車輛闖紅燈自動抓拍控制器的製作方法
2024-03-11 11:20:15 1
專利名稱：車輛闖紅燈自動抓拍控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛闖紅燈自動抓拍控制器，具體涉及交通管理技術領域，特別是一種電子警察裝置，適用於道路的交通控制，交通安全和秩序的維持，車輛的監控與管理。
背景技術：
視頻電子警察安裝於城市交通路口，24小時全天候對違法闖紅燈的機動車輛進行記錄。公安交通管理部門將拍攝的違法照片作為依據可以對交通違法者進行處罰和教育， 可以大大得高機動車駕駛員的自覺性，增強安全意識，減少因闖紅燈違法行為而造成的交通事故、堵塞和交通混亂，提高交通路口的車輛通行速度，保證道路暢通。機動車闖紅燈自動監測記錄系統採用穩定可靠的地感線圈檢測技術，成功的抓捕各種闖紅燈違法車輛，該系統可M小時全天候自動抓拍違法車輛，有效捕捉闖紅燈車輛， 自動記錄違法車輛闖紅燈全過程，並存儲在大容量的工業計算機內；拍攝的車輛號碼清晰可見，闖紅燈過程記錄毫無爭議，可為處理交通事故判斷提供可靠的依據。目前各種電子警察信號採集控制板，都是各個系統集成商根據本公司整體系統而設計。出現各種獨立的採集板、輸出板、控制板，而且各個接口不統一、不全面，有隻適合直流信號採集或交流220V信號採集，有標準TTL電平輸出，也有12V直流信號輸出，也有幹節點輸出。總體來看從在一個共同點，在於僅僅是簡單的信號採集或是信號轉換給另一個系統。而沒有真正靈活的應用這個採集模塊的中間環節。
發明內容
發明目的本發明的目的在於克服上述已有技術的不足，提供一種實現了智能採集、控制的一體化操作，同時考慮到上位機系統軟體和前端攝像機控制、補光控制所能兼容的接口，更簡化了整個系統的硬體構成和軟體集成度的車輛闖紅燈自動抓拍控制器。技術方案為了解決上述技術問題，本發明所述的車輛闖紅燈自動抓拍控制器，包括
微處理器；
車輛檢測輸入接口，與微處理器輸入端連接； 紅燈信號輸入接口，與微處理器輸入端連接； 外部光源檢測輸入接口，與微處理器輸入端連接； 通訊控制接口，與微處理器輸入端連接； 控制輸出接口，與微處理器輸出端連接； 採集卡信號輸出接口，與微處理器輸出端連接； 電源輸入接口，與微處理器輸入端連接。所述的微處理器為32位ARM7微處理器。由AC220V電源接入電源輸入接口。
所述的通訊控制接口為RS485通訊接口，通過工控機遠距離進行採集信號的讀取，控制信號、系統參數的寫入。所述的採集卡信號輸出接口為50針扁平電纜72410採集卡信號輸入接口。本發明控制器使用220V交流電供電；實時採集16個車輛檢測傳感器的信號和紅燈信號，同時由32位ARM7微處理機進行信號鎖存、根據各車輛檢測傳感器信號和紅燈信號狀態判斷車輛是否闖紅燈，如果闖紅燈，控制4路控制輸出接口來觸發像機拍照、頻閃燈補光；同時將採集到的信號通過72410採集卡電路輸出；RS485通訊接口用來和工控機通訊讀取採集到的信號或控制輸出。有益效果本發明與現有技術相比，其顯著優點是實現了智能採集、控制的一體化操作，同時考慮到上位機系統軟體和前端攝像機控制、補光控制所能兼容的接口，更簡化了整個系統的硬體構成和軟體集成度；
通過一根控制總線可以連接多個本實用新型控制器，一對傳輸線，N採集板，雙向傳輸多個信號，這使得接線簡單，工程周期短，安裝費用低接線容易。如果增加路口車道增加只需要添加，只需並行掛接到電纜上設置新的板地址，無需架設新的電纜。數位訊號傳輸抗幹擾能力強，精度高，無需採用抗幹擾和提高精度的措施，從而減少了成本。操作員在控制室既可了解現場設備或現場像機的工作狀況，也能對其參數進行調整，還可預測或尋找故障，始終處於操作員的遠程監控和可控狀態，提高了系統的可靠性、 可控性和可維護性。集成了像機補光、抓拍控制功能，通過現場紅燈信號、車輛檢測器就可以構成控制迴路，實現了徹底的分散控制，提高了系統的可靠性、自治性和靈活性。
圖1為本發明的工作原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。本發明包括微處理器1 ；其工作時鐘頻率達到60Mhz，軟體編程採用US/0S-II實時作業系統，構成一個高速的嵌入式控制器。車輛檢測輸入接口 2，與微處理器1輸入端連接；目前比較常用的車輛檢測技術有環形線圈車輛檢測，紅外檢測、雷達檢測、微波檢測、雷射檢測。最為常用的是環形線圈車輛檢測，該檢測器基本都是無源光電隔離輸出。本控制器設計有16路光電隔離數字量輸入， 同時提供12V直流電源輸出。能更好的適應於無源光電隔離輸出的車輛檢測器和各種幹節點輸出的車輛檢測傳感器，由於此16路車輛檢測輸入接口 2完全與控制器核心MCU屬於光電隔離，並且每個接口都是獨立的輸入，所以控制器也兼容12V-24V輸出的車輛檢測傳感器。設計16路車輛檢測輸入接口，能夠很好的適應雙向四車道的十字路口或單向4車道的十字路口。紅燈信號輸入接口 3，與微處理器1輸入端連接；常規的紅綠燈信號都是220V交流電直接驅動紅綠燈。為了兼容該220V紅燈信號，採集電路也是直接進行220V交流電進行安歸電容降壓、整流、濾波來直接進行檢測。該檢測方式比常規的220V交流電驅動繼電器後，利用繼電器輔助節點接低壓信號進採集控制器，或者直接加簡易的直流電源模塊進行高壓變低壓，再採集的方式相比。繼電器轉換存在繼電器的動作延時，一般繼電器的動作通電動作小於40ms，而調電返回動作延伸小於50ms。雖然僅僅小於50ms的時間延時不會對闖紅燈抓拍系統造成多少影響。然而在高速動作的工作中，這兩個時間會隨著繼電器工作時間的延長不斷延長變化。嚴重影響系統的穩定性；使用普通穩壓電源進行220V轉低壓信號的處理，同樣存在這上電延時和掉電延時的現象。普通穩壓電源內部都有一個大電容濾波，再加上變壓器(感性負載)造成的延時就可以達到3s - 5s的延時。雖然在軟體上可以進行這個延時的提前量處理，然而從本質上以及完全失去了同步採集的控制要求。本發明採集紅燈信號時，只使用安歸電容直接降壓、整流再供ARM7微處理器採集。採集速度上有了極大的提高，安裝使用更方便可靠，完全實現了路口紅綠燈信號的同步採集。外部光源檢測輸入接口 4，與微處理器1輸入端連接；考慮到控制主板應用於夜間電子警察補光系統，從節能環保的角度考慮，本發明使用10位的A/D轉換器進行外部光源強度檢測，軟體設定補光參數。配和闖紅燈時間進行夜間補光。通訊控制接口 5，與微處理器1輸入端連接；無論是在工業智能控制、安防智能控制領域。現場通訊控制總線接口已經成為一個公認的發展方向。其優點已經完全被世界各個控制領域接納。本發明採用RS485通訊接口(RS232、TCP/IP接口供選)，該通訊接口可以通過工控機遠距離(RS485是1000M，RS232是10M，TCP/IP是100M)進行採集信號的讀取， 控制信號、系統參數的寫入。本發明控制總線的優點 1、一對N結構
通過一根控制總線可以連接多個本發明控制器，一對傳輸線，N採集板，雙向傳輸多個信號，這使得接線簡單，工程周期短，安裝費用低接線容易。如果增加路口車道增加只需要添加，只需並行掛接到電纜上設置新的板地址，無需架設新的電纜。2、可靠性高
數位訊號傳輸抗幹擾能力強，精度高，無需採用抗幹擾和提高精度的措施，從而減少了成本。3、可控狀態
操作員在控制室既可了解現場設備或現場像機的工作狀況，也能對其參數進行調整， 還可預測或尋找故障，始終處於操作員的遠程監控和可控狀態，提高了系統的可靠性、可控性和可維護性。4、分散控制
集成了像機補光、抓拍控制功能，通過現場紅燈信號、車輛檢測器就可以構成控制迴路，實現了徹底的分散控制，提高了系統的可靠性、自治性和靈活性。控制輸出接口 6，與微處理器1輸出端連接；4路無源光電隔離輸出接口，是根據使用系統的需求，用來觸發補光燈補光、高清像機抓拍處理。接口電壓直流5V-35V，輸出電流小於150mA。完全適用於各種頻閃燈、LED燈、高清像機抓拍控制。通過軟體設定每路的輸出延時，真正實現可編程智能控制的要求。
電子警察抓拍補光系統，車輛檢測實用環形地感線圈接入車輛監測器實時檢測， 並進行紅燈信號的檢測，同時考慮到白天不需要補光加入了外界光源強度的檢測。白天，紅燈信號下車輛經過環形地感線圈闖紅燈時，控制板輸出就口就觸發高清像機進行抓拍；夜間，紅燈信號下車輛經過環形地感線圈闖紅燈時，控制板輸出就口就觸發高清像機進行抓拍，同時觸發頻閃燈補光。採集卡信號輸出接口 7，與微處理器1輸出端連接；16路車輛檢測信號和8路紅燈檢測信號輸入同步輸入到內部72410採集電路，以50針扁平電纜接口輸出，供7MI0採集卡採集。該接口的輸出是為了考慮目前一些公司上位機軟體對這些信號的使用仍然依賴於724 IO採集卡。這種信號採集、使用方式已經在整個系統的使用中屬於落後、淘汰地步。 50針扁平電纜信號限制了工控機和採集板之間的距離(1M內)，系統也增加了 724 IO卡的成本，而且要求前端必須放置工控機。極大的造成項目施工，維護的難度。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護。
權利要求
1.一種車輛闖紅燈自動抓拍控制器，其特在在於包括微處理器(1)；車輛檢測輸入接口(2)，與微處理器(1)輸入端連接； 紅燈信號輸入接口(3)，與微處理器(1)輸入端連接； 外部光源檢測輸入接口(4)，與微處理器(1)輸入端連接； 通訊控制接口( 5 )，與微處理器(1)輸入端連接； 控制輸出接口( 6 )，與微處理器(1)輸出端連接； 採集卡信號輸出接口(7)，與微處理器(1)輸出端連接； 電源輸入接口( 8 )，與微處理器(1)輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的車輛闖紅燈自動抓拍控制器，其特在在於所述的微處理器 (1)為32位ARM7微處理器。
3.根據權利要求1所述的車輛闖紅燈自動抓拍控制器，其特在在於由AC220V電源接入電源輸入接口(8)。
4.根據權利要求1所述的車輛闖紅燈自動抓拍控制器，其特在在於所述的通訊控制接口( 5 )為RS485通訊接口，通過工控機遠距離進行採集信號的讀取，控制信號、系統參數的寫入。
5.根據權利要求1所述的車輛闖紅燈自動抓拍控制器，其特在在於所述的採集卡信號輸出接口(7)為50針扁平電纜7MI0採集卡信號輸入接口。
全文摘要
本發明涉及一種車輛闖紅燈自動抓拍控制器，包括微處理器；與微處理器輸入端連接的車輛檢測輸入接口，紅燈信號輸入接口，外部光源檢測輸入接口，通訊控制接口，電源輸入接口；與微處理器輸出端連接的採集卡信號輸出接口，控制輸出接口；本發明實現了智能採集、控制的一體化操作，同時考慮到上位機系統軟體和前端攝像機控制、補光控制所能兼容的接口，更簡化了整個系統的硬體構成和軟體集成度。
文檔編號G08G1/01GK102496271SQ20111035657
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月11日 優先權日2011年11月11日
發明者馮廣州, 劉琳霞, 周皓, 潘雲忠, 闞子振 申請人:健雄職業技術學院