集原始視頻數(shù)據(jù)；車載監(jiān)控調(diào)度終端將攝像頭采集到的原始視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮；車載監(jiān)控調(diào)度終端將壓縮的視頻數(shù)據(jù)、車輛定位信息和其它狀態(tài)信息后按協(xié)議進(jìn)行封裝；車載監(jiān)控調(diào)度終端將封裝好的數(shù)據(jù)通過(guò)3G通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到3G基站；3G基站根據(jù)監(jiān)控中心所在網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控中心的服務(wù)器上；監(jiān)控中心顯示還原出監(jiān)控前端攝像頭捕捉到的視頻圖像、定位信息和車輛其它狀態(tài)信息；監(jiān)控中心根據(jù)車輛的視頻、位置和狀態(tài)通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)對(duì)車輛發(fā)送文字、 語(yǔ)音或者視頻等控制調(diào)度信息，從而完成遠(yuǎn)程無(wú)線實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控和調(diào)度的功能。所述的基于3G網(wǎng)絡(luò)車載監(jiān)控調(diào)度終端硬件系統(tǒng)采用ARM+DSP的視頻監(jiān)控硬件架構(gòu)，系統(tǒng)中ARM微處理器通過(guò)嵌入式Linux操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)控制，DSP負(fù)責(zé)完成多路視頻數(shù)據(jù)的壓縮編碼等復(fù)雜的運(yùn)算任務(wù)；所述的車載監(jiān)控調(diào)度終端視頻和其他狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)的傳輸采用3G網(wǎng)絡(luò)，用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)與控制的交互；所述的車載監(jiān)控調(diào)度終端中ARM 微處理器采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，以增強(qiáng)車載調(diào)度終端的穩(wěn)定性和多任務(wù)處理能力； 所述的車載監(jiān)控調(diào)度終端中的ARM微處理器模塊接有彩色LCD顯示屏和攝像頭，可以通過(guò) 3G網(wǎng)絡(luò)與接有攝像頭的監(jiān)控中心進(jìn)行視頻通話；所述的車載監(jiān)控調(diào)度終端中使用DSP視頻監(jiān)控模塊，可以采集與處理所在車輛的多路視頻信號(hào)；所述的車載監(jiān)控調(diào)度終端利用3G網(wǎng)絡(luò)對(duì)該車載系統(tǒng)的軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程升級(jí)；所述的車載監(jiān)控調(diào)度終端采用語(yǔ)音芯片實(shí)現(xiàn)文字調(diào)度信息的語(yǔ)音播報(bào)；所述的車載監(jiān)控調(diào)度終端采用加速度傳感器作為碰撞監(jiān)控傳感器，配以軟件算法，在GPS信號(hào)盲區(qū)實(shí)現(xiàn)定位。解決了當(dāng)前車載監(jiān)控系統(tǒng)不能用視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控，傳輸數(shù)據(jù)速率低，無(wú)法全面了解車輛狀態(tài)信息，穩(wěn)定性差和多任務(wù)處理能力弱，無(wú)法遠(yuǎn)程對(duì)終端軟件升級(jí)，無(wú)法視頻通話， 無(wú)法進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)的問(wèn)題，達(dá)到了本發(fā)明的目的。優(yōu)點(diǎn)能夠利用系統(tǒng)的各個(gè)模塊，實(shí)時(shí)的采集并監(jiān)測(cè)車內(nèi)外的多路視頻信號(hào)和車輛的GPS位置信息、報(bào)警信息、車輛狀態(tài)等信息，將采集的信息通過(guò)高速3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)控中心并與進(jìn)行監(jiān)控中心信息與控制的交互，與監(jiān)控中心進(jìn)行視頻通話，使用嵌入式Linux 作為操作系統(tǒng)滿足穩(wěn)定性和多任務(wù)處理要求，通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程對(duì)終端軟件進(jìn)行升級(jí)。


圖1為本發(fā)明的硬件框圖。圖2為本發(fā)明工作的系統(tǒng)整體架構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明的硬件連接關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明
實(shí)施例1 車載監(jiān)控調(diào)度終端通過(guò)攝像頭采集原始視頻數(shù)據(jù)；將攝像頭采集到的原始視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮；將壓縮的視頻數(shù)據(jù)、車輛定位信息和其它狀態(tài)信息按協(xié)議進(jìn)行封裝；將封裝好的數(shù)據(jù)通過(guò)3G通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到3G基站，3G基站根據(jù)監(jiān)控中心所在網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控中心的服務(wù)器上；監(jiān)控中心顯示還原出監(jiān)控前端攝像頭捕捉到的視頻圖像、定位信息和車輛其它狀態(tài)信息；監(jiān)控中心根據(jù)車輛的視頻、位置和狀態(tài)通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)對(duì)車輛發(fā)送文字、語(yǔ)音或者視頻控制調(diào)度信息；
該車載監(jiān)控調(diào)度終端為ARM+DSP方案，用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，包括電源電路模塊、ARM微處理器模塊、DSP視頻采集模塊、3G模塊、GPS模塊、Flash 模塊、SDRAM模塊、RS232接口電路模塊、IXD模塊、攝像頭模塊、碰撞監(jiān)控傳感器模塊、報(bào)警電路模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊以及轉(zhuǎn)向燈、剎車和速度信號(hào)接口電路模塊；所述的電源電路模塊、3G模塊、GPS模塊、RS232接口電路模塊、IXD模塊、攝像頭模塊、碰撞監(jiān)控傳感器模塊、 報(bào)警電路模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊以及轉(zhuǎn)向燈、剎車和速度信號(hào)接口電路模塊均與ARM微處理器模塊連接，視頻編碼器同時(shí)與ARM微處理器、DSP處理器和CXD攝像頭連接，ARM微處理器和DSP處理器分別與各自的Flash模塊和SDRAM模塊連接。在圖1中，本發(fā)明主要有電源電路模塊、ARM微處理器模塊、DSP視頻采集模塊、 GPS模塊、3G模塊、Flash模塊、SDRAM模塊、RS232接口電路模塊、IXD模塊、攝像頭模塊、碰撞監(jiān)控傳感器模塊、報(bào)警電路模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊、轉(zhuǎn)向燈、剎車和速度信號(hào)接口電路模塊組成。本發(fā)明能夠利用系統(tǒng)的各個(gè)模塊，實(shí)時(shí)的采集并監(jiān)測(cè)車內(nèi)外的多路視頻信號(hào)和車輛的GPS位置信息、報(bào)警信息、車輛狀態(tài)等信息，將采集的信息通過(guò)高速3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)控中心并與監(jiān)控中心進(jìn)行信息與控制的交互，可以與監(jiān)控中心進(jìn)行視頻通話，使用嵌入式Linux 作為操作系統(tǒng)滿足實(shí)時(shí)性與穩(wěn)定性要求，并可以通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程對(duì)終端軟件進(jìn)行升級(jí)。所述的微處理器采用ARMll嵌入式微處理器。在圖2中，本發(fā)明工作的整個(gè)系統(tǒng)包括車載終端、3G網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)和監(jiān)控中心。所述車載終端主要完成視頻數(shù)據(jù)的采集、處理與壓縮編碼，GPS信息采集、車輛其他狀態(tài)信息采集，視頻通話和語(yǔ)音播報(bào)，控制數(shù)據(jù)通過(guò)3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行發(fā)送與接收等功能。所述3G網(wǎng)絡(luò)指目前運(yùn)行于國(guó)內(nèi)的TD-SCDMA、WCDMA和⑶MA2000第三代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，能夠支持移動(dòng)終端完成與因特網(wǎng)的信息數(shù)據(jù)交換以及音視頻通信。所述的因特網(wǎng)指目前存在于全球的國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)。所述的監(jiān)控中心指一個(gè)特定的具有服務(wù)器和PC機(jī)的工作場(chǎng)所，監(jiān)控中心的PC 機(jī)裝有監(jiān)控軟件和攝像頭并能訪問(wèn)因特網(wǎng)，監(jiān)控中心具有專職監(jiān)控與調(diào)度人員負(fù)責(zé)車輛的監(jiān)控、調(diào)度與記錄。在圖3中，整個(gè)系統(tǒng)為3個(gè)硬件分部分組成有ARM微處理器及車輛狀態(tài)信息采集控制模塊Ul、DSP視頻采集模塊U2、3G數(shù)據(jù)傳輸模塊U3 ；在系統(tǒng)中使用了嵌入式Linux操作系統(tǒng)，下面對(duì)3個(gè)硬件部分和嵌入式Linux操作系統(tǒng)作詳細(xì)說(shuō)明
1、ARM微處理器及車輛狀態(tài)信息采集控制模塊Ul (I)ARM微處理器
目前常用的高性能嵌入式微處理器主要包括采用ARM、MIPS和Power PC架構(gòu)的處理器。其中，ARM內(nèi)核的微處理器約占據(jù)了 32位RISC微處理器75%以上的市場(chǎng)份額，有 ARM7TMDI、ARM720T、ARM920T、ARM922T、ARM946T、Strong-ARM, ARMl 136J, ARM1156T2 禾口 ARMl 176JZ等通用ARM控制器內(nèi)核系列。ARMll內(nèi)核處理器是ARMv6架構(gòu)的第一代實(shí)現(xiàn)， ARM的合作伙伴可以從功耗、性能或面積方面優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)差異化的ARMll內(nèi)核，也可以根據(jù)自己特定的工藝技術(shù)來(lái)開發(fā)不同的特性，ARMll內(nèi)核的很多特性使它能充分適應(yīng)高端嵌入式實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的要求，選擇Samsung公司生產(chǎn)的基于ARMll內(nèi)核的S3C6410 作為微處理器。S3C6410嵌入式微處理器作為電路的核心部分，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)各種信號(hào)的采集與處理，并控制其他外圍模塊根據(jù)需要協(xié)同工作。S3C6410集成了硬件功能外設(shè)，包括1個(gè)攝像頭接口，1個(gè)IXD控制器接口，1個(gè)集成的MFC，4個(gè)DMA控制器，4個(gè)UART接口，1個(gè)SPI接口，1個(gè)I2C接口(多主支持)，1通道I2S音頻編解碼器接口，2個(gè)USB主機(jī)端口和1個(gè)USB 高速OTG接口，4個(gè)P麗定時(shí)器和1個(gè)內(nèi)部看門狗定時(shí)器，1個(gè)具有日歷功能的RTC，188個(gè)可靈活配置的通用I/O 口，具有PLL片上時(shí)鐘發(fā)生器。該芯片豐富的I/O 口、外設(shè)配置以及高工作頻率可以很好的滿足車載監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和外圍擴(kuò)展設(shè)備的要求。(2)外圍設(shè)備與接口
本發(fā)明需要接有電源電路模塊、GPS模塊、Flash模塊、SDRAM模塊、RS232接口電路模塊、LCD模塊、攝像頭模塊、碰撞監(jiān)控傳感器模塊、報(bào)警電路模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊、轉(zhuǎn)向燈、剎車和速度信號(hào)接口電路模塊以配合ARM微處理器完成車輛定位、語(yǔ)音播報(bào)、視頻通話、碰撞監(jiān)測(cè)、報(bào)警以及車輛狀態(tài)信息采集與控制等功能。各模塊與ARM微處理器的連接關(guān)系
GPS模塊的主芯片通過(guò)一組串口與ARM微處理器相連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS位置信息的采集。 GPS模塊的主芯片可選用JRC公司的CRT-G595。RS232接口電路主芯片經(jīng)一組串口與ARM微處理器相連接，將ARM微處理器的TTL 串口電平轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的RS232電平，用來(lái)在外圍擴(kuò)展其它RS232接口設(shè)備。RS232接口電路主芯片可選用MAX3232，MAX3232芯片外接四個(gè)0. WF的電荷泵電容實(shí)現(xiàn)真正的RS-232性能，并確保在1201ibpS數(shù)據(jù)速率下維持RS-232輸出電平。碰撞監(jiān)控傳感器模塊主芯片經(jīng)一組I2C接口與ARM微處理器相連接，以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)車輛的碰撞情況監(jiān)測(cè)，并可通過(guò)軟件算法，在GPS信號(hào)的盲區(qū)實(shí)現(xiàn)定位。碰撞監(jiān)控傳感器模塊主芯片采用飛思卡爾的加速傳感器芯片MMA7660FC。IXD模塊通過(guò)IXD控制器接口與ARM微處理器相連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息、圖像和視頻的彩色顯示。IXD模塊可以采用3. 5寸、4. 3寸或者7寸的彩色I(xiàn)XD顯示屏。攝像頭模塊通過(guò)攝像頭接口與ARM微處理器相連接，實(shí)現(xiàn)視頻通話時(shí)的圖像信息采集。攝像頭模塊可以采用OmniVision公司的0V9650攝像頭。語(yǔ)音播報(bào)模塊的主芯片經(jīng)一組串口與ARM微處理器相連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控中心的文字調(diào)度信息進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)。語(yǔ)音播報(bào)模塊的主芯片可選用科大訊飛的XFS3031CNP， XFS3031CNP是一款單芯片語(yǔ)音合成芯片，支持GB2312、GBK、BIG5和UNICODE四種編碼方式的文本，合成的語(yǔ)音順暢自然，采用LQFP64封裝，方便集成。轉(zhuǎn)向燈、剎車、速度和報(bào)警信號(hào)接口經(jīng)通用I/O 口與ARM微處理器相連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向燈、剎車、速度和報(bào)警信號(hào)的采集與處理?？刹捎萌龢O管放大電路對(duì)傳感器采集到的轉(zhuǎn)向燈、剎車、速度和報(bào)警信號(hào)進(jìn)行放大，以使主控制芯片能采集和處理這些信號(hào)并發(fā)送給監(jiān)控中心。FLASH存儲(chǔ)器分為Nand Flash和Nor Flash，本發(fā)明的Flash存儲(chǔ)器選擇Nand Flash。Nand Flash 存儲(chǔ)器選用 Samsung 公司的 K9F1216U0A，K9F1216U0A 是 32M*16bit 的 Nand Flash. Nand Flash存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)系統(tǒng)啟動(dòng)程序，還存儲(chǔ)了 3G信號(hào)盲點(diǎn)系統(tǒng)指定的重要數(shù)據(jù)信息。SDRAM具有非常高的讀寫速度，但是掉電數(shù)據(jù)會(huì)丟失，采用Nand Flash與SDRAM的組合，將SDRAM模塊作為ARM微處理器的內(nèi)存使用。本發(fā)明中，在Nand Flash中存儲(chǔ)系統(tǒng)程序需要保存的數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)啟動(dòng)了以后將需要運(yùn)行的程序調(diào)入SDRAM中運(yùn)行，加快了系統(tǒng)的運(yùn)行速度。SDRAM模塊主芯片采用HYNIX (海力士)公司的HY57V561620。2、DSP視頻采集模塊U2
現(xiàn)在流行的視頻壓縮編碼構(gòu)架大致分為兩種一種基于數(shù)字信號(hào)處理器DSP，一種基于通用微處理器。數(shù)字信號(hào)處理器DSP擅長(zhǎng)復(fù)雜的計(jì)算、音視頻處理，而通用微處理器適用于系統(tǒng)控制管理。本發(fā)明在車載終端中采用ARM+DSP的方案，選用TI公司的TMS320DM642 作為DSP主控芯片，TMS320DM642通過(guò)HPI接口與ARM微處理器連接。TMS320DM642是由TI公司推出的一款面向數(shù)字多媒體應(yīng)用的DSP，包括3個(gè)可配置的音視頻端口 ；1個(gè)10/100MbpS的以太網(wǎng)控制器；1個(gè)數(shù)據(jù)管理輸入輸出模塊MDIO ；1 個(gè)多通道音頻串行接口 McASP ；1個(gè)I2C總線模塊；2個(gè)多通道帶緩存的串口 McBSI^s ；1個(gè)用戶可配置的16位或32位主機(jī)接口 HPI ；1個(gè)PCI ;1個(gè)16引腳的通用輸入輸出口 GPI0， 具有可編程終端/事件產(chǎn)生模式；1個(gè)64位的外部存儲(chǔ)器接口 EMIF，可以外擴(kuò)SDRAM、 Flash。TMS320DM642能使用戶很方便的對(duì)復(fù)雜的音視頻數(shù)據(jù)處理進(jìn)行高速運(yùn)算。本發(fā)明將 TMS320DM642與3G網(wǎng)絡(luò)和ARM微處理器結(jié)合應(yīng)用于車載監(jiān)控調(diào)度終端。TMS320DM642 外接了 SDRAM 和 Flash 存儲(chǔ)器。SDRAM 選用 Micron 公司的 MT48LC4M32B2TG,由 2 片 32 位的 MT48LC4M32B2TG 連接組成 64 位的 SDRAM, Flash 存儲(chǔ)器選用 Spansion 公司的 S29GL256M11。SDRAM和 Flash 通過(guò)外部存儲(chǔ)器接口 EMIF 與 TMS320DM642 連接。本發(fā)明中數(shù)字信號(hào)處理器DSP的視頻輸入部分由C⑶攝像頭和視頻編碼芯片組成，支持4路視頻采集輸入。CCD攝像頭將采集到的模擬視頻信號(hào)經(jīng)視頻編碼芯片編碼以后送入DSP，再由DSP根據(jù)需要的視頻標(biāo)準(zhǔn)完成視頻信號(hào)的壓縮、編碼與處理，本發(fā)明中DSP對(duì)視頻信號(hào)的壓縮與編碼采用H. 264標(biāo)準(zhǔn)。在完成壓縮與編碼后，DSP將處理與壓縮后的數(shù)據(jù)通過(guò)HPI接口送入ARM微處理器，最后通過(guò)3G模塊將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心。視頻編碼芯片采用TI公司的TVP5150，TVP5150是一款低功耗視頻解碼芯片，可以將輸入的NTSC、PAL或SECAM視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化成8位ITU-R BT6. 56格式的數(shù)字碼流，同時(shí)還能輸出分離的視頻同步信號(hào)，TVP5150采用I2C總線進(jìn)行配置和編程。本發(fā)明中為了方便控制視頻解碼芯片，將視頻解碼芯片通過(guò)I2C直接連接到ARM微處理器上。3、3G數(shù)據(jù)傳輸模塊U3
目前，大多數(shù)無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用的無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)是基于GPRS/CDMA的第二代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)或802. 11 a/b/g無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的。GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)理論上只能達(dá)到IOOkbps左右的傳輸速率，而在實(shí)際應(yīng)用中則一般只能達(dá)到幾十IAps的實(shí)際傳輸速率，僅能傳輸分辨率較小和幀率較低的視頻，監(jiān)控畫面的質(zhì)量和流暢度非常不理想，802. 11. a/b/g無(wú)線局域網(wǎng)理論上可提供12Mbps-54Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率，但該網(wǎng)絡(luò)受到地域限制，在靈活性、移動(dòng)性方面存在不足。目前3G存在四種標(biāo)準(zhǔn)CDMA2000，WCDMA, TD-SCDMA, WiMAX。本發(fā)明采用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行車載終端數(shù)據(jù)的傳輸。對(duì)于3G模塊和ARM微處理器的高速數(shù)據(jù)交換，本發(fā)明用USB接口連接3G模塊和 ARM微處理器。3G模塊可采用華為的MU203，華為的MU203模塊支持WCDMA和GSM兩種工作模式，工作頻段為 UMTS: 800/850/2100M 或 GSM/GPRS:850/900/1800/1900M，有 1 個(gè)高速 USB接口，支持GSM標(biāo)準(zhǔn)AT命令，支持FR、EFR、HR和AMR的語(yǔ)音編碼，支持Windows2000/ XP/VISTA/LINUX操作系統(tǒng)，內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議，電源電壓范圍3. OV-3. 6V (推薦3. 3V)。4、Linux 操作系統(tǒng)
Linux操作系統(tǒng)因其獨(dú)有的特性廣泛應(yīng)用于嵌入式領(lǐng)域，在目前開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)中， 大約50%的項(xiàng)目選擇嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)，本發(fā)明將Linux內(nèi)核進(jìn)行裁剪后移植到車載調(diào)度終端的ARM微處理器中，以完成對(duì)各個(gè)硬件模塊的控制。Linux操作系統(tǒng)優(yōu)良特性如下
(1)源碼開放、軟件資源豐富=Linux是自由的操作系統(tǒng)，它的開放源代碼使用戶獲得了最大的自由度；Linux的軟件資源十分豐富，并且每天都在增加，這些特點(diǎn)節(jié)省了開發(fā)人員的工作量，縮短了開發(fā)時(shí)間。(2)內(nèi)核功能強(qiáng)大、性能高效且穩(wěn)定=Linux的高效和穩(wěn)定性己經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域，尤其是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器領(lǐng)域得到了驗(yàn)證；Linux的內(nèi)核功能強(qiáng)大，并且易于裁剪，這使得Linux很適合嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用。(3)支持多種體系結(jié)構(gòu)=Linux己經(jīng)被移植到數(shù)十種硬件平臺(tái)上，Linux支持幾乎所有流行的處理器，如ARM、MIPS、X86、PowerPC等。(4)支持大量的周邊硬件設(shè)備、驅(qū)動(dòng)豐富=Linux支持各種主流硬件設(shè)備和最新的硬件技術(shù)，許多芯片廠家也開始提供Linux上的驅(qū)動(dòng)，從而進(jìn)一步促進(jìn)了 Linux在各種硬件平臺(tái)上的應(yīng)用。(5)大小、功能都可定制=Linux繼承了 Unix的優(yōu)秀設(shè)計(jì)思想，內(nèi)核與用戶界面完全獨(dú)立，各部分的可定制性都很強(qiáng)，能適合多種需求。該調(diào)度終端具有以下特點(diǎn)
1、將ARM+DSP視頻架構(gòu)模式用于車載監(jiān)控終端的視頻采集、壓縮、處理和傳輸控制；
2、將3G網(wǎng)絡(luò)與ARM+DSP架構(gòu)相結(jié)合，用3G網(wǎng)絡(luò)對(duì)車載監(jiān)控終端的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸， 并用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行終端軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程更新；3、在車載監(jiān)控終端實(shí)現(xiàn)多路視頻數(shù)據(jù)采集與傳輸；
4、將嵌入式Iinux操作系統(tǒng)應(yīng)用于ARM+DSP結(jié)構(gòu)的車載監(jiān)控終端；
5、實(shí)現(xiàn)了車載監(jiān)控終端與監(jiān)控中心的視頻通話；
6、實(shí)現(xiàn)了車載監(jiān)控終端對(duì)監(jiān)控中心文字調(diào)度信息的語(yǔ)音播報(bào)；
將加速度傳感器作為碰撞傳感器應(yīng)用于車載監(jiān)控終端，并以最新算法實(shí)現(xiàn)GPS盲區(qū)定位。
權(quán)利要求
1. 一種基于3G網(wǎng)絡(luò)的多功能車載監(jiān)控調(diào)度終端，其特征是車載監(jiān)控調(diào)度終端通過(guò)多路攝像頭采集原始視頻數(shù)據(jù)；將攝像頭采集到的原始視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮；將壓縮的視頻數(shù)據(jù)、車輛定位信息和其它狀態(tài)信息按協(xié)議進(jìn)行封裝；將封裝好的數(shù)據(jù)通過(guò)3G通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到3G基站，3G基站根據(jù)監(jiān)控中心所在網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控中心的服務(wù)器上；監(jiān)控中心顯示還原出監(jiān)控前端攝像頭捕捉到的視頻圖像、定位信息和車輛其它狀態(tài)信息；監(jiān)控中心根據(jù)車輛的視頻、位置和狀態(tài)通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)對(duì)車輛發(fā)送文字、語(yǔ)音或者視頻控制調(diào)度信息；該車載監(jiān)控調(diào)度終端為ARM+DSP方案，用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，包括ARM微處理器及車輛狀態(tài)信息采集控制模塊、DSP視頻采集模塊和3G數(shù)據(jù)傳輸模塊；ARM微處理器及車輛狀態(tài)信息采集控制模塊同時(shí)與DSP視頻采集模塊和3G數(shù)據(jù)傳輸模塊連接；所述的ARM微處理器及車輛狀態(tài)信息采集控制模塊包括電源電路模塊、ARM微處理器模塊、GPS模塊、Flash模塊、SDRAM模塊、RS232接口電路模塊、IXD模塊、攝像頭模塊、碰撞監(jiān)控傳感器模塊、報(bào)警電路模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊以及轉(zhuǎn)向燈、剎車和速度信號(hào)接口電路模塊；所述的電源電路模塊、GPS模塊、Flash模塊、SDRAM模塊、RS232接口電路模塊、LCD模塊、攝像頭模塊、碰撞監(jiān)控傳感器模塊、報(bào)警電路模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊以及轉(zhuǎn)向燈、剎車和速度信號(hào)接口電路模塊均與ARM微處理器模塊連接；所述的DSP視頻采集模塊包括DSP處理器模塊、Flash模塊、SDRAM模塊、視頻編碼器和CXD攝像頭；所述的Flash模塊和SDRAM模塊與DSP處理器連接，視頻編碼器同時(shí)與ARM 微處理器、DSP處理器和CXD攝像頭連接；所述的3G數(shù)據(jù)傳輸模塊為3G模塊，3G模塊通過(guò)USB接口與ARM微處理器連接。
全文摘要
一種基于3G網(wǎng)絡(luò)的多功能車載監(jiān)控調(diào)度終端，屬于監(jiān)控調(diào)度終端。車載監(jiān)控調(diào)度終端通過(guò)多路攝像頭采集原始視頻數(shù)據(jù)；將攝像頭采集到的原始視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮；將壓縮的視頻數(shù)據(jù)、車輛定位信息和其它狀態(tài)信息按協(xié)議進(jìn)行封裝；將封裝好的數(shù)據(jù)通過(guò)3G通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到3G基站，3G基站根據(jù)監(jiān)控中心所在網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控中心的服務(wù)器上；監(jiān)控中心顯示還原出監(jiān)控前端攝像頭捕捉到的視頻圖像、定位信息和車輛其它狀態(tài)信息；監(jiān)控中心根據(jù)車輛的視頻、位置和狀態(tài)通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)對(duì)車輛發(fā)送文字、語(yǔ)音或者視頻控制調(diào)度信息。優(yōu)點(diǎn)能夠多路無(wú)線視頻監(jiān)控，數(shù)據(jù)傳輸速度快，能夠遠(yuǎn)程對(duì)終端軟件升級(jí)、進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)和視頻通話，為車輛的安全運(yùn)行與合理監(jiān)控調(diào)度的解決方案。
文檔編號(hào)G08G1/09GK102496294SQ201110405409
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者孫彥景, 李國(guó)正, 王夢(mèng)龍, 趙甫胤 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)