基于ARM9的交通違章抓拍設計與實現

1 引言

智能交通系統(ITS)將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子控制技術、計算機處理技術等應用于交通運輸行業，從而實現各種運輸方式發展規劃的現代化、決策的科學化和管理的智能化。數碼電子警察是現在應用比較廣泛的一種智能交通產品， 利用數碼相機技術和相應的車輛檢測與控制技術， 自動抓拍闖紅燈的車輛。數字化、網絡化、小型化和智能化已經成為當前電子警察的主要發展趨勢。目前國內的產品多以Windows操作系統和x86 硬件體系為核心構建， 有成本高、體積大、穩定性欠缺的不足之處。

以Linux 操作系統和RAM7 或RAM9 系列芯片為核心構建嵌入式系統是目前最流行的嵌入式開發策略。Linux 是典型的嵌入式操作系統， 發展最快， 應用最廣泛。Linux 是開源的、免費的， 從技術和經濟的角度來看都是最佳選擇。S3C2410 是韓國三星( Samsung) 公司設計的32 位RISC 嵌入式處理器。該處理器為手持設備和一般性應用提供了一個高性價比、低功耗、高性能的解決方案。該芯片基于ARM920T 內核， 采用五級流水線和哈佛結構， 提供1.1MIPS/MHz 的性能。ARM920T 具有全性能的內存管理單元MMU(Memory Management Unit) 、獨立的16KB 指令和數據Cache 以及高速AMBA 總線接口。為了減少應用系統設計的成本， S3C2410 集成了眾多的常用資源， 例如： LCD 控制器、NAND Flash 控制器、SDRAM控制器、系統片選邏輯以及一些常用的通訊接口等資源。

本文針對交通違章抓拍系統的特點， 以S3C2410 為核心合理設計硬件電路， 并提供必須的USB 接口、串口、網絡接口和JTAG 口; 充分考慮抓拍的實時性和準確性， 采用裁減的實用的Linux2.6.12 內核， 制作根文件系統， 開發應用程序， 構建軟硬件協作的嵌入式系統。

2 硬件設計

圖1 硬件總體結構圖

2.1 基于S3C2410 的電路設計

電路設計如圖2 所示。

通訊接口部分包括USB 接口、以太網接口、串口。其中串口為常見的接口形式。這里主要說明USB 接口和以太網接口。

S3C2410 集成了USB 控制器， 支持兩路USB Host 和一路USB Device.與USB Rev1.1 兼容， 支持低速和全速USB 設備。

本系統中設計兩路USB, 都作為Host 使用。USB 接口接線圖如圖3 所示。

網絡接口芯片選用臺灣DAVICOM 公司的DM9000,DM9000 是帶有通用處理器接口的單片快速以太網MAC 控制器， 并帶有10/100M物理層接口， 內部集成4K 字SRAM, 接口支持8 位、16 位、32 位處理器。接口設計電路設計如圖4 所示。

圖4 Ethernet接口電路設計