基于FPGA的智能小车系统：嵌入式OS与远程监控

本文档主要探讨了嵌入式操作系统在智能小车系统中的应用，特别是江苏大学研究生芮晴波的硕士论文《基于FPGA的智能小车系统》。论文首先介绍了嵌入式系统的基本概念，强调了其在功能、可靠性和成本优化等方面的重要性，指出嵌入式系统由嵌入式处理器、硬件支撑、操作系统和应用软件构成，特别适用于实时和多任务场景。 系统软件设计的核心在于构建一个针对Nios II CPU硬件平台的pClinux操作系统，这个系统中包含了Web服务器（如Boa）的移植和配置，用于控制小车的运动、温度检测以及摄像功能。软件结构清晰，分为设备驱动、操作系统（如IuClinux）和应用程序层。小车上的测温仪和摄像头是关键组件，通过这些传感器收集环境数据并通过CGI程序处理，以实现智能小车的遥控和远程监控。 论文特别关注了FPGA在智能小车中的应用，FPGA的优势在于能够高效利用现有硬件资源，提供扩展性、低成本、快速上市和易修改性，使得系统能够适应复杂环境下的任务需求。作者在FPGA上构建了基于Nios II的嵌入式系统，配置了SPI、串行口、以太网接口以及各种存储器，以支持操作系统（如IJClinux）的运行和Web服务器的配置。同时，论文还涉及到行车道检测系统的设计与实现，使用DSPBuilder进行模块构建并在Matlab中进行仿真。 图像采集、温度测量和小车运动控制程序是关键技术，通过红外测温模块和数码相机模块实现，这些程序不仅实现了小车的智能行为，还能通过互联网进行远程监控。关键词包括FPGA、智能小车、远程监控、行车道检测以及图像处理算法（如Sobel算子）。 这篇论文深入研究了嵌入式操作系统和FPGA技术在智能小车系统中的集成应用，展示了如何通过这些技术实现在特定环境下对智能小车的精确控制和远程操作，为国防和民用领域的监控与探索提供了创新解决方案。