基于異構(gòu)多核體系的汽車(chē)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：本文提出了基于異構(gòu)多核體系的汽車(chē)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，利用雙Nios II處理器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制和圖像處理，同時(shí)設(shè)計(jì)了硬件協(xié)處理器模塊實(shí)現(xiàn)圖像預(yù)處理和壓縮工作，采用GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送監(jiān)控信息。有效提高了系統(tǒng)的采集、處理、壓縮和傳送速度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)遠(yuǎn)程汽車(chē)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
關(guān)鍵詞：異構(gòu)多核；Nios II；Sobel；運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)；JPEG；通用無(wú)線(xiàn)分組業(yè)務(wù)

0 引言
隨著汽車(chē)日益家庭化，汽車(chē)被盜事件屢屢發(fā)生，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年汽車(chē)被盜數(shù)目達(dá)十萬(wàn)之多。針對(duì)現(xiàn)有汽車(chē)監(jiān)控防盜系統(tǒng)存在的噪聲污染、誤報(bào)率高、不穩(wěn)定、功耗高等缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)提出一種基于異構(gòu)多核體系的汽車(chē)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，采用兩塊Nios II軟核作為主處理器構(gòu)成雙核系統(tǒng)，將硬件DSP處理IP作為雙核系統(tǒng)的協(xié)處理器，構(gòu)成異構(gòu)多核的嵌入式系統(tǒng)。采用高精度CMOS攝像頭采集被監(jiān)控區(qū)域的視頻圖像，通過(guò)VGA實(shí)時(shí)進(jìn)行輸出監(jiān)控，同時(shí)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列處理，判斷監(jiān)控區(qū)域是否有異物闖入。從而降低誤報(bào)率的同時(shí)，進(jìn)一步提高了監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。

1 設(shè)計(jì)方案
系統(tǒng)采用Altera公司提供的DEl開(kāi)發(fā)平臺(tái)，檢測(cè)傳感器組包括：震動(dòng)、加速度傾角傳感器，完成對(duì)汽車(chē)監(jiān)控系統(tǒng)中的加速度、傾角、震動(dòng)能量參數(shù)的測(cè)量。CMOS圖像傳感器完圖像的采集工作，經(jīng)FPGA圖像預(yù)處理后于VGA口實(shí)時(shí)監(jiān)控，經(jīng)JPEG編碼器將圖像進(jìn)行壓縮。采用雙核Nios II進(jìn)行系統(tǒng)控制和圖像處理運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)。射頻模塊完成GPRS無(wú)線(xiàn)通信，將圖像數(shù)據(jù)以及監(jiān)控信息通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)控中心和用戶(hù)手機(jī)。其系統(tǒng)硬件框圖如圖l所示。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2．1 異構(gòu)多核體系
在設(shè)計(jì)中，由于有大量的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)運(yùn)算，一塊CPU的計(jì)算速度無(wú)法滿(mǎn)足要求，甚至出現(xiàn)錯(cuò)誤結(jié)果，這里采用兩塊NIOS II構(gòu)成雙核系統(tǒng)，同時(shí)設(shè)計(jì)硬件DSP處理IP作為雙核系統(tǒng)的協(xié)處理器，共同完成任務(wù)。