一种基于双处理器的车辆行驶记录系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于双处理器的车辆行驶记录系统，它包括：单片机，FPGA处理器和视频解码芯片；视频解码芯片的模拟视频信号输入口与CCD摄像头的输出端相连接，视频解码芯片的数字视频信号输出口与处理器的数据输入口相连接，FPGA处理器的数据输出口与存储器的输入口相连接；单片机通过SPI串行通信接口与FPGA处理器实现电连接：视频解码芯片的时钟端SCL与单片机的输入输出口相连接，视频解码芯片的数据端SDA与单片机的输入输出口相连接。本实用新型专利技术具有既能实现良好的车载图像采集存储，又兼具控制灵活，开发难度小，开发成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种车辆行驶记录仪，具体是一种利用双处理器实现系统软件设计简化目的的车辆行驶记录仪。
技术介绍
车载车辆行驶记录系统是一种用于记录车辆行驶状态的仪器。现有技术中车辆行驶状态记录仪广泛采用单片机为核心处理器，这是由于单片机应用非常普遍，技术人员对其开发技术熟悉程度高，并且，单片机在车辆速度，加速度等行车参数的测量，记录，以及与PC机通信等方面技术也非常成熟；但是单片机在车载图像的记录上存在处理能力欠佳的缺陷，因此现有技术中也存在采用图像处理能力较强的处理器，例如DSP或者ARM代替单片机处理器，但是这又使得系统软件设计复杂，不能充分利用单片机处理器在各种行车参数测量领域技术成熟度高的优势，系统整体开发成本高，开发难度大。此外值得注意的是单片机在对图像采集必须器件视频解码器的初始化配置方面具有很大的便捷性，而舍弃单片机控制器的车辆行驶记录系统在进行视频解码器的配置时，就只能使用核心处理器(主要用于完成对图像的采集处理)实现，这又使得系统设计难度增大，核心控制器端口资源浪费。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本技术的目的是：怎样提供一种充分利用单片机处理器在各种行车参数测量以及PC机通信等发面技术成熟度高的优势，使得系统既能实现良好的车载图像采集存储，又兼具控制灵活，整体开发成本和开发难度得到降低的车辆行驶记录系统。为了实现上述目的，本技术采用了以下的技术方案。一种基于双处理器的车辆行驶记录系统，其特征在于，它包括：单片机，FPGA处理器和视频解码芯片；所述视频解码芯片的模拟视频信号输入口与CCD摄像头的输出端相连接，视频解码芯片的数字视频信号输出口与处理器的数据输入口相连接，FPGA处理器的数据输出口与存储器的输入口相连接；所述单片机通过SPI串行通信接口与FPGA处理器实现电连接：视频解码芯片的时钟端SCL与单片机的输入输出口相连接，视频解码芯片的数据端SDA与单片机的输入输出口相连接；所述单片机的串口发送端TXD与USB转串口模块的串口发送端USBTXD相连接，单片机串口的接收端RXD与USB转串口模块的串口接收端USBRXD相连接，USB转串口模块与计算机通过USB口相连接。进一步的，所述单片机为AT89C51芯片。更进一步的，所述单片机还分别与速度测量模块和加速度测量模块连接。相比现有技术，本技术具有如下优点：本技术利用单片机在车辆速度，加速度等行车参数的测量、记录，以及与PC机通信等方面技术也非常成熟的技术现状采用单片机处理器实现车辆行驶的常规参数测量，这充分利用了单片机控制灵活，技术成熟，软件开发难度小的优点；此外本技术采用通过SPI总线与单片机通信的FPGA处理器实现车载图像采集记录并将图像数据经过SPI总线传输给单片机，单片机发送给PC机进行存储记录，这又充分利用了FPGA数据处理能力强大的特点。因此本技术具有既能实现良好的车载图像采集存储，又兼具控制灵活，开发难度小，开发成本低的优点。附图说明图1为本技术的原理框图；具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。如图1所示，一种基于双处理器的车辆行驶记录系统，它可以划分为常规行车参数测量部分以及车载图像采集处理存储部分。常规行车参数测量部分以为单片机为处理核心：单片机采用成本低廉，技术人员应用熟练的AT89C51芯片。单片机分别与速度测量模块和加速度测量模块连接，速度测量模块和加速度测量模块用于在单片机的控制下测量相应参数。具体器件选用和控制接口采用器件推荐常规方式。测量所得数据通过USB转串口模块传输给计算机，电路连接关系是：USB转串口模块与计算机通过USB口相连接，具体是USB转串口模块通过一个USB转串口下载线与计算机的USB口相连接，由于PL2303模块是一个本领域广泛采用的常规技术应用，在此不再详细描述其结构和工作原理。车载图像采集处理存储部分以为FPGA处理器为处理核心：具体包括FPGA处理器和视频解码芯片。视频解码芯片的模拟视频信号输入口与CCD摄像头的输出端相连接，视频解码芯片的数字视频信号输出口与处理器的数据输入口相连接，FPGA处理器的数据输出口与数据存储器的输入口相连接；数据存储器可以采用SDRAM存储器和FLASH存储器。单片机通过SPI串行通信接口与FPGA处理器实现电连接：视频解码芯片的时钟端SCL与单片机的输入输出口相连接，视频解码芯片的数据端SDA与单片机的输入输出口相连接。本技术的工作原理描述如下：(一)常规行车参数测量部分：速度测量模块与加速的测量模块等常规行车参数测量模块进行相应参数测量后通过USB转串口模块将数据传输给PC机，也即是PC机采用标准的USB接口与本技术连接，实现计算机与本技术的数据交互。(二)车载图像采集处理存储部分：CCD摄像头将光信号(需要采集的行驶状况视频)转化为模拟视频信号，视频解码器(SAA7113H芯片)将模拟视频信号转换为PAL制的数字视频信号，通过FPGA处理器将数字信号暂存到片外存储器中，并进行图像压缩等处理，最终将处理后的视频数据通过SPI总线传输给单片机，单片机传输给PC机存储。具体的单片机实现与FPGA处理器的通信原理在于：单片机产生SPI工作时序实现单片机与FPGA芯片之间的SPI通信接口，这种通信方式至少具有根4线(只需要单向通信时3根线也可实现)，具体的分别是：1、从设备数据输入线SDI，也是主设备数据输出线；2、从设备数据输出线SDO，也是主设备数据输入线；3、时钟信号线SCLK，时钟信号由主设备产生；4、从设备使能信号线CS。主设备和从设备之间进行同步串行数据传输，在主设备的移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后，为全双工通信，简单高效。(在本技术中单片机为主设备，CPLD为从设备)此外单片机还完成了对视频解码芯片的初始化配置工作：广泛采用的视频解码器SAA7113H芯片在上电后，芯片不是立即采集模拟视频信号进行A/D转换处理，输出数字信号，它必须由前端控制器通过I2C串行总线对其内部寄存器进行初始化设置后，才能正常工作。本技术利用单片机的两个输入输出端口模拟I2C的串行数据端SDA、串行时钟端SCL，按照I2C协议的时序进行配置，配置后SAA7113H芯片按奇偶场的顺序输出PAL制的数字视频信号，实现视频解码。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双处理器的车辆行驶记录系统，其特征在于，它包括：单片机，FPGA处理器和视频解码芯片；所述视频解码芯片的模拟视频信号输入口与CCD摄像头的输出端相连接，视频解码芯片的数字视频信号输出口与处理器的数据输入口相连接，FPGA处理器的数据输出口与存储器的输入口相连接；所述单片机通过SPI串行通信接口与FPGA处理器实现电连接：视频解码芯片的时钟端SCL与单片机的输入输出口相连接，视频解码芯片的数据端SDA与单片机的输入输出口相连接；所述单片机的串口发送端TXD与USB转串口模块的串口发送端USBTXD相连接，单片机串口的接收端RXD与USB转串口模块的串口接收端USBRXD相连接，USB转串口模块与计算机通过USB口相连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于双处理器的车辆行驶记录系统，其特征在于，它包括：单片
机，FPGA处理器和视频解码芯片；
所述视频解码芯片的模拟视频信号输入口与CCD摄像头的输出端相连
接，视频解码芯片的数字视频信号输出口与处理器的数据输入口相连接，
FPGA处理器的数据输出口与存储器的输入口相连接；
所述单片机通过SPI串行通信接口与FPGA处理器实现电连接：
视频解码芯片的时钟端SCL与单片机的输入输出口相连接，视频解码芯
片的数据端SDA与单片机的输入输出口相...

【专利技术属性】
技术研发人员：张仕海，赵艳玲，林辉，
申请(专利权)人：乐山职业技术学院，
类型：新型
国别省市：四川;51