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摘要 本文介绍一种社区智能警车的设计方案。本警车通过IPCamara可探知周围环境的有效信息，连同GPS探知的位置信息可通过联通3G通信网络快速传递至控制中心。同时控制中心的处理器集成模式识别算法，可对罪犯、违法车辆进行识别、跟踪，并将控制中心的调度指令及分析结果及时传达给警车司机，以及时抓捕罪犯及拦截问题车辆。
关键词 IPCamara GPS 3G 智能警车
1 硬件系统设计
1. 处理器：
本系统采用S3C6410X嵌入式ARM11作为主处理器，S3C6410X是基于ARM1176JZF—S核的用于手持、移动等终端设备的通用处理器。 S3C6410是一款低功率、高性价比、高性能的用于移动电话和通用处理RSIC处理器。为2.5G和3G通信服务提供了优化的硬件性能，采用 64/32bit的内部总线架构，融合了AXI、AHB、APB总线。还有很多强大的硬件加速器，包括运动视频处理、音频处理、2D加速、显示处理和缩放。一个集成的MFC（Multi—Format video Codec）支持MPEG4 /H.263/H.264编解码和VC1的解码，这个硬件编解码器支持实时的视频会议以及NRSC和PAL制式的TV输出。 内置一个采用最先进技术的3D加速器，支持OpenGL ES 1.1/ 2.0和D3DM API 能实现4M triangles/s的3D加速。 S3C6410包括优化的外部存储器接口，该接口能满足在高端通信服务中的数据带宽要求。为了降低整个系统的成本和提升总体功能，S3C6410包括很多硬件功能外设：Camera接口，TFT 24bit真彩色LCD控制器，系统管理单元（电源始终等），通用I/O口，I2S总线，I2C总线，USB Host，高速USB OTG，SD Host和高速MMC卡接口等资源。
2、3G模块：
3G模块采用华为EC1260 CDMA无线传输终端，除完成高速数据传输和无线上网功能外，还具有通话，发短信等功能。
3、GPS模块
GPS模块采用Trimble公司的IS51000F00A集成模块。可采集位置及高度信息。并将信息通过串口输出到处理器。
4、USB摄像头
摄像头采用天敏10moons摄像头，100万像素。并将图像信息通达USB传送到ARM处理器。
5、警车
本设计使用深圳摩时达科技有限公司开发设计的操纵杆操控警车样机，作为我们实验用车。
6、控制中心
控制中心可采用普通PC机（但需装有本系统的专用软件）。
2 软件系统设计
2.1 系统概述
ARM处理器采用Linux操作系统，程序界面采用HTML语言设计（可跨平台）。自行编制IPCamara的驱动程序，无线网卡的驱动程序，搭建网络服务器，控制中心采用图像识别算法，能在众多的摄像头图像中可发现目标，并可提醒警车司机采取必要行动。同时GPS上的定位信息可实时传送至控制中心电脑，控制中心可实时掌握各单位各车辆的位置信息并在地图上显示，而不需要各单位上报位置信息，便于统一指挥调度。
2.2 嵌入式BOA 服务器移植
下面是自己在270平台上移植Boa 的过程。
第一步完成Boa 程序的移植；
第二步完成Boa 的配置，使其能够支持CGI 程序的执行；
第三步在主机端new_boa 目录下vi index.html 创建一个简单网页；
第四步进入平台平台的var/www 目录下，运行./boa；
第五步启动浏览器，输入211.87.99.168（平台服务器IP）。
2.3 视频采集模块设计
视频采集模块的任务是从USB摄像头设备中读取视频帧数据，并获取的视频数据压缩成一定格式保存。它是后边图像处理，视频监控的基础。
USB摄像头属于视频类设备，在目前的Linux核心中，视频部分的标准是VideoforLinux。这个标准其实定义了一套接口，内核、驱动、应用程序以这个接口为标准进行交流。目前的VideoforLinux涵盖了视、音频流捕捉及处理等内容，USB摄像头也属于它支持的范畴。由于Video4Linux支持视频音频文字电视广播等内容，因此Video4Linux中定义了很多数据结构，Video4Linux模块的源代码主要在Linux源代码中的Linux/videodev.c和/linux/videodev.h两个文件中定义。本设计用到的相关数据结构有：
Struct video capability 包含摄像头的基本信息
Struct video_picture 包含设备采集图像的各种属性
Struct video_mbuf 利用mmap进行映射的帧信息，实际上是输入到摄像头存储器缓冲中的帧信息
2.4 运动目标检测
差影法是常用的运动目标检测方法之一。它的基本思想是输入图像与背景模型进行比较，通过判定灰度等特征的变化，或用直方图等统计信息的变化来判断异常情况的发生和分割运动目标。
它实际上就是图像的相减运算（又称减影技术），是指把同一景物在不同时间拍摄的图像或同一景物在不同波段的图像相减。差值图像提供了图像间的差异信息，能用以指导动态监测，运动目标检测和跟踪，图像背景消除及目标识别等工作。
3 结语
本文介绍一种社区智能警车及控制中心的一种设计方案，其中设计的样机已通过测试并可稳定工作，但其中的不足不处是，人脸识别系统鉴于拍摄距离及移动原因，并不可靠稳定，所以还有待我们进一步研究开发更加稳定可靠的图像识别及跟踪系统。限于篇幅关系，本文没从细节方面对本系统进行详细描述，关于更详细的描述可查看作者的另外一篇同题论文。
参 考 文 献
[1] 李驹光. 聂雪媛. 江泽明. 王兆卫. ARM应用系统开发详解. 清华大学出版社. 2003
[2] （美）K.Wall.M.Watson.Whitis.GNU Linux编程指南. 王勇. 王一川. 林花军. 甘泉译. 清华大学出版社. 2005
[3] 卢致强. 基于TMS320DSC21的嵌入式网络摄像机的设计. 中国农业大学硕士论文. 2006
关键词 IPCamara GPS 3G 智能警车
1 硬件系统设计
1. 处理器：
本系统采用S3C6410X嵌入式ARM11作为主处理器，S3C6410X是基于ARM1176JZF—S核的用于手持、移动等终端设备的通用处理器。 S3C6410是一款低功率、高性价比、高性能的用于移动电话和通用处理RSIC处理器。为2.5G和3G通信服务提供了优化的硬件性能，采用 64/32bit的内部总线架构，融合了AXI、AHB、APB总线。还有很多强大的硬件加速器，包括运动视频处理、音频处理、2D加速、显示处理和缩放。一个集成的MFC（Multi—Format video Codec）支持MPEG4 /H.263/H.264编解码和VC1的解码，这个硬件编解码器支持实时的视频会议以及NRSC和PAL制式的TV输出。 内置一个采用最先进技术的3D加速器，支持OpenGL ES 1.1/ 2.0和D3DM API 能实现4M triangles/s的3D加速。 S3C6410包括优化的外部存储器接口，该接口能满足在高端通信服务中的数据带宽要求。为了降低整个系统的成本和提升总体功能，S3C6410包括很多硬件功能外设：Camera接口，TFT 24bit真彩色LCD控制器，系统管理单元（电源始终等），通用I/O口，I2S总线，I2C总线，USB Host，高速USB OTG，SD Host和高速MMC卡接口等资源。
2、3G模块：
3G模块采用华为EC1260 CDMA无线传输终端，除完成高速数据传输和无线上网功能外，还具有通话，发短信等功能。
3、GPS模块
GPS模块采用Trimble公司的IS51000F00A集成模块。可采集位置及高度信息。并将信息通过串口输出到处理器。
4、USB摄像头
摄像头采用天敏10moons摄像头，100万像素。并将图像信息通达USB传送到ARM处理器。
5、警车
本设计使用深圳摩时达科技有限公司开发设计的操纵杆操控警车样机，作为我们实验用车。
6、控制中心
控制中心可采用普通PC机（但需装有本系统的专用软件）。
2 软件系统设计
2.1 系统概述
ARM处理器采用Linux操作系统，程序界面采用HTML语言设计（可跨平台）。自行编制IPCamara的驱动程序，无线网卡的驱动程序，搭建网络服务器，控制中心采用图像识别算法，能在众多的摄像头图像中可发现目标，并可提醒警车司机采取必要行动。同时GPS上的定位信息可实时传送至控制中心电脑，控制中心可实时掌握各单位各车辆的位置信息并在地图上显示，而不需要各单位上报位置信息，便于统一指挥调度。
2.2 嵌入式BOA 服务器移植
下面是自己在270平台上移植Boa 的过程。
第一步完成Boa 程序的移植；
第二步完成Boa 的配置，使其能够支持CGI 程序的执行；
第三步在主机端new_boa 目录下vi index.html 创建一个简单网页；
第四步进入平台平台的var/www 目录下，运行./boa；
第五步启动浏览器，输入211.87.99.168（平台服务器IP）。
2.3 视频采集模块设计
视频采集模块的任务是从USB摄像头设备中读取视频帧数据，并获取的视频数据压缩成一定格式保存。它是后边图像处理，视频监控的基础。
USB摄像头属于视频类设备，在目前的Linux核心中，视频部分的标准是VideoforLinux。这个标准其实定义了一套接口，内核、驱动、应用程序以这个接口为标准进行交流。目前的VideoforLinux涵盖了视、音频流捕捉及处理等内容，USB摄像头也属于它支持的范畴。由于Video4Linux支持视频音频文字电视广播等内容，因此Video4Linux中定义了很多数据结构，Video4Linux模块的源代码主要在Linux源代码中的Linux/videodev.c和/linux/videodev.h两个文件中定义。本设计用到的相关数据结构有：
Struct video capability 包含摄像头的基本信息
Struct video_picture 包含设备采集图像的各种属性
Struct video_mbuf 利用mmap进行映射的帧信息，实际上是输入到摄像头存储器缓冲中的帧信息
2.4 运动目标检测
差影法是常用的运动目标检测方法之一。它的基本思想是输入图像与背景模型进行比较，通过判定灰度等特征的变化，或用直方图等统计信息的变化来判断异常情况的发生和分割运动目标。
它实际上就是图像的相减运算（又称减影技术），是指把同一景物在不同时间拍摄的图像或同一景物在不同波段的图像相减。差值图像提供了图像间的差异信息，能用以指导动态监测，运动目标检测和跟踪，图像背景消除及目标识别等工作。
3 结语
本文介绍一种社区智能警车及控制中心的一种设计方案，其中设计的样机已通过测试并可稳定工作，但其中的不足不处是，人脸识别系统鉴于拍摄距离及移动原因，并不可靠稳定，所以还有待我们进一步研究开发更加稳定可靠的图像识别及跟踪系统。限于篇幅关系，本文没从细节方面对本系统进行详细描述，关于更详细的描述可查看作者的另外一篇同题论文。
参 考 文 献
[1] 李驹光. 聂雪媛. 江泽明. 王兆卫. ARM应用系统开发详解. 清华大学出版社. 2003
[2] （美）K.Wall.M.Watson.Whitis.GNU Linux编程指南. 王勇. 王一川. 林花军. 甘泉译. 清华大学出版社. 2005
[3] 卢致强. 基于TMS320DSC21的嵌入式网络摄像机的设计. 中国农业大学硕士论文. 2006