[发明专利]一种基于ARM和FPGA的智能小车监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种基于ARM和FPGA的智能小车监控系统。

背景技术

智能小车是机器人研究领域的一项重要内容。它集机械、电子、检测技术与智能控制于 一体。在各种移动机构中，智能小车的轮式移动机构最为常见。轮式移动机构之所以得到广 泛的应用，主要是因为容易控制其移动速度和移动方向。智能小车可以适应不同环境，不受 温度、湿度等条件的影响，完成危险地段、人类无法介入等特殊情况下的任务。一般的智能 小车操作控制复杂、功能单一、不能远程重构。

发明内容

本发明为了解决PC监控系统中监控范围有限、不可移动的弊端，提出一种基于ARM和 FPGA的智能小车监控系统，该系统功能扩展容易，设计成本低，功耗低。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于ARM和FPGA的智能小车监 控系统，包括主控制模块、辅助控制模块、电源管理模块、图像采集模块、速度采集模块、 网络传输模块、电机驱动模块、舵机驱动模块和电池监控模块，所述图像采集模块、速度采 集模块和网络传输模块分别与主控制模块相连，电机驱动模块、舵机驱动模块和电池监控模 块分别与辅助控制模块相连，所述电源管理模块为其他各部分供电。

优选地，所述主控制模块采用ARM芯片，所述ARM芯片的型号为S3C2440A。

优选地，所述辅助控制模块采用FPGA芯片，所述FPGA芯片的型号为EP2C5T144C8。

优选地，所述图像采集模块选用OmniVision公司的CMOS图像传感器OV9650。

优选地，所述网络传输模块选用高速以太网接口芯片DM9000A。

优选地，所述速度采集模块由红外传感器和脉冲整形电路组成。

本发明在自制电路板板上进行了软、硬件的系统集成及测试。测试结果为：图像采集时 钟24MHz；图像采集速度为30f/s；行同步频率为14.5kHz，图像采集像素为640x480；JPEG 压缩比达到10：1；运动控制命令响应时间为5微秒，网络传输速率达10Mb/s。该系统实现 了本地图像采集并通过网络传输到远程监控端，远程监控端根据传输的图像来控制智能小车 的运动该系统功能扩展容易，设计成本低，上市时间快，功耗低。

附图说明

图1为系统结构框图；

图2为S3C2440A与OV9650连接图；

图3为CAMIF单元内部结构；

图4为S3C2440A与DM900A连接图；

图5为电机控制电路；

图6为S3C2440和OV9650通信协议；

图7速度采集软件流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的描述。

一种基于ARM和FPGA的智能小车监控系统，包括主控制模块、辅助控制模块、电源 管理模块、图像采集模块、速度采集模块、网络传输模块、电机驱动模块、舵机驱动模块和 电池监控模块，所述图像采集模块、速度采集模块和网络传输模块分别与主控制模块相连， 电机驱动模块、舵机驱动模块和电池监控模块分别与辅助控制模块相连，所述电源管理模块 为其他各部分供电。

所述主控制模块采用ARM芯片，所述ARM芯片的型号为S3C2440A。

所述辅助控制模块采用FPGA芯片，所述FPGA芯片的型号为EP2C5T144C8。

所述图像采集模块选用OmniVision公司的CMOS图像传感器OV9650。

所述网络传输模块选用高速以太网接口芯片DM9000A。

所述速度采集模块由红外传感器和脉冲整形电路组成。

该系统采用三星公司的ARM芯片S3C2440A作为主控制芯片及Altera公司的FPGA芯 片EP2CST144C8作为辅助控制芯片，ARM芯片上装有WindowsCE5.0操作系统。S3C2440A 内置丰富的外设资源包括中断控制器、GPIO、I²C、相机接曰等接口电路，其内核为16/32位 的ARM920T处理器，它集MMU，AMBABUS和HarVard高速缓冲体系结构与一体，主频 可达400MHz。