基于異構多核體系的汽車遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計

摘要：本文提出了基于異構多核體系的汽車遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計方法，利用雙Nios II處理器實現系統(tǒng)的控制和圖像處理，同時設計了硬件協(xié)處理器模塊實現圖像預處理和壓縮工作，采用GPRS無線網絡發(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，實現了對遠程汽車的實時監(jiān)控。
關鍵詞：異構多核；Nios II；Sobel；運動目標檢測；JPEG；通用無線分組業(yè)務

0 引言
隨著汽車日益家庭化，汽車被盜事件屢屢發(fā)生，據不完全統(tǒng)計，我國每年汽車被盜數目達十萬之多。針對現有汽車監(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，本設計提出一種基于異構多核體系的汽車遠程監(jiān)控系統(tǒng)，采用兩塊Nios II軟核作為主處理器構成雙核系統(tǒng)，將硬件DSP處理IP作為雙核系統(tǒng)的協(xié)處理器，構成異構多核的嵌入式系統(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實時進行輸出監(jiān)控，同時對圖像數據進行一系列處理，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，進一步提高了監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時性。

1 設計方案
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、震動能量參數的測量。CMOS圖像傳感器完圖像的采集工作，經FPGA圖像預處理后于VGA口實時監(jiān)控，經JPEG編碼器將圖像進行壓縮。采用雙核Nios II進行系統(tǒng)控制和圖像處理運動目標檢測。射頻模塊完成GPRS無線通信，將圖像數據以及監(jiān)控信息通過GPRS網絡發(fā)送到監(jiān)控中心和用戶手機。其系統(tǒng)硬件框圖如圖l所示。

2 系統(tǒng)硬件設計
2．1 異構多核體系
在設計中，由于有大量的實時圖像數據運算，一塊CPU的計算速度無法滿足要求，甚至出現錯誤結果，這里采用兩塊NIOS II構成雙核系統(tǒng)，同時設計硬件DSP處理IP作為雙核系統(tǒng)的協(xié)處理器，共同完成任務。