基于FPGA的智能小车系统：NiosII嵌入式设计与远程监控

"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，其中涉及到NiosII嵌入式系统和Elasticsearch Java API的应用。论文作者通过研究SOPC（System On Chip）技术和嵌入式操作系统，提出了一种利用FPGA实现智能小车远程监控的方案。" 在智能小车系统设计中，SOPC技术扮演了关键角色。SOPC是基于FPGA的片上系统，它允许将整个电子系统集成到单片可编程逻辑器件中，相比ASIC的SOC解决方案，SOPC更灵活且具有成本效益。论文提到了两种SOPC实现方式：一是使用FPGA嵌入IP硬核，如常见的含有ARM处理器的设备，但这种方式存在成本高、灵活性差等问题；二是采用FPGA嵌入软核，例如Nios II，它可以更好地解决这些问题，提供更高的设计自由度和成本优化。 在具体应用中，论文作者选择了Nios II作为智能小车的CPU系统，因为它能有效解决硬核嵌入式系统的局限性。Nios II是一种软核处理器，允许根据实际需求定制处理器结构，降低硬件资源，支持在同一FPGA中使用多个处理器，并能在不同FPGA中使用，增强了系统的可移植性。 智能小车系统集成了摄像头和红外测温仪，能够实现远程图像采集、车道检测和温度监测。论文中还详细介绍了如何在FPGA上构建基于NiosII的嵌入式系统，配置了SPI、串行口、以太网接口、存储器，并移植了嵌入式Linux操作系统。此外，论文还涉及到了CGI程序的编写、动态网页设计以及车道检测系统的DSPBuilder实现和Matlab仿真。 在软件层面，Elasticsearch Java API可能被用于构建数据检索和分析的后端服务，使得从远程监控收集的数据能够高效地存储、搜索和分析。然而，这个部分在摘要中没有详细展开，但可以推测，Java API可能被用来处理和索引小车收集的各种信息，如图像数据和温度读数，以便于远程用户通过Internet进行访问和分析。 关键词涵盖FPGA、智能小车、远程监控、车道检测、图像处理算法（Sobel算子）以及嵌入式开发工具（DSPBuilder），这些都构成了该硕士学位论文的核心研究内容。通过这样的设计，智能小车能够在人类无法到达或生存的环境中执行任务，对科研、远程监控等领域具有重要意义。