基于FPGA的智能小车系统：嵌入式操作与远程监控

"基于FPGA的智能小车系统" 在智能小车的设计中，嵌入式操作系统的选取扮演着至关重要的角色。嵌入式操作系统（RTOS）如VxWorks、Windows CE、pSOS II和uCLinux等是常见的选择。其中，VxWorks是由WindRiver公司开发的一种实时操作系统，它具有可裁剪的微内核结构，能够实现高效的任务管理和通信，中断处理速度非常快，达到微秒级，并且支持多种硬件平台和完整的TCP/IP网络协议栈。然而，VxWorks的主要缺点是价格较高，通常不提供源代码，仅提供二进制形式，这导致软件的开发和维护成本较高，且硬件兼容性有限。 在江苏大学的一篇硕士学位论文中，作者芮晴波探讨了一种基于FPGA的智能小车系统，该系统利用嵌入式技术实现了远程监控功能。智能小车作为一种能在恶劣环境下工作的行走机器人，可以适应各种条件，不受温度、湿度、磁场等因素影响，执行人类难以或无法执行的任务。该系统以遥控小车为基础，配备了摄像头用于图像采集和车道检测，红外测温仪则用于环境和目标温度的监测，具备一定的智能化特性。通过网络远程控制，用户可以获取现场的温度、图像等信息，完成特定条件下的人类无法完成的工作，对于科研、探索和远程监控具有重要意义。 论文中提出的方案是基于FPGA的，使用FPGA（Field-Programmable Gate Array）可以灵活地扩展功能，降低设计成本，快速上市，并易于修改和远程重构。与传统的单片机相比，FPGA具有更高的集成度、更好的可靠性和更便利的调试维护。系统设计包括硬件部分，如在FPGA上构建基于NiosII的嵌入式系统，配置SPI、串行口、以太网接口模块和相应的驱动程序，以及各种存储器。论文还移植了uCLinux操作系统，并配置了嵌入式Web服务器，开发了CGI程序和动态网页。此外，论文对行车道检测系统进行了研究，利用DSPBuilder构建了这一模块，并在Matlab中进行了仿真。同时，编写了图像采集、温度测量以及小车运动控制的程序，并对整个系统进行了调试，以实现通过Internet的远程监控功能。 关键词涵盖了FPGA、智能小车、远程监控、行车道检测、Sobel算子和DSPBuilder，表明该研究不仅关注硬件设计，还涉及图像处理和算法应用，如Sobel算子用于边缘检测，以及在 DSPBuilder 中的信号处理。