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

摘要：本文提出了基于異構(gòu)多核體系的汽車遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方法，利用雙Nios II處理器實現(xiàn)系統(tǒng)的控制和圖像處理，同時設(shè)計了硬件協(xié)處理器模塊實現(xiàn)圖像預(yù)處理和壓縮工作，采用GPRS無線網(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，實現(xiàn)了對遠(yuǎn)程汽車的實時監(jiān)控。
關(guān)鍵詞：異構(gòu)多核；Nios II；Sobel；運(yùn)動目標(biāo)檢測；JPEG；通用無線分組業(yè)務(wù)

0 引言
隨著汽車日益家庭化，汽車被盜事件屢屢發(fā)生，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年汽車被盜數(shù)目達(dá)十萬之多。針對現(xiàn)有汽車監(jiān)控防盜系統(tǒng)存在的噪聲污染、誤報率高、不穩(wěn)定、功耗高等缺點，本設(shè)計提出一種基于異構(gòu)多核體系的汽車遠(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VGA實時進(jìn)行輸出監(jiān)控，同時對圖像數(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。從而降低誤報率的同時，進(jìn)一步提高了監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時性。

1 設(shè)計方案
系統(tǒng)采用Altera公司提供的DEl開發(fā)平臺，檢測傳感器組包括：震動、加速度傾角傳感器，完成對汽車監(jiān)控系統(tǒng)中的加速度、傾角、震動能量參數(shù)的測量。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口實時監(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)動目標(biāo)檢測。射頻模塊完成GPRS無線通信，將圖像數(shù)據(jù)以及監(jiān)控信息通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)控中心和用戶手機(jī)。其系統(tǒng)硬件框圖如圖l所示。

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