基于FPGA的全景監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、綜合國內(nèi)外在視頻監(jiān)控技術(shù)上的發(fā)展特點，本文在市場上單點單方向低分辨率監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出了一種基于FPGA的360°全景監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，主要完成了以雙NIOS II軟核處理器為核心的遠程網(wǎng)絡(luò)全景監(jiān)控功能和以VGA播放為核心的本地常規(guī)監(jiān)控功能。
　　本設(shè)計首先采用8個CMOS圖像傳感器OV9650按照正八邊形布局采集360°全景視頻，再采用一片 CPLD對圖像傳感器進行初始化配置，并對其采集的360°全景視頻數(shù)據(jù)進行預處理，然后

2、送給FPGA端；由FPGA捕獲全景視頻數(shù)據(jù)之后分別實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能和本地監(jiān)控功能。其中遠程客戶端可以是任意一臺接入監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的PC機，利用PC機編寫監(jiān)控應(yīng)用程序接收、解析，并采取滾動式播放全景視頻；而本地客戶端可以是任意一臺有VGA接口的顯示器，通過VGA線接上顯示器即可播放其中一個攝像頭的監(jiān)控視頻，同時添加了按鍵以便用戶能夠在8個攝像頭間來回切換監(jiān)控畫面。
　　本文在實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能時的設(shè)計思想為：全景視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過FPGA內(nèi)部2個

3、RAM乒乓緩存后送入由2個NIOS II軟核和相應(yīng)外設(shè)構(gòu)建的SOPC系統(tǒng)，通過多核架構(gòu)實現(xiàn)全景視頻數(shù)據(jù)的讀取、存儲和網(wǎng)絡(luò)傳輸。設(shè)計首先定制符合AVALON總線規(guī)范的2個RAM控制器讀取外部RAM中的全景圖像數(shù)據(jù)；然后在第一個NIOS II軟核中開啟DMA傳輸，將全景視頻數(shù)據(jù)存入SRAM中；同時在另一個NIOS II軟核中移植實時操作系統(tǒng)uC/OS-II進行多任務(wù)調(diào)度，并選用LWIP協(xié)議、socket編程將SRAM中的全景視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)

4、絡(luò)上。
　　本文在實現(xiàn)本地監(jiān)控功能時的設(shè)計思想為：經(jīng)過按鍵選中的一路視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過SDRAM緩存后送入由視頻轉(zhuǎn)換芯片 ADV7123構(gòu)成的VGA驅(qū)動模塊。設(shè)計首先通過VHDL語言完成視頻從輸入YUV422格式到輸出RGB565格式的轉(zhuǎn)換，并編寫SDRAM硬件驅(qū)動、VGA時序；同時調(diào)用FPGA內(nèi)部FIFO IP核實現(xiàn)攝像頭（24MHz）、SDRAM（100MHz）、VGA（25MHz）三者間跨時鐘域的數(shù)據(jù)交互，并最終得到VGA播放所需