專利名稱：路、橋收費系統(tǒng)中的集成數(shù)字視頻混合裝置的制作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型涉及一種數(shù)字視頻混合裝置，尤其是路、橋收費系統(tǒng)中集成數(shù)字視頻混合裝置。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的包括視頻輸入模塊、輸出模塊、字符疊加模塊、通信模塊、控制模塊電路組成其中輸入模塊電路包括75歐姆輸入阻抗匹配電路及過壓保護電路；其特征是視頻輸出模塊電路由專用視頻通道芯片組成，且設有兩路或多路75歐姆的視頻輸出；控制模塊電路由微處理器構成，所述字符疊加模塊主要由視頻字符疊加芯片構成，字符疊加模塊包括視頻輸入端連接輸入跟隨電路和行同步分離電路，從行同步分離電路連接視頻字符疊加芯片，同步電路由同步芯片構成，另設有字符點陣存儲器與視頻字符疊加芯片連接，視頻字符疊加芯片的輸出端通過視頻通道芯片構成的通道開關并連接輸出驅動電路后視頻輸出。實時時鐘功能的實現(xiàn)，是采用專用時鐘芯片，它有體積小，功能強大的特點，通過外接電池，可以實現(xiàn)斷電后繼續(xù)計時，而且有硬件中斷來保證計時的準確性，降低了MPU的計算負荷，提高了系統(tǒng)的響應速度和可靠性。
本實用新型的特點是采用專用芯片使裝置的信息流速度更高，可以達到19200bps波特率。是現(xiàn)有裝置的二倍。單輸入、雙輸出(其中一路可以選擇有字符疊加和無字符疊加)，斷電時能夠保證有一路正常輸出視頻信號。視頻字符疊加芯片典型的如MB90092，該芯片的可以提供全屏1 2行24列字符顯示，提供4種字符大小，字符有8級灰度或者8種色彩顯示，字符有4種勾邊方式，可以選擇顯示原始圖像或者隱藏原始圖像字符寬度和字符陰影可以通過外接電位器調節(jié)，最大支持8192個不同的字符，采用I2C總線控制，5V單電源供電，該芯片還提供RGB等輸出，為擴展留有余地。疊加模塊則是VDM設備的核心，將該設備接入到閉路電視系統(tǒng)中，并隨時從計算機管理系統(tǒng)中接收收費情況的數(shù)據(jù)，動態(tài)地插入到帶有車輛圖像的視頻畫面中，這樣，車型、車況、收費情況、操作員工號、車道等信息在監(jiān)控系統(tǒng)中就一目了然；隨著收費操作員的按鍵操作動態(tài)刷新，便完成了計算機管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻的結合，從而達到了監(jiān)督檢查的需要。
本實用新型能夠同時顯示字母、數(shù)字以及漢字等信息，具有結構簡便、功能可靠靈活、成本低廉等優(yōu)點，可以廣泛應用于各種電視監(jiān)控系統(tǒng)中。本實用新型根據(jù)計算機發(fā)出的命令在輸入視頻圖像上疊加字符數(shù)據(jù)信息，并有選擇地設置一塊矩形透明陰影，滿足高速公路收費系統(tǒng)要求，擴大并完善收費站系統(tǒng)信息顯示，形成一種良好的收費站監(jiān)督核查機制。


圖1所示的單片機控制及計算機通信電路，該電路使設備可以與計算機的串行端口直接進行數(shù)據(jù)通信，便于實現(xiàn)人機交互，根據(jù)需要完成多種功能。疊加信息與疊加時機由計算機控制。單片機即微處理器采用ATMEL公司的89C55WD，利用單片機的串行口和串行通信功能、實現(xiàn)與計算機RS232口通信功能，從計算機接收控制命令，控制字符疊加功能的實現(xiàn)。單片機能夠在高達33MHz的頻率下工作，運算能力強，內部有三個定時器，兩個地址指針，20K的內部程序存儲器，最關鍵的是該芯片內部有一個Watchdog，如果在16384個機器周期沒有對Watchdog復位的話，單片機會自動給RESET腳置高電位的方式強行復位。這樣就實現(xiàn)的、了程序在意外情況下的自我恢復功能，軟件設計時考慮了意外斷電的情況，在重新上電后可以恢復到上次的設定狀況。軟件提供了二次開發(fā)的接口，提供了一系列通訊命令，用戶可以動態(tài)載入所存儲的字符，顯示的字符不僅限于漢字和字母，任何符合大小(24*24)的點陣圖像均可以顯示。
由圖可見，來自攝像機的原始視頻和來自計算機的字符信息，經VDM設備處理后，輸出圖象即為疊加了字符信息的視頻信號。每一個VDM設備內部有兩塊完全一樣且互相獨立的電路板；每一塊板子都有一個視頻輸入端口，兩個視頻輸出端口，因此，整個VDM設備有兩個視頻輸入端，四個視頻輸出端。由于原理完全相同，僅取一塊電路板作為研究對象，展開分析討論。
如圖1所示，VDM設備可以劃分為輸入模塊、輸出模塊、字符疊加模塊、通信模塊、控制模塊等部分。其中輸入模塊和輸出模塊都采用專用芯片，輸入模塊主要是實現(xiàn)75歐姆輸入阻抗匹配及過壓保護；輸出模塊可以驅動兩路75歐姆的視頻輸出；通信模塊采用ICL232集成芯片實現(xiàn)邏輯電平的轉換，可通過串行口直接與計算機進行通信(也可以用485串行接口)；控制模塊主要是單片機，通過它實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制功能；而字符疊加模塊則是VDM設備的核心。下面根據(jù)VDM設備的框圖，依次分析各模塊的工作原理。
如圖所示，輸入模塊主要是對輸入的視頻信號進行75歐姆輸入阻抗匹配，并且實現(xiàn)隔離以及過壓保護作用。經MAX470視頻隔離放大后，視頻信號被傳送給字符疊加模塊。其具體的電路圖。
如圖3所示，視頻通道電路主要是對字符疊加后的視頻信號進行放大、分成兩路，分別驅動兩路75歐姆的視頻輸出(IVp-p)。要求阻抗匹配。其具體的電路圖。
圖4、5、6雙總線控制電路框圖和電路圖中雙總線控制電路圖中對Flash ROM讀寫的控制電路圖。
圖1中同步提取圖中，為了滿足陰影和字符定位的準確性，需要提取視頻信號中的場同步和行同步。同步提取部分具體電路如圖6所示。它采用同步分離芯片LM1881，從視頻信號中把行同步和場同步分離出來提供給單片機和字符芯片。
權利要求1.路、橋收費系統(tǒng)中的集成數(shù)字視頻混合裝置，包括視頻輸入模塊、輸出模塊、字符疊加模塊、通信模塊、控制模塊電路組成其中輸入模塊電路包括75歐姆輸入阻抗匹配電路及過壓保護電路；其特征是視頻輸入輸出模塊電路由專用視頻通道芯片組成，且設有兩路或多路75歐姆的視頻輸出；采取單輸入、雙輸出電路，控制模塊電路由單片微處理器構成，所述字符疊加模塊主要由視頻字符疊加芯片構成，字符疊加模塊包括視頻輸入端連接輸入跟隨電路和行同步分離電路，從行同步分離電路連接視頻字符疊加芯片，同步電路由同步芯片構成，設有字符點陣存儲器與視頻字符疊加芯片連接，視頻字符疊加芯片的輸出端通過視頻通道芯片構成的通道開關并連接輸出驅動電路后視頻輸出。
2.由權利要求1所述的路、橋收費系統(tǒng)中的集成數(shù)字視頻混合裝置，其特征是采用帶內部看門狗的單片微處理器89C55WD。
專利摘要路、橋收費系統(tǒng)中的集成數(shù)字視頻混合裝置,包括視頻輸入模塊、輸出模塊、字符疊加模塊、通信模塊、控制模塊電路組成:視頻輸入輸出模塊電路由專用視頻通道芯片組成,且設有兩路或多路75歐姆的視頻輸出;采取單輸入、雙輸出,控制模塊電路由單片微處理器構成,字符疊加模塊包括視頻輸入端連接輸入跟隨電路和行同步分離電路,同步電路由同步芯片構成,設有字符點陣存儲器與視頻字符疊加芯片連接,視頻字符疊加芯片的輸出端通過視頻通道芯片構成的通道開關并連接輸出驅動電路后視頻輸出。本實用新型能顯示字母、數(shù)字以及漢字等信息,具有結構簡便、功能可靠靈活、成本低廉等優(yōu)點。
文檔編號H04N7/18GK2504853SQ01263199
公開日2002年8月7日 申請日期2001年10月12日 優(yōu)先權日2001年10月12日
發(fā)明者沈慶宏, 袁杰, 王惠, 都思丹, 高敦堂 申請人:南京大學