一种公交车物联网安控终端装置的硬件系统的制作方法

一种公交车物联网安控终端装置的硬件系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及物联网技术领域，具体涉及一种公交车物联网安控终端装置的硬件系统。
【背景技术】
[0002]随着互联网技术的普及，以及嵌入式技术、传感器技术和无线传输技术的迅速发展，信息网络对人们生活方式的影响越来越大，并深入到各应用领域当中进一步发挥其影响力。这些技术将人们的感知世界进行广阔地延伸，从而将各种逻辑上的信息与真实物理世界融合在一起，满足了人们信息获取的“无所不在”需求，改变着人们与自然的交互方式。
[0003]基于物联网技术在智能交通、城市安全等领域的广泛应用，目前对远程信息的实时监测及汇总分析能力的要求也越来越高。然而在这些领域，通常需要采集或监控的节点较多，采集终端安装分散，并且对数据传输的可靠性、安全性要求较高，因此要求相应的终端接收设备具有多路数据的汇聚、分析、过滤等功能。
[0004]为了响应我国“智能公交”智能公交调度和管理的要求，融合现代计算机、通信、高级传感和测控等物联网技术，新一代采集系统的设计需要满足智能交通的多种信息采集和实时、准确、高效的综合管理的要求。而现有的公交系统数据采集和传输设备及系统，信息采集和传输功能单一、接入模块的可扩展性较差。视频监控大都仍是低分辨率的模拟视频，且很少能支持实时远程网络监控。一旦接入节点设备设计完成，就难以对节点的传感采集和传输功能进行扩展，对于新的应用场景更要对节点硬件结构进行重新设计，再开发较复杂且周期长。这不但难于实现多平台无线设备接入，且成本较高，限制了物联网接入技术的推广应用。
[0005]因此本实用新型利用FPGA SoC设计提供一种支持多种传感器、高清数字视频实时监控、有线/无线通信传输和互联网接入的通用集成设计，能够进行多种传感器和采集设备的采集数据信息传输和转发，并提供多种物联网接入的传输方式。能够广泛应用于各种车辆物联网安控的数据采集和传输设备，提高安控应用服务质量和降低物联网组网成本。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型针对上述不足提供一种公交车物联网安控终端装置的硬件系统，本设备通过传感器和网络视频接口实现多种数据信息数据采集、高清音视频实时获取，通过FPGA实现多路多类型安控数据的存储、传输、分析处理，同时通过无线通信接口和以太网通信接口实现信息数据的调阅，解决了传统车辆终端存在的缺陷。
[0007]一种公交车物联网安控终端装置的硬件系统，其特征在于:包括安控终端FPGA主板网络视频接口、数据接口、通信接口、硬盘接口和供电接口板；安控终端FPGA主板包括FPGA模块、通信模块、网络视频模块、数据传感模块、硬盘存储模块和供电模块。
[0008]以下是进一步限定。
[0009]在本实用新型中，所述的FPGA模块包括FPGA芯片、缓存计算模块、系统配置模块和对外接口模块。
[0010]在本实用新型中，所述的网络视频接口网络视频接口采用多路高清网络视频接入电路，包含多路网络视频数据接口。
[0011 ] 在本实用新型中，所述的数据接口包括传感器接口、报警器接口。可以根据实际需要选配不同类型、数量的环境参数传感器，实现本地信息的采集。
[0012]在本实用新型中，所述的通信接口包括无线通信接口和以太网通信接口。无线通信接口采用标准SMA无线传输接口，以太网通信接口采用RJ45接口。
[0013]在本实用新型中，所述的硬盘存储模块包括硬盘架和至少一块视频存储硬盘。
[0014]在本实用新型中，所述的供电接口板包括两路DC/DC变电电路。可以根据实际需要配置电路参数，使系统供电支持12V、24V或36V电源供电。
[0015]本使用新型的优点:
[0016]I)本实用新型提出了一种应用于公交车物联网安控终端装置的硬件系统。适用于多种公交车物联网应用环境中的接入设备装置需求，支持无线数据通信和网络数据传输，可以载有或接入多种模拟/数字传感器和采集设备，支持高清网络音视频数据实时监控，具有适用范围广、可扩展性好等优点。
[0017]2)兼容多种传感器和采集设备，可以包含温度传感器、湿度传感器多种模拟/数字传感器；可以接入多路网路高清摄像头，通过工业以太网通信接口交互；可以采集各种环境参数和监测数据。上述传感器和采集设备可以适用于工农业生产、环境监测、车辆安控等广泛的应用领域。
[0018]3)支持多种数据通信方式，可以通过无线通信网络、以太网有线网络等终端进行通信。能够满足物联网接入系统的多种采集设备需求，支持多种物联网接入方式，降低了物联网接入网络的组网成本。
[0019]4)本实用新型的电源采用统一的标准电源接口，支持宽范围供电输入，能够满足各种应用环境的要求。
[0020]5)本实用新型显著特征在于，既可以实现远程信息及本地环境信息的采集，又可以实现采集信息的多种上传方式，同时可以选配不同的无线传输模块及传感器，因此系统提供了专门的配置功能，用户可根据具体应用场景进行功能定制，提高了设备的通用性。
【附图说明】
:
[0021]图1为公交车物公交车物联网安控终端装置的硬件系统的硬件结构框图；
[0022]图2为公交车物公交车物联网安控终端装置的硬件系统的工作示意图；
[0023]图3为公交车物公交车物联网安控终端装置的硬件系统的设备接口示意图；
[0024]图3-(1)为设备整体外观结构示意图，设备外壳由分体型材组装而成，包含顶盖、底板、前面板和后面板。
[0025]图3-(2)是前面板接口图，它有一个M16-4电源航空头、一个电源开关、一个2.5吋监控硬盘架接口；
[0026]图3-(3)是后面板接口图，它含有6个M16-6网络视频航空接口，6pin接口中含有每路网络摄像头接入的供电和数据接头，直接通过复合线连接摄像头，为前端摄像头供电，并与之交互进行配置和数据采集。后面板还有报警按钮接口，与司乘人员报警控制按钮相接，实时上报紧急信息。另外还有GPS天线接口、3G天线接口。
【具体实施方式】
:
[0027]通过借助附图详细描述本实用新型的实施例，将有助于理解本实用新型的目的和优点，其中:
[0028]图1是公交车物联网安控终端装置的硬件系统的硬件结构框图。
[0029]主板包含核心FPGA模块接口，还有视频采集通道接入接口、温度传感器接入接口、GPS模块、人工报警按键接入接口以及扩展wifi模块；同时，FPGA主板还有上行传输通道接口，分别是以太网网络接口和3G/4G无线模块。FPGA主板还有系统调试配置电路、电源供电模块电路、HDMI视频输出接口和SATA存储接口。
[0030]FPGA模块设计是基于Zynq XC7Z020芯片的FPGA物联网接入信息数据处理的模块电路，它包含FPGA核心芯片，模块配置和数据存储芯片QSPIFlash，模块运行高速缓存器件DDR3芯片组以及系统时钟。FPGA核心芯片采用Zynq XC7Z020芯片，QSPI Flash选用Micron的 N25Q128A13BSF40F 芯片(容量 16MB)，DDR3 芯片则采用四颗Micron 的 MT41J256M8HX-15E芯片(每颗容量256MB)，为FPGA系统提供IGB的运行缓存。
[0031 ] 接口电路是安控终端设备的多种数据信息前端物理连接接入接口，包括6路视频采集通道、音频采集通道，外接人工报警按键的接入端口，以太网网络接入接口。其中音视频数据信息采集通过网络摄像头网络数据接口接入接口，通过网络接口芯片接到主板音视频输入通道上；以太网网络PHY接入通过以太网控制芯片88E1111连接FPGA芯片Enet接
□ O
[0032]图2是公交车物公交车物联网安控终端装置的硬件系统的工作示意图。
[0033]公交车物公交车物联网安控终端装置的硬件系统开发平台以xilinxFPGA Zynq 7芯片为核心嵌入式处理器系统，其系统设计包含安控终端FPGA主板、FPGA模块和数据接口等和。它通过FPGA主板采集前端接口包含多种数据信息接入，包括6路音视频、温度、GPS位置信息以及人工报警；这些数据信息经过FPGA芯片的数据处理，通过以太网IPv4/v6网络或3G/4G无线网络进行上行传输。
【主权项】
1.一种公交车物联网安控终端装置的硬件系统，其特征在于:包括安控终端FPGA主板网络视频接口、数据接口、通信接口、硬盘接口和供电接口板； 安控终端FPGA主板包括FPGA模块、通信模块、网络视频模块、数据传感模块、硬盘存储模块和供电模块。
2.如权利要求1所述的一种公交车物联网安控终端装置的硬件系统，其特征在于，FPGA模块包括FPGA芯片、缓存计算模块、系统配置模块和对外接口模块。
3.如权利要求1所述的一种公交车物联网安控终端装置的硬件系统，其特征在于，网络视频接口采用多路高清网络视频接入电路，包含多路网络视频数据接口。
4.如权利要求1所述的一种公交车物联网安控终端装置的硬件系统，其特征在于，数据接口包括传感器接口和报警器接口。
5.如权利要求1所述的一种公交车物联网安控终端装置的硬件系统，其特征在于，通信接口包括无线通信接口和以太网通信接口。
6.如权利要求1所述的一种公交车物联网安控终端装置的硬件系统，其特征在于，硬盘存储包括硬盘架和至少一块视频存储硬盘。
7.如权利要求1所述的一种公交车物联网安控终端装置的硬件系统，其特征在于，供电接口板包括两路DC/DC变电电路。
【专利摘要】一种公交车物联网安控终端装置的硬件系统涉及物联网技术领域，包括安控终端FPGA主板、FPGA模块、网络视频接口、数据接口、通信接口、硬盘存储和供电接口板。本实用新型提供一种公交车物联网安控终端装置的物联网接入系统，实现多路高清音视频监控信息、报警信息和环境参数的无线4G高速实时传输，同时也能够通过以太网、通用通信接口进行有线传输。通过简单的定制接口和传输应用配置，就能够分别构成满足车辆安控物联网接入的各种设备装置。具有通用性好、构造配置方便的特点。
【IPC分类】G05B19-042
【公开号】CN204613650
【申请号】CN201520111814
【发明人】侯义斌, 黄樟钦, 李达, 钱晟, 刘云莉
【申请人】北京工业大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年2月15日