CN109756642B - 选票图像采集系统的控制方法及选票图像采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子投票箱技术领域，实施例具体公开一种选票图像采集系统的控制方法及选票图像采集系统。本申请提供的选票图像采集系统包括图像采集装置和计算装置，图像采集装置与计算装置通过USB数据线连接，选票图像采集系统的控制方法包括：FPGA芯片将采集的选票图像数据经处理后传输到存储芯片；存储芯片存储选票图像数据；FPGA芯片将存储芯片存储的选票图像数据通过USB接口芯片传输到计算装置。通过增加存储芯片存储选票图像数据，在出现USB闪断时，FPGA芯片可以读取存储芯片存储的选票图像数据进行重传，解决了USB闪断时计算装置接收的选票图像数据有缺失的问题，保证了选票图像数据的完整采集。

Description

选票图像采集系统的控制方法及选票图像采集系统

技术领域

本发明涉及电子投票箱技术领域，具体涉及一种选票图像采集系统的控制方法及选票图像采集系统。

背景技术

电子投票箱图像采集装置将采集的选票图像数据由USB3.0接口芯片通过USB数据线缆传输到计算装置。常见USB3.0大数据传输设备线缆都比较短，而在选票图像采集过程中，由于图像采集装置与计算装置的USB连接线缆传输距离过长，传输损耗过大，在传输过程中会偶发出现XACT传输错误，产生USB连接突然断开后又迅速恢复的现象。即USB3.0闪断，出现闪断以后原有采集系统会终止图像采集而无法恢复正常。

在电子投票箱图像采集装置原有设计中，硬件采用实时采集实时传输的方法，只使用FPGA缓存区缓存少量数据，在发生闪断阻塞时会丢失部分选票图像数据。发生USB闪断以后计算装置的采集软件会收到报错但不会重新连接USB3.0进行续传。所以原有图像采集装置在偶发USB闪断以后会收到半张选票图像，同时不能传输后续选票图像，如果在选举过程中出现USB3.0闪断会造成大量选票数据丢失，造成选举事故。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种选票图像采集系统的控制方法及选票图像采集系统，能够解决或者至少部分解决上述存在的问题。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种选票图像采集系统的控制方法，所述选票图像采集系统包括图像采集装置和计算装置，所述图像采集装置与所述计算装置通过USB数据线连接，所述图像采集装置包括依次电连接的存储芯片、FPGA芯片和USB接口芯片，所述方法包括：

所述FPGA芯片将采集的选票图像数据经处理后传输到所述存储芯片；

所述存储芯片存储所述选票图像数据；

所述FPGA芯片将所述存储芯片存储的选票图像数据通过所述USB接口芯片传输到所述计算装置。

优选的，所述FPGA芯片将采集的选票图像数据经处理后传输到所述存储芯片的方法，包括：

将采集的选票图像数据中的每行数据均拼接对应的页号和行号，再将拼接后的选票图像数据进行封装；

将封装后的选票图像数据生成选票图像数据包并传输到所述存储芯片。

优选的，所述FPGA芯片将所述存储芯片存储的选票图像数据通过所述USB接口芯片传输到所述计算装置的方法，包括：

实时监测所述USB接口芯片的传输状态；

当监测到所述USB接口芯片传输阻塞达到预设时间时，判断所述USB接口芯片发生闪断，暂停传输数据，并将所述存储芯片的读地址回调预设行数；

当监测到所述USB接口芯片传输恢复正常时，从所述存储芯片回调后的读地址重新开始传输数据。

优选的，所述计算装置设有驱动程序和采集应用程序，所述方法还包括：

所述驱动程序实时监测USB接口的传输状态；

当所述驱动程序监测到所述USB接口闪断时，所述驱动程序发送闪断通知信息到所述采集应用程序；

所述采集应用程序断开当前USB连接，再重新连接USB，继续接收选票图像数据。

优选的，所述方法还包括：

当所述驱动程序监测到所述USB接口的数据传输停止时，所述驱动程序发送完成通知信息到所述采集应用程序；

所述采集应用程序将接收到的选票图像数据按页号和行号进行去重和拼接，完成完整选票图像数据的采集。

本发明还提供一种选票图像采集系统，所述选票图像采集系统包括图像采集装置和计算装置，所述图像采集装置与所述计算装置通过USB数据线连接，所述图像采集装置包括依次电连接的存储芯片、FPGA芯片和USB接口芯片，其中，

所述FPGA芯片用于将采集的选票图像数据经处理后传输到所述存储芯片；

所述存储芯片用于存储所述处理后的选票图像数据；

所述FPGA芯片用于将所述存储芯片存储的选票图像数据通过所述USB接口芯片传输到所述计算装置。

优选的，所述FPGA芯片包括数据采集存储控制模块、主控模块、存储芯片控制器和USB控制模块，所述主控模块分别与所述数据采集存储控制模块、存储芯片控制器和USB控制模块电连接，所述存储芯片控制器还分别与所述数据采集存储控制模块和所述USB控制模块电连接，其中，

所述数据采集存储控制模块用于将采集的选票图像数据中的每行数据均拼接对应的页号和行号，再将拼接后的选票图像数据进行封装后传输到所述存储芯片控制模块；

所述存储芯片控制模块用于将封装后的选票图像数据生成选票图像数据包并传输到所述存储芯片。

优选的，所述USB控制模块设置有阻塞超时检测单元，所述阻塞超时检测单元用于实时监测所述USB接口芯片的传输状态；当监测到所述USB接口芯片传输阻塞达到预设时间时，判断所述USB接口芯片发生闪断，所述USB控制模块暂停传输数据，并通过所述存储芯片控制器将所述存储芯片的读地址回调预设行数；

当所述阻塞超时检测单元监测到所述USB接口芯片传输恢复正常时，所述USB控制模块通过所述存储芯片控制器从所述存储芯片回调后的读地址重新开始传输数据。

优选的，所述计算装置设有驱动模块和采集应用模块，其中，

所述驱动模块实时监测USB接口的传输状态；

当所述驱动模块监测到所述USB接口闪断时，所述驱动模块发送闪断通知信息到所述应用模块；

所述应用模块断开当前USB连接，再重新连接USB，继续接收选票图像数据。

优选的，当所述驱动模块监测到所述USB接口的数据传输停止时，所述驱动模块发送完成通知信息到所述应用模块；所述应用模块将接收到的选票图像数据按页号和行号进行去重和拼接，完成完整选票图像数据的采集。

本申请与现有技术相比，其有益效果详细说明如下：本申请提供的选票图像采集系统包括图像采集装置和计算装置，图像采集装置与计算装置通过USB数据线连接，图像采集装置包括依次电连接的存储芯片、FPGA芯片和USB接口芯片，控制方法包括：FPGA芯片将采集的选票图像数据经处理后传输到存储芯片；存储芯片存储选票图像数据；FPGA芯片将存储芯片存储的选票图像数据通过USB接口芯片传输到计算装置。通过增加存储芯片存储选票图像数据，在出现USB闪断时，FPGA芯片可以读取存储芯片存储的选票图像数据进行重传，解决了USB闪断时计算装置接收的选票图像数据有缺失的问题，保证了选票图像数据的完整采集。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的选票图像采集系统的控制方法流程示意图；

图2为本发明实施例1提供的FPGA芯片将采集的选票图像数据经处理后传输到存储芯片的方法流程示意图；

图3为本发明实施例1提供的FPGA芯片将存储芯片存储的选票图像数据通过USB接口芯片传输到计算装置的方法流程示意图；

图4为本发明实施例1提供的计算装置接收选票图像数据的方法流程示意图；

图5为本发明实施例2提供的选票图像采集系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明实施例1提供一种选票图像采集系统的控制方法，选票图像采集系统包括图像采集装置和计算装置，图像采集装置与计算装置通过USB数据线连接，图像采集装置包括依次电连接的存储芯片、FPGA芯片和USB接口芯片，控制方法包括：

S1：FPGA芯片将采集的选票图像数据经处理后传输到存储芯片；

S2：存储芯片存储选票图像数据；

S3：FPGA芯片将存储芯片存储的选票图像数据通过USB接口芯片传输到计算装置。

需要说明的是，以前的图像采集装置均采用实时采集实时传输的方法。本申请在硬件层面增加了DDR2芯片，存储选票数据。当USB闪断时，DDR2中存储了多张选票数据可以重传。

如图2所示，具体的，FPGA芯片将采集的选票图像数据经处理后传输到存储芯片的方法，包括：

S11：将采集的选票图像数据中的每行数据均拼接对应的页号和行号，再将拼接后的选票图像数据进行封装；

S12：将封装后的选票图像数据生成选票图像数据包并传输到存储芯片。

需要说明的是，选票图像数据在存储进DDR2之前，进行了封装和拼接，每行数据均加上页号和行号，便于后续采集软件处理。

如图3所示，具体的，FPGA芯片将存储芯片存储的选票图像数据通过USB接口芯片传输到计算装置的方法，包括：

S31：实时监测USB接口芯片的传输状态；

S32：当监测到USB接口芯片传输阻塞达到预设时间时，判断USB接口芯片发生闪断，暂停传输数据，并将存储芯片的读地址回调预设行数；

S33：当监测到USB接口芯片传输恢复正常时，从存储芯片回调后的读地址重新开始传输数据。

需要说明的是，在FPGA中增加了阻塞超时检测单元，当USB传输阻塞128ms以后，判断USB发生了闪断，然后通知DDR2控制模块。

通过大量实验数据测试，USB3.0发生闪断以后丢失的数据在20-30行，不是一个固定的数值。因此DDR2控制模块在发生USB闪断后，将DDR2读地址回调到128行前，确保不缺失数据。

在USB接口芯片的缓存区再次为空以后，阻塞超时检测单元认为USB已经完成重连。USB控制模块重新开始传输数据，这时候传输的数据为闪断前128行数据和闪断后缓存的数据。这时候图像采集装置传输给计算装置的数据会有重复行。

一片DDR2可以缓存5页完整的选票图像数据，一页选票图像数据采集时间为700ms。而通过大量实验数据得知，USB闪断重连只需要十多ms。因此保证了可以缓存USB闪断期间采集的图像数据完整不丢失。

如图4所示，具体的，计算装置设有驱动程序和采集应用程序，选票图像采集系统的控制方法还包括步骤S4：计算装置接收选票图像数据，具体的方法包括：

S41：驱动程序实时监测USB接口的传输状态；

S42：当驱动程序监测到USB接口闪断时，驱动程序发送闪断通知信息到采集应用程序；

S43：采集应用程序断开当前USB连接，再重新连接USB，继续接收选票图像数据。

具体的，计算装置接收选票图像数据的方法还包括：

S44：当驱动程序监测到USB接口的数据传输停止时，驱动程序发送完成通知信息到采集应用程序；

S45：采集应用程序将接收到的选票图像数据按页号和行号进行去重和拼接，完成完整选票图像数据的采集。

需要说明的是，本申请在计算装置驱动程序和应用接口层改变原来接收数据方式，增加USB连接断开事件响应例程EvtUsbTargetPipeReadersFailed，在闪断发生时，通过响应例程通知采集应用程序断开当前连接，重新连接USB，继续接收图像数据，在USB接口没有数据上传时，对接收的数据按硬件计数标记(行号标记和页号标记)进行数据去重和拼接，完成完整选票图像的采集，形成正反面图像。

如图2所示，本发明还提供一种选票图像采集系统，选票图像采集系统包括图像采集装置和计算装置，图像采集装置与计算装置通过USB数据线连接，图像采集装置包括依次电连接的存储芯片、FPGA芯片和USB接口芯片，其中，

FPGA芯片用于将采集的选票图像数据经处理后传输到存储芯片；

存储芯片用于存储处理后的选票图像数据；

FPGA芯片用于将存储芯片存储的选票图像数据通过USB接口芯片传输到计算装置。

具体的，FPGA芯片包括数据采集存储控制模块、主控模块、存储芯片控制器和USB控制模块，主控模块分别与数据采集存储控制模块、存储芯片控制器和USB控制模块电连接，主控模块用于对FPGA内的各控制模块进行时序控制，存储芯片控制器还分别与数据采集存储控制模块和USB控制模块电连接，其中，

数据采集存储控制模块用于将采集的选票图像数据中的每行数据均拼接对应的页号和行号，再将拼接后的选票图像数据进行封装后传输到存储芯片控制模块；

存储芯片控制模块用于将封装后的选票图像数据生成选票图像数据包并传输到存储芯片。

具体的，USB控制模块设置有阻塞超时检测单元，阻塞超时检测单元用于实时监测USB接口芯片的传输状态；当监测到USB接口芯片传输阻塞达到预设时间时，判断USB接口芯片发生闪断，USB控制模块暂停传输数据，并通过存储芯片控制器将存储芯片的读地址回调预设行数；

当阻塞超时检测单元监测到USB接口芯片传输恢复正常时，USB控制模块通过存储芯片控制器从存储芯片回调后的读地址重新开始传输数据。

具体的，计算装置设有驱动模块和采集应用模块，其中，

驱动模块实时监测计算装置USB接口的传输状态；

当驱动模块监测到计算装置USB接口闪断时，驱动模块发送闪断通知信息到采集应用模块；

采集应用模块断开当前USB连接，再重新连接USB，继续接收选票图像数据。

具体的，当驱动模块监测到计算装置USB接口的数据传输停止时，驱动模块发送完成通知信息到采集应用模块；采集应用模块将接收到的选票图像数据按页号和行号进行去重和拼接，完成完整选票图像数据的采集。

图5所对应实施例中特征的说明可以参见对应的实施例1的相关说明，这里不再一一赘述。

使用本申请的技术后，在发生USB3.0闪断以后，采集软件能够继续采集选票图像数据。目前所有的电子投票箱都采用了该重连和数据续传技术。经过百万张投票测试，电子投票箱技术准确，没有丢行的现象。本技术已经普遍使用在各级会议选举服务当中，保证了选票数据识别准确无误。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种选票图像采集系统的控制方法，其特征在于，所述选票图像采集系统包括图像采集装置和计算装置，所述图像采集装置与所述计算装置通过USB数据线连接，所述图像采集装置包括依次电连接的存储芯片、FPGA芯片和USB接口芯片，所述方法包括：

所述FPGA芯片将采集的选票图像数据经处理后传输到所述存储芯片；

所述存储芯片存储所述选票图像数据；

所述FPGA芯片将所述存储芯片存储的选票图像数据通过所述USB接口芯片传输到所述计算装置；

其中，所述FPGA芯片将所述存储芯片存储的选票图像数据通过所述USB接口芯片传输到所述计算装置的方法，包括：

实时监测所述USB接口芯片的传输状态；

当监测到所述USB接口芯片传输阻塞达到预设时间时，判断所述USB接口芯片发生闪断，暂停传输数据，并将所述存储芯片的读地址回调预设行数；

当监测到所述USB接口芯片传输恢复正常时，从所述存储芯片回调后的读地址重新开始传输数据；

其中，所述计算装置设有驱动程序和采集应用程序，所述方法还包括：

所述驱动程序实时监测USB接口的传输状态；

当所述驱动程序监测到所述USB接口闪断时，所述驱动程序发送闪断通知信息到所述采集应用程序；

所述采集应用程序断开当前USB连接，再重新连接USB，继续接收选票图像数据。

2.根据权利要求1所述的选票图像采集系统的控制方法，其特征在于，所述FPGA芯片将采集的选票图像数据经处理后传输到所述存储芯片的方法，包括：

将采集的选票图像数据中的每行数据均拼接对应的页号和行号，再将拼接后的选票图像数据进行封装；

将封装后的选票图像数据生成选票图像数据包并传输到所述存储芯片。

3.根据权利要求1所述的选票图像采集系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述驱动程序监测到所述USB接口的数据传输停止时，所述驱动程序发送完成通知信息到所述采集应用程序；

所述采集应用程序将接收到的选票图像数据按页号和行号进行去重和拼接，完成完整选票图像数据的采集。

4.一种选票图像采集系统，其特征在于，所述选票图像采集系统包括图像采集装置和计算装置，所述图像采集装置与所述计算装置通过USB数据线连接，所述图像采集装置包括依次电连接的存储芯片、FPGA芯片和USB接口芯片，其中，

所述FPGA芯片用于将采集的选票图像数据经处理后传输到所述存储芯片；

所述存储芯片用于存储所述处理后的选票图像数据；

所述FPGA芯片用于将所述存储芯片存储的选票图像数据通过所述USB接口芯片传输到所述计算装置；

所述FPGA芯片包括数据采集存储控制模块、主控模块、存储芯片控制模块和USB控制模块，所述主控模块分别与所述数据采集存储控制模块、存储芯片控制模块和USB控制模块电连接，所述存储芯片控制模块还分别与所述数据采集存储控制模块和所述USB控制模块电连接，

其中，所述USB控制模块设置有阻塞超时检测单元，所述阻塞超时检测单元用于实时监测所述USB接口芯片的传输状态；当监测到所述USB接口芯片传输阻塞达到预设时间时，判断所述USB接口芯片发生闪断，所述USB控制模块暂停传输数据，并通过所述存储芯片控制模块将所述存储芯片的读地址回调预设行数；

当所述阻塞超时检测单元监测到所述USB接口芯片传输恢复正常时，所述USB 控制模块通过所述存储芯片控制模块从所述存储芯片回调后的读地址重新开始传输数据；

其中，所述计算装置设有驱动模块和采集应用模块，其中，

所述驱动模块实时监测USB接口的传输状态；

当所述驱动模块监测到所述USB接口闪断时，所述驱动模块发送闪断通知信息到所述采集应用模块；

所述采集应用模块断开当前USB连接，再重新连接USB，继续接收选票图像数据。

5.根据权利要求4所述的选票图像采集系统，其特征在于，所述数据采集存储控制模块用于将采集的选票图像数据中的每行数据均拼接对应的页号和行号，再将拼接后的选票图像数据进行封装后传输到所述存储芯片控制模块；

所述存储芯片控制模块用于将封装后的选票图像数据生成选票图像数据包并传输到所述存储芯片。

6.根据权利要求4所述的选票图像采集系统，其特征在于，当所述驱动模块监测到所述USB接口的数据传输停止时，所述驱动模块发送完成通知信息到所述采集应用模块；所述采集应用模块将接收到的选票图像数据按页号和行号进行去重和拼接，完成完整选票图像数据的采集。

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