基于异构多核体系的汽车远程监控系统设计

摘要：本文提出了基于异构多核体系的汽车远程监控系统设计方法，利用双Nios II处理器实现系统的控制和图像处理，同时设计了硬件协处理器模块实现图像预处理和压缩工作，采用GPRS无线网络发送监控信息。有效提高了系统的采集、处理、压缩和传送速度，实现了对远程汽车的实时监控。
关键词：异构多核；Nios II；Sobel；运动目标检测；JPEG；通用无线分组业务

0 引言
随着汽车日益家庭化，汽车被盗事件屡屡发生，据不完全统计，我国每年汽车被盗数目达十万之多。针对现有汽车监控防盗系统存在的噪声污染、误报率高、不稳定、功耗高等缺点，本设计提出一种基于异构多核体系的汽车远程监控系统，采用两块Nios II软核作为主处理器构成双核系统，将硬件DSP处理IP作为双核系统的协处理器，构成异构多核的嵌入式系统。采用高精度CMOS摄像头采集被监控区域的视频图像，通过VGA实时进行输出监控，同时对图像数据进行一系列处理，判断监控区域是否有异物闯入。从而降低误报率的同时，进一步提高了监控系统的稳定性和实时性。

1 设计方案
系统采用Altera公司提供的DEl开发平台，检测传感器组包括：震动、加速度倾角传感器，完成对汽车监控系统中的加速度、倾角、震动能量参数的测量。CMOS图像传感器完图像的采集工作，经FPGA图像预处理后于VGA口实时监控，经JPEG编码器将图像进行压缩。采用双核Nios II进行系统控制和图像处理运动目标检测。射频模块完成GPRS无线通信，将图像数据以及监控信息通过GPRS网络发送到监控中心和用户手机。其系统硬件框图如图l所示。

2 系统硬件设计
2．1 异构多核体系
在设计中，由于有大量的实时图像数据运算，一块CPU的计算速度无法满足要求，甚至出现错误结果，这里采用两块NIOS II构成双核系统，同时设计硬件DSP处理IP作为双核系统的协处理器，共同完成任务。