专利名称：一种结合射频识别及视频摄像的监控系统及监控方法
技术领域：
本发明涉及智能监控设备技术，尤其涉及一种结合射频识别及视频摄像的监控系统及监控方法。
背景技术：
目前现有技术中还没有一种具有无线射频识别技术与智能视频监控技术一体的设备，虽然射频识别技术和视频摄像技术分别在各自的领域中发挥着重要的作用，而且随着技术的不断成熟，产品的功能越来越完善，稳定性和准确率也都非常高。但是无线射频识别只能对对象携带具有唯一标识编码的电子标签进行详细扫描，对电子标签进行信息读取或者写入；在无图像信息显示的情况下，距离太远或者有障碍物遮挡的时候，可能会造成无法读取或者写入标签信息，无线射频识别得到的只是一个数据信息而无法直观地了解当时的现场情况。视频监控系统可以有效地实时捕获画面，长时间保存捕获的图像信息，并且对监控图像信息进行智能分析和处理，但却无法满足无线射频识别的高准确率特性。现有技术中的无线射频识别与智能视频监控，都没有具体实现两方面技术合为一体的设备，在两者相结合的方案里，射频采集设备和视频采集设备是分离的，单独成立模块，并装入不同的设备中独立运行，相互之间无联系，实际上为射频监控系统和视频监控系统的物理结合。这种结合方式的不足之处在于设备成本太高，工程安装难度较大，线路也较复杂。
发明内容
针对现有技术中存在的射频识别及视频摄像相结合的监控系统，射频识别及视频摄像两个系统都是被装入不同的设备中独立运行。该监控系统成本过高，而且增加了工程的安装难度和线路的复杂性。本发明公开了一种结合射频识别及视频摄像的监控系统，包括射频信号采集器、 DSP处理器、存储器、摄像头、A/D转换电路、ARM处理器、网络芯片；所述射频信号采集器依序连接DSP处理器、ARM处理器、存储器，所述摄像头依序连接A/D转换电路、ARM处理器、存储器，所述ARM处理器内单独设置内置DSP处理器，所述ARM处理器连接网络芯片。优选地，上述射频信号采集器为射频标签扫描器。优选地，上述射频信号采集器为读卡器。优选地，上述存储器包括存储视频数据及射频数据的存储器DDR，存储缓冲数据的存储器SD，存储控程序的存储器FLASH。优选地，上述A/D转换电路与ARM处理器之间连接格式转换模块。优选地，上述摄像头和A /D转换电路之间增加至少一个缓冲电路，所述摄像头依序连接缓冲电路、A /D转换电路，所述射频信号采集装置及DSP处理器之间至少增加一个缓冲电路，该射频信号采集装置依序连接缓冲电路、DSP处理器。优选地，上述DDR存储器为两个。
优选地，上述内置DSP处理器中设置双缓冲缓冲器。本发明还公开了一种结合射频识别及视频摄像的监控方法，其具体包含以下步骤摄像头采集到的图像信号经过A/D转换电路后传送给ARM处理器进行解码，ARM处理器将其解码成8位数据，解码后的数据以字节形式逐行写入存储器；与此同时，射频信号采集器将扫描到的标签信息传送给DSP处理器，DSP处理器将处理后的信息传给ARM处理器进行处理，ARM处理器处理完后将信息存入存储器；ARM处理器用于从存储器中读取数据，存储器中的数据非空即读，读出的视频数据和射频数据分包后分别以各自设定的码率通过网络芯片从接口输出，传输过程中根据数据区分视频数据包和射频信息包，进行分包传输。优选地，上述ARM处理器内设置内置DSP处理器，所述内置DSP处理器的工作步骤如下接收到ARM处理器发送的中断信号后开始进行增强型直接内存存取传输，传输完成后触发增强型直接内存存取中断，在中断服务函数中触发软中断，在软中断服务函数中进行图像数据的压缩。优选地，上述内置DSP处理器内设置双缓冲缓冲器，用于实现图像数据和信息采集、压缩、传输的同时进行，在一个缓冲器采集图像信号和采集射频信息的同时，DSP处理器可以对另一个缓冲器中的数据进行压缩。优选地，上述射频信号和视频信号采用交互的方式进行传送。本发明的有益效果为采用高度集成的多媒体DSP处理器+ARM处理器构成完整的实时网络监控系统，该设备具有射频识别扫描和视频图像监控两大系统功能，其具有的视频和射频接口实现了与视频解码器和射频解码器无缝连接，电路稳定，简洁，低耗，通过结合两大系统功能，本发明完美弥补了射频识别扫描中图像的直观性差和视频图像监控报警准确率低的缺点。
图1为结合射频识别及视频摄像的监控系统。图2为乒乓结构的具体实现方式。图3为DSP处理器的工作流程。图4为射频信号和视频信号采用交互传送方式的进行传送的传送方式。
具体实施例方式下面结合说明书附图，详细说明本发明的具体实施方式
。如图1所示的本发明的结合射频识别及视频摄像的监控系统，包括射频信号采集器、DSP处理器、存储器、摄像头、A/D转换电路、ARM处理器、网络芯片，上述射频信号采集器依序连接DSP处理器、ARM处理器、存储器，上述摄像头依序连接A/D转换电路、ARM处理器、 存储器，上述ARM处理器内单独设置DSP处理器，后面连接网络芯片。上述射频信号采集器将采集到的射频信号传输给DSP处理器，DSP处理器对接收到的射频信号进行处理，处理完后传给ARM处理器，ARM处理器处理完后将信息存入存储器。上述视频信号采集器采集到的图像信息首先会通过A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号，然后传输给ARM处理器进行解码，解码后的数据以字节方式存入存储器。摄像头采集到的图像信号经过A/D转换电路后传送给ARM处理器进行解码，ARM处理器可以将其解码成8位数据，解码后的数据以字节形式逐行写入存储器，也可以采用高效XML数据解析和数据缓存的方式输入数据，每部分数据满帧后由ARM处理器控制送出帧中断给ARM处理器内设置的内置DSP处理器，内置DSP处理器启动内部电子缓存EDMA读入每帧数据，采用JPEG2000方式编码后连续写入到存储器。与此同时，上述射频信号采集器，如射频标签扫描器或读卡器等将扫描到的标签信息传送给DSP处理器，DSP处理器将处理后的信息传给ARM处理器进行处理，ARM处理器处理完后将信息存入存储器。上述存储器包括存储视频数据及射频数据的存储器DDR，存储缓冲数据的存储器SD，存储控程序的存储器FLASH。其中存储器DDR中分别划分不同的地址存储视频数据和射频数据。ARM处理器负责从存储器中读取数据，存储器中的数据非空即读，缓存积累不会超过1帧数据，读出的视频数据和射频数据分包后分别以各自设定的码率通过网络芯片从接口输出，传输过程中根据数据区分视频数据包和射频信息包，然后进行分包传输。系统中， 射频数据包码率是由标签读取距离对应的衰减决定的，视频数据包码率由音频流、图像质量、最大码流和码流质量等因素决定。上述A/D转换电路与ARM处理器之间连接格式转换模块，上述格式转换模块用于将视频采集装置输出的LVDS信号转换为LVTTL标准信号，然后以标准的数字格式信号传送给数字信号处理器。带有唯一标识编码的电子标签每隔一定时间发一次信息，带有衰减器的天线扫描到该信息后传给射频识别芯片，射频识别芯片对信号进行放大，下变频，滤波和解码，然后通过SPI把解码后的数字信号发送给内置DSP处理器，DSP处理器对信息进行处理后再通过RS-232传给内置DSP处理器进行断点打包，然后通过网络芯片传出。在图像采集和射频消息收集处理系统中，内置DSP处理器的压缩算法在实现时间上往往并不固定，但前端的采集模块却对图像进行勻速采集，这样会带来时间上的不同步， 这样存在时间上的不同步，有可能会导致图像数据的丢失和影响帧数据的完整性，另外射频扫描到的信息时间上也可能和视频信息不相符。为此，上述摄像头和A /D转换电路之间增加至少一个缓冲电路，上述摄像头依序连接缓冲电路、A /D转换电路，上述射频信号采集装置及DSP处理器之间增加至少一个缓冲电路，上述射频信号采集装置依序连接缓冲电路、DSP处理器，上述DDR存储器为两个，采用乒乓结构实现视频信号和射频信号的存储。在压缩模块之间增加1个或多个缓冲电路可以解决时间上的不同步等问题。由于乒乓结构可以使用相对比较便宜的高速大容量DDR存储器，同时可以实现数据的连续性，因此设备采用乒乓结构双DDR作为视频数据和射频信息的缓冲。在将1帧图像的数据全部存储完或一个射频信息包接收完成以后，DSP处理器再利用很短的时间直接将1帧图像数据读入存储片内，设备采用同样的方式对射频扫描到的信息进行处理。这样既可以保证不丢失像素数据和消息源，又能为DSP处理器留出更多空余时间，为后面进行图像和信息处理提供可能；同时也可以保证DSP处理器连续采集每1帧像素数据和一个ID 射频信息。为了实现接收的数据帧和射频扫描的ID消息的完整性，必须保证读取数据帧和消息的优先级要高于写数据帧的优先级，所以设备的数据输入输出单元是根据数据和消息处理流程来进行切换的。乒乓结构的具体实现方式如图2所示，首先按照功能分为S0、S1、S2、S3 4个转换状态。其中，SO状态为初始化状态(所有信号都处于初始化状态)，系统加电或复位后进入该状态。Sl状态主要负责对DDRO的写入，该状态下不可以对DDRl进行读操作。S2状态主要负责对DDRl进行写操作，对DDRO进行读操作；若DDRl已写完，而DDRO未读完，则继续处于该状态，待DDRO读完后进入状态S3。状态S3主要负责对DDRO进行写操作，对DDRl进行读操作；若DDRO已写完，而DDRl未读完，则继续处于该状态，待DDRl读完后进入状态S2。内置DSP处理器的工作如图3所示，具体包含以下几个步骤
1. DSP外部通讯寄存器与EDMA (增强型直接内存存取)相关寄存器进行初始化；
2.接收到ARM处理器发送的中断信号后开始进行EDMA传输，传输完成后触发EDMA 中断，在中断服务函数中触发1个软中断，在软中断服务函数中进行图像数据的压缩。外部设备与EDMA相关寄存器初始化完成后响应中断触发EDMA传输，本系统由中断上升沿触发 EDMA进行传输，整个EDMA传输的过程需要IOms左右。在DSP处理器的工作流程中，若要实现图像数据和信息采集、压缩、传输的同时进行，DSP处理器需要一个双缓冲缓冲器；在为某个缓冲器采集图像信号和收集射频信息的同时，DSP处理器可以对另一个缓冲器中的数据进行压缩。通过EDMA ping pong方式可以实现该功能。在DSP处理器中使用hEdmaPing和 hEdmaPong双通道EDMA并建立Ping缓冲器和Pong缓冲器两个数据存储区。当写完一帧图像和收到一个射频信息包，ARM发送中断信号启动hEdmaPing将数据和信息搬移到Ping缓冲器，同时将通道链接至hEdmaPong。在下一个中断事件发生时将数据和信息搬移到Pong 缓冲器中，CPU在hEdmaPong通道完成中断服务程序中链接hEdmaPing通道。如此往复，使系统数据和信息搬移和处理连续进行。本发明中，射频信号和视频信号采用交互的方式进行传送，其具体内容如图4所示，VD为帧同步信号，电平模式，高电平有效；HD为行同步信号，脉冲模式，上升沿有效； PCLK为像素同步时钟，脉冲模式；DATA为IObit图像数据，在PCLK的下降沿推出，接收端在PCLK上升沿采集，PCLK为常运行模式。FD为射频收集信息，高电平有效，当出现一定次数的帧同步信号时，出现一次FD信号，以保证FD信号与VD信号能在同一时间周期内完成。 每个VD有效期内有480个HD有效信号，在第(Γ478个HD有效时，每个HD有效期间有600 个有效图像数据，第479个HD (即每帧的最后1行)有效时，前600个DATA为有效图像数据，同时FD数据也为有效信息，600个DATA后预留6个字节输出图像相关信息和射频相关信息，即第D60(TD605为预留字节。本发明并不局限于前述的具体实施方式
。本发明可以扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
权利要求
1.一种结合射频识别及视频摄像的监控系统，其特征在于包括射频信号采集器、DSP 处理器、存储器、摄像头、A/D转换电路、ARM处理器、网络芯片；所述射频信号采集器依序连接DSP处理器、ARM处理器、存储器，所述摄像头依序连接A/D转换电路、ARM处理器、存储器，所述ARM处理器内单独设置内置DSP处理器，所述ARM处理器连接网络芯片。
2.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于所述存储器包括存储视频数据及射频数据的存储器DDR，存储缓冲数据的存储器SD，存储控程序的存储器FLASH。
3.如权利要求2所述的监控系统，其特征在于所述A/D转换电路与ARM处理器之间连接格式转换模块。
4.如权利要求3所述的监控系统，其特征在于所述摄像头和A/D转换电路之间增加至少一个缓冲电路，所述摄像头依序连接缓冲电路、A /D转换电路，所述射频信号采集装置及DSP处理器之间至少增加一个缓冲电路，该射频信号采集装置依序连接缓冲电路、DSP处理器。
5.如权利要求4所述的监控系统，其特征在于所述DDR存储器为两个。
6.如权利要求5所述的监控系统，其特征在于所述内置DSP处理器中设置双缓冲缓冲器。
7.一种结合射频识别及视频摄像的监控方法，其具体包含以下步骤摄像头采集到的图像信号经过A/D转换电路后传送给ARM处理器进行解码，ARM处理器将其解码成8位数据，解码后的数据以字节形式逐行写入存储器；与此同时，射频信号采集器将扫描到的标签信息传送给DSP处理器，DSP处理器将处理后的信息传给ARM处理器进行处理，ARM处理器处理完后将信息存入存储器；ARM处理器用于从存储器中读取数据，存储器中的数据非空即读，读出的视频数据和射频数据分包后分别以各自设定的码率通过网络芯片从接口输出，传输过程中根据数据区分视频数据包和射频信息包，进行分包传输。
8.如权利要求7所述的监控方法，其特征在于所述ARM处理器内设置内置DSP处理器， 所述内置DSP处理器的工作步骤如下接收到ARM处理器发送的中断信号后开始进行增强型直接内存存取传输，传输完成后触发增强型直接内存存取中断，在中断服务函数中触发软中断，在软中断服务函数中进行图像数据的压缩。
9.如权利要求8所述的监控方法，其特这个在于所述内置DSP处理器内设置双缓冲缓冲器，用于实现图像数据和信息采集、压缩、传输的同时进行，在一个缓冲器采集图像信号和采集射频信息的同时，DSP处理器对另一个缓冲器中的数据进行压缩。
10.如权利要求9所述的监控方法，其特征在于所述射频信号和视频信号采用交互的方式进行传送。
全文摘要
本发明属于智能监控设备技术，它公开了一种结合射频识别及视频摄像的监控系统。本发明的特征在于包括射频信号采集器、DSP处理器、存储器、摄像头、A/D转换电路、ARM处理器、网络芯片；所述射频信号采集器依序连接DSP处理器、ARM处理器、存储器，所述摄像头依序连接A/D转换电路、ARM处理器、存储器，所述ARM处理器内单独设置内置DSP处理器，所述ARM处理器连接网络芯片。本发明还公开了一种结合射频识别及视频摄像的监控方法。采用高度集成的多媒体DSP处理器+ARM处理器构成完整的实时网络监控系统，该设备具有射频识别扫描和视频图像监控两大系统功能。
文档编号G06K7/00GK102158691SQ20111014328
公开日2011年8月17日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者赵勇 申请人:中国电子科技集团公司第三十研究所