基于数字化校园环境下的智能交通实训系统设计.doc

第四章 智能交通实训监控系统的详细设计与实现 第四章 智能交通实训监控系统的详细设计与实现 本系统按照高速公路机电系统实际情况,高度仿真模拟建成了高速公路的外场设备、通讯传输系统和监控系统及其软件实现，完全能够对学生进行高速公路三大系统相应的安装及调试能力培训。它的建成并顺利运行，体现了数字化校园网建设的初衷，同时也将丰富示范性院校建设的内涵和发挥其辐射示范作用。 4.1系统构成 本实训系统是现代化交通监控中心动态智能管理系统的实验室化系统，它配备了当前国内外最先进的交通监控中心及外场监控的大部分设备，同时配备了全球非常先进的TrafficLink动态智能交通管理软件。本实训系统构成有： 1、大屏幕拼接墙视频监控子系统，包括由4块67”DLP投影和8台液晶监视器拼接成的视频监视墙，监控后台机房区，通讯机房区和配电机房区。 2、外场监控设备子系统，包括多种交通流检测设备，道路天气检测站，事故事件检测设备，VMS可变信息情报板，可变限速情报板，静态黄闪情报板，视频摄像机等设备，还可以根据情况进行更多设备扩展，如收费系统监控。 3、通信子系统，包括光纤通信设备，微波无线通讯设备，GPRS无线通讯设备，以及系统内部以太网络系统。 4、TrafficLink动态智能交通管理软件子系统，包括交通信息模块，交通控制模块，和交通网络管理模块。将所有的外场设备管理及应用起来，实现动态智能化管理控制的目的。 图 4-1系统框架简图 4.2 软件设计与实现 4.2.1视频采集 由于在进行H.264硬件压缩时，输入的视频流格式必须为YUV420的格式，所以在开发板上必须采集到该格式的视频，在初始化摄像头硬件参数时，使用的是Linux摄像头V4l2编程接口，不仅要设置分辨率，还要设置好采样格式，为了保证采样速率，笔者采样设备内存直接映射的方式进行帧读取，然后进行文件储存。程序结束后，把储存为YUV420格式的视频文件拷贝至Windows下进行播放测试，使用的播放器为“YUVPlayer”。 Linux 下使用V4L2 进行视频采集的流程如下图所示。 图 4-2 YUV420图像采集流程图 视频采集中主要的函数有以下： 表 4-1 摄像采集主要函数表 功能 函数介绍 摄像头打开函数 函数名 int OpenCam(unsigned char *dev) 功能介绍 根据摄像头设备名打开驱动，返回设备号 摄像头设备初始化函数 函数名 int CamInit(int fd) 功能介绍 根据摄像头设备号设置图像采集高宽、格式 映射摄像头内存空间函数 函数名 int MmapCam((int fd,void **buf) 功能介绍 根据摄像头设备号映射设备内存空间，返回内存地址 采集图像并保存 函数名 SaveYuv(const char *filename, int fd, int time) 功能介绍 根据设备号采集图像并保存为路径名“filename” 摄像头关闭函数 函数名 void CloseCam（int fd，void *buf） 功能介绍 释放内存映射，关闭摄像头 摄像采集流程关键代码描述: (1) 打开设备文件,返回设备号 int OpenCam(unsigned char *dev) Start OpenCam fd←open(dev,O_RDWR) if fd0 Then PRINT Open camera failed! \n Return -1 EndIf Return fd End OpenCam (2) 设置视频的制式和帧格式 int CamInit(int fd) Start CamInit Dim fmt As v4l2_format fmt.type ←V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE fmt.fmt.pix.width ← 640 fmt.fmt.pix.height ←480 fmt.fmt.pix.pixelformat ← V4L2_PIX_FMT_YUV420 if ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, fmt) 0 Then PRINT Set format failed! \n Return -1 EndIf type ← V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE if ioctl(fd, VIDIOC_STREAMON, type) 0 Then PRINT Error ioctl streamon\n Return -1 EndIf Return 1 End CamInit (3) 对摄像头进行设备内存的映射 int MmapCam((int fd,void **buf) Start MmapCam *buf