基于FPGA的智能小车远程监控系统设计与实现

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于FPGA的智能小车系统设计，涉及到图像采集、温度测量和CGI编程在远程监控中的应用。作者芮晴波在赵不贿教授指导下，研究了如何利用FPGA实现智能小车的远程监控功能，包括摄像头图像采集、红外测温仪的数据处理，并通过CGI程序实现Web界面的交互。" 在智能小车系统中，图像采集是关键一环。CGI（Common Gateway Interface）编程被用于处理图像采集的指令交互。当用户通过网页发送指令时，CGI程序接收到这些指令，然后向摄像头发送请求，获取特定分辨率的图像数据。这些数据在CPU中处理后，会被保存为JPEG格式的文件，便于在网络上传输和展示。图3.15展示了图像采集的程序流程，从接收指令到存储图像，整个过程清晰明了。 此外，论文还详细阐述了温度采集的CGI编程。这个部分涉及模拟红外模块的SPI（Serial Peripheral Interface）接口，用于接收和处理来自红外测温仪的温度数据。这些数据随后会在网页上实时显示，增加了系统的监控能力。图3.16描绘了温度采集的程序流程，强调了数据接收和处理的步骤。 智能小车的硬件系统设计基于FPGA（Field-Programmable Gate Array），选择FPGA的原因在于其可扩展性强、设计成本低、上市速度快且易于修改。通过在FPGA上构建嵌入式系统，集成NiosII处理器、SPI、串行口、以太网接口以及各种存储器，实现了远程控制和数据传输的功能。同时，论文还移植了嵌入式Linux操作系统，配置了Web服务器，并编写了CGI程序，创建了动态网页，使得用户可以通过网络远程操控小车并获取现场的温度和图像信息。 在车道检测方面，论文研究了基于Sobel算子的算法，并在DSPBuilder中设计和仿真了这一模块。对于数码相机模块，论文涵盖了图像采集程序的编写，而红外测温模块则涉及温度测量程序的实现。通过这些程序，小车能够自主检测环境和目标的温度，提升了其智能化水平。 这篇论文详细阐述了基于FPGA的智能小车系统的设计与实现，涵盖了硬件系统构建、嵌入式软件开发、CGI编程、图像处理、温度测量和远程监控等多个重要方面，为智能小车技术在国防、民用领域的应用提供了理论基础和技术支持。