基于嵌入式Web的电子交警系统

近年来智能交通系统发展迅速，它力图把先进的信息技术、通信技术、计算机技术、电子控制技术等高新技术有效地集成运用于整个交通运输管理体系，在大范围内建立起一种全方位的实时、准确、高教的交通运输综合管理系统。迄今为止，日本、美国、西欧、澳大利亚等国家和地区都建立了相应的机构从事相关的开发应用研究，并取得了一些成果。

闯红灯是造成交通事故的主要原因之一。本电子交警系统的主要功能就是抓拍、处理机动车闯红灯现象，这是现代城市交通监控系统的重要组成部分。目前，由于机动车闯红灯的相关信息还没有实时地接入网络，违章车辆的受理、罚款、办结等后期管理存在着很大的滞后性。因此，本系统采用了基于嵌入式web的方案，保证了系统的实时性，高精度数码相机的使用弥补了CCD摄像机清晰度不足的缺陷。取得了较好的应用效果。

1 设计方案

图1为系统总体设计方案。

1．1 硬件部分

硬件部分的结构如图2所示。

ARM(Adranted RISC Machines)是微处理器行业的世界知名企业，设计了大量高性能、低能耗、廉价的RISC处理器及相关软件。从性价比、实用性等角度出发，本系统使用了Samsung公司基于ARM7内核的嵌入式处理器S3C4510B．外加存储器芯片、主USB接口、以太网芯片、串并口等构建的开发板系统作为整个系统的硬件开发平台。根据实际需要在接口逻辑电路中设置不同的参数，并设置恰当的基地址和中断号，以免发譬冲突。同时按照开发板的说明书对引脚进行分配。

1.2 嵌入式系统软件结构

本系统采用μCLinux操作系统。

目前源码公开的嵌入式操作系统有μC／OS和μCLinux，它们各有特点。μC／OS占用空间少，实时性能优良。μCLinux虽然占用空间相对较大，实时性能一般，但是具有对多种文件系统的支持能力，内嵌了TCP/IP协议，可以借鉴Linux丰富的资源，适用于较复杂的系统。鉴于本系统需要面向以太网，且较为复杂，所以选用μCLinux作为操作系统。μCLinux是Linux的一个变种，主要区别在于两者的内存管理机制和进程调度管理机制。同时为了适应嵌入式应用的需求，μCLinux采用了romfs文件系统，并简化了Linux上的c语言库glibc。

本系统的软件设计包括；μCLinux操作系统的平台移植、嵌入式操作系统μCLinux的裁减、硬件驱动程序、应用程序、人机界面等。

(1)在ARM平台上移植μCLinux，并在PC机上建立μCLinux的开发环境。ARM开发板用于运行操作系统和应用软件，PC机则完成目标板所用到的操作系统的内核编译及应用程序的开发和调试。两者之间一般通过串口、并口或以太网接口建立连接关系。

(2)对系统内核进行裁减，在保证功能的前提下使其所占资源最少。

(3)硬件驱动程序包括USB驱动程序、USB控制器驱动程序、以太网控制器驱动程序等。

(4)应用程序主要负责将USB和串口上传的数据传输到以太网。

(5)人机界面包括本地界面和远程界面。远程界面主要存放在嵌入式服务器中的动态网页，用于管理和查询。

2 系统的组成

本系统由前端车辆拍照控制子系统、信息传输子系统和信息查询管理子系统组成。组成结构如图3。

2．1 车辆拍照控制子系统

前端车辆拍‘照控制系统由嵌入式系统、微电脑芯片地感线圈检测装置、高精度数码相机、相关通信及传输附件组成。违章车辆闻红灯的瞬间，微电脑芯片根据检测地感线圈的信号变化，及时准确地发出车辆违章信号。前端嵌入式控制主机收到检测信号后(闯红灯、逆行等)，对数码相机快门进行控制，并随时判断周围环境的光亮度决定是否开启闪光灯。数码相机接到闪光灯和拍照信号后进行拍照。所拍摄信息首先被存储在相机的8M卡(Smart Media Card)中。

2．2 信息传输子系统

信息通过网络进行传输。目前嵌入式系统接入Intcnlet的方法大致有三种：一是通过专用的web服务器：二是通过专用的嵌入式网关；三是把标准网络技术(TCP／IP)扩展到嵌入式设备，由嵌入式系统自身实现Web服务器功能。本文采用第三种方法，只需编写动态网页便可以通过Web浏览器方便地管理和查询相关信息。

信息传输子系统由两部分组成：一是照片等相关信息通过数码相机USB口到以太网控制器的传输过程；二是信息从以太网控制器到以太网的传输过程。

2．2．1 从数码相机到以太阿控制器的信息传输

路口绿灯亮后，嵌入式系统中的照片处理任务判断相机内是否有照片存储。若有，则通过数码相机的USB接口将照片转存到以太阿控制器内，保证数码相机随时有足够的空间进行违章拍摄。同时将违章时间、地点、违章现场数据保存在照片中，便于事后对照片进行处理。

数码相机与以太网控制