基于異構多核體系的汽車(chē)遠程監控系統設計

摘要：本文提出了基于異構多核體系的汽車(chē)遠程監控系統設計方法，利用雙Nios II處理器實(shí)現系統的控制和圖像處理，同時(shí)設計了硬件協(xié)處理器模塊實(shí)現圖像預處理和壓縮工作，采用GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送監控信息。有效提高了系統的采集、處理、壓縮和傳送速度，實(shí)現了對遠程汽車(chē)的實(shí)時(shí)監控。
關(guān)鍵詞：異構多核；Nios II；Sobel；運動(dòng)目標檢測；JPEG；通用無(wú)線(xiàn)分組業(yè)務(wù)

0 引言
隨著(zhù)汽車(chē)日益家庭化，汽車(chē)被盜事件屢屢發(fā)生，據不完全統計，我國每年汽車(chē)被盜數目達十萬(wàn)之多。針對現有汽車(chē)監控防盜系統存在的噪聲污染、誤報率高、不穩定、功耗高等缺點(diǎn)，本設計提出一種基于異構多核體系的汽車(chē)遠程監控系統，采用兩塊Nios II軟核作為主處理器構成雙核系統，將硬件DSP處理IP作為雙核系統的協(xié)處理器，構成異構多核的嵌入式系統。采用高精度CMOS攝像頭采集被監控區域的視頻圖像，通過(guò)VGA實(shí)時(shí)進(jìn)行輸出監控，同時(shí)對圖像數據進(jìn)行一系列處理，判斷監控區域是否有異物闖入。從而降低誤報率的同時(shí)，進(jìn)一步提高了監控系統的穩定性和實(shí)時(shí)性。

1 設計方案
系統采用Altera公司提供的DEl開(kāi)發(fā)平臺，檢測傳感器組包括：震動(dòng)、加速度傾角傳感器，完成對汽車(chē)監控系統中的加速度、傾角、震動(dòng)能量參數的測量。CMOS圖像傳感器完圖像的采集工作，經(jīng)FPGA圖像預處理后于VGA口實(shí)時(shí)監控，經(jīng)JPEG編碼器將圖像進(jìn)行壓縮。采用雙核Nios II進(jìn)行系統控制和圖像處理運動(dòng)目標檢測。射頻模塊完成GPRS無(wú)線(xiàn)通信，將圖像數據以及監控信息通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )發(fā)送到監控中心和用戶(hù)手機。其系統硬件框圖如圖l所示。

2 系統硬件設計
2．1 異構多核體系
在設計中，由于有大量的實(shí)時(shí)圖像數據運算，一塊CPU的計算速度無(wú)法滿(mǎn)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，同時(shí)設計硬件DSP處理IP作為雙核系統的協(xié)處理器，共同完成任務(wù)。