基于FPGA的智能小车远程监控系统设计

"基于FPGA的智能小车系统是利用本地计算机通过互联网实现对远程环境的监控和控制。这种智能小车具有适应各种环境的能力，能在人类无法进入的区域执行任务，适用于国防和民用多个领域。系统核心是遥控小车装置，配备摄像头进行图像采集和车道检测，红外测温仪用于环境和目标温度探测。通过网络，可以远程控制小车并获取现场信息，具有重要的科学和实用价值。论文主要研究了基于FPGA的智能小车远程监控方案，设计了硬件系统，构建了嵌入式NiosII系统，实现了SPI、串行口、以太网接口、存储器配置，移植了Linux操作系统，配置了Web服务器和CGI程序，设计了行车道检测系统，并编写了图像采集、温度测量和小车控制程序，最终实现了远程监控功能。关键词包括FPGA、智能小车、远程监控、行车道检测、Sobel算子和DSPBuilder。" 本课题的研究聚焦于智能小车，特别是使用FPGA技术解决当前智能小车存在的问题。FPGA（现场可编程门阵列）作为一种可编程逻辑器件，能够解决操作复杂、系统功能单一、开发复杂和不能远程重构等挑战。智能小车在科研、工业和民用中发挥着重要作用，如无人驾驶、家具清洁和危险环境探测。目前市场上的智能小车通常存在控制难度大、功能局限、系统复杂且不可远程重构等缺点。 本论文以江苏大学硕士研究生芮晴波的研究成果为基础，提出了一种基于FPGA的智能小车远程监控系统。该系统利用FPGA的优势，能够灵活扩展功能，降低成本，快速上市，并便于修改和远程重构。与传统的单片机相比，FPGA系统具有更高的集成度、更好的可靠性和调试便利性。 论文的主要工作包括设计硬件系统，构建基于NiosII的嵌入式系统，配置通信接口（如SPI、串行口和以太网接口）和存储器，移植Linux操作系统，实现嵌入式Web服务器和CGI程序，构建动态网页。此外，还对行车道检测系统进行了研究，运用DSPBuilder搭建相关模块，并在Matlab中进行仿真。同时，开发了图像采集、温度测量和小车运动控制的软件程序，确保系统能通过互联网实现远程监控功能。 智能小车的车道检测系统采用了Sobel算子进行边缘检测，这是计算机视觉中常用的一种算法，用于识别图像中的边缘信息。DSPBuilder则是一个用于数字信号处理设计的工具，帮助在FPGA中实现复杂的算法。 通过这项研究，智能小车不仅能够实现远程控制，还能实时获取和处理环境数据，提升了其在各种应用场景下的实用性。这对于科研探索、环境监测、安全防护等领域具有重要意义，推动了智能小车技术的进步和发展。