基于FPGA的全景監(jiān)控系統的研究與實現.pdf

1、綜合國內外在視頻監(jiān)控技術上的發(fā)展特點，本文在市場上單點單方向低分辨率監(jiān)控系統的基礎上提出了一種基于FPGA的360°全景監(jiān)控系統的實現方案，主要完成了以雙NIOS II軟核處理器為核心的遠程網絡全景監(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°全景視頻數據進行預處理，然后

2、送給FPGA端；由FPGA捕獲全景視頻數據之后分別實現遠程監(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)控網絡的PC機，利用PC機編寫監(jiān)控應用程序接收、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。
　　本文在實現遠程監(jiān)控功能時的設計思想為：全景視頻數據經過FPGA內部2個

3、RAM乒乓緩存后送入由2個NIOS II軟核和相應外設構建的SOPC系統，通過多核架構實現全景視頻數據的讀取、存儲和網絡傳輸。設計首先定制符合AVALON總線規(guī)范的2個RAM控制器讀取外部RAM中的全景圖像數據；然后在第一個NIOS II軟核中開啟DMA傳輸，將全景視頻數據存入SRAM中；同時在另一個NIOS II軟核中移植實時操作系統uC/OS-II進行多任務調度，并選用LWIP協議、socket編程將SRAM中的全景視頻數據傳輸到網

4、絡上。
　　本文在實現本地監(jiān)控功能時的設計思想為：經過按鍵選中的一路視頻數據經過SDRAM緩存后送入由視頻轉換芯片 ADV7123構成的VGA驅動模塊。設計首先通過VHDL語言完成視頻從輸入YUV422格式到輸出RGB565格式的轉換，并編寫SDRAM硬件驅動、VGA時序；同時調用FPGA內部FIFO IP核實現攝像頭（24MHz）、SDRAM（100MHz）、VGA（25MHz）三者間跨時鐘域的數據交互，并最終得到VGA播放所需