項目背景及可行性分析
1．項目名稱、項目的主要內容及目前的進展情況
1）項目名稱：分布式網絡化視頻監控系統
2）主要內容：構建以FPGA為核心的通信處理模塊，內置一個32位處理器，加載uCLinux操作系統，驅動兩個CMOS接口、一個SPI射頻接口、一個以太網接口、一塊液晶顯示器；硬件加速定位、圖像預處理、編碼等算法；開發良好人機交互接口。
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3）目前進展：目前已經完成需求說明，總體模塊劃分。自開發的無線射頻模塊已經完成。發射功率32級可編程，最大發射功率0dBm,接收靈敏度－85dBm，有效帶寬200kpbs。
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2. 項目關鍵技術及創新點的論述；
1）基于FPGA的嵌入式視頻技術
2）分布式網絡智能監控技術
3）基于ZigBee網絡的定位技術
4）基于動態局部重配置技術的智能檢測與視頻檢測模塊復用技術，充分利用FPGA上的硬件資源。
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傳統視頻監控系統單純依賴提高CCD攝像機圖象質量和大面積布置攝像機來獲得高質量的全方位監控。但是此類系統需要昂貴的攝像機為終端，輔助良好的照明環境，建設和維護成本昂貴，能耗較高；同時需要架設很長的供電電纜和視頻傳輸電纜將攝像機與監控中心相連，施工復雜，成本昂貴；監控中心多采取效率低下的人工監控和硬盤錄像方式，智能化程度較低。
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本項目所述系統采用ZigBee構建定位網絡和數據網絡，其中節點采用以高性能FPGA為核心，配置低功耗CMOS攝像頭模組，實現移動物體的定位、跟蹤和圖象處理及傳輸功能。系統以智能檢測技術確定運動物體所在的敏感區域，激活該區域內節點運行圖象處理算法，提取運動物體的準確位置、行為狀態，并將圖象傳輸至監控中心。該系統具有以下創新點：
1）監控系統以定位、跟蹤和傳輸三個層次，只針對運動物體進行計算，能有效配合傳統監控系統，實現主動監控和智能監控；
2）所有部件采用低功耗電路和睡眠喚醒等軟件功耗算法，可實現電池供電，安裝、調試簡單；
3）FPGA內集成32位處理器、視頻接口、射頻接口和其它數字接口，系統復雜度和成本有效降低；
4）采用FPGA硬件加速處理數字圖象、無線通信協議，運算速度快；
5）基于動態局部重配置技術的智能檢測與視頻檢測模塊復用技術，充分利用FPGA上的硬件資源。
6）通信鏈路采用無線方式，安裝簡單，施工方便。
　　3. 技術成熟性和可靠性論述：
　　FPGA容量不斷擴大，價格更加貼近大眾，同時大量免費的IP庫和開放源碼使基于IP的SoC設計成為技術主流，加速了系統開發過程。以IEEE802.15.4為PHY和MAC層的ZigBee自2003年發布規范以來，得到了TI、Freescale和Microchip等聯盟成員的大力支持，解決方案成熟并推向市場應用。CMOS技術在功耗、像素、幀率方面都取得突破，400萬以上像素模塊組已普遍應用。雖然現在系統整體上定位較高，但隨著技術進步，在不遠的將來價格將不會是系統大規模應用的主要限制因素。
　　項目實施方案
　　1.方案基本功能框圖及描述
　　本方案總體結構如下圖所示：
　　
　　1）定位 分兩個階段： 相對節點定位--采用運動物體進入節點通信區域前后射頻能量變化為特征確定運動物體的最臨近節點，確定敏感區域。利用了運動物體對無線電波產生擾動的特性。節點附近的精確定位--利用CMOS攝像機監控區域小，針對簡單二維畫面，圖像容易做背景過濾、運動物體提取處理。
　　2）跟蹤 發揮網絡覆蓋密集特性，在定位基礎上敏感區域附近節點相互協作，共享定位信息，直接利用各節點覆蓋重疊的優勢跟蹤物體。
　　3）傳輸 傳輸定位信息和敏感區域圖像信息，同時利用視頻壓縮算法，符合ZigBee帶寬要求。
　　2.需要的開發平臺
　　實現本方案所需要的基本功能、功能接口
　　構建以FPGA為核心的通信處理模塊，要求內置一個32位處理器，加載uCLinux操作系統，驅動兩個CMOS接口、一個SPI射頻接口、一個以太網接口；支持ICAP，能實現動態重配置；含有多個DCM；可編程資源豐富，便于實現硬件加速定位、圖像預處理、編碼等算法；含有SRAM、DRAM和FLASH；開發良好人機交互接口。
　　所需要的目標FPGA開發平臺，簡述為什么需要此平臺
　　目標平臺為Virtex II Pro開發平臺，主要是因為：本項目屬于無線智能監測處理系統，需要硬件處理平臺具有較高的處理速度和豐富的邏輯資源以實現無線協議、大量的數據處理以及智能檢測算法和圖象處理算法的硬件加速，而Virtex-II Pro XC2VP30含有3萬個Logic cells，8個DCM，足以勝任本設計；本項目需要該開發板中的ICAP協助重配置開發；另外板上FPGA內含有兩個PowerPC硬核，便于進行嵌入式軟件開發和控制流設計，足以勝任復雜的無線網絡協議、實時的圖象的處理和傳輸，且為今后在此智能節點上升級硬件加速算法和增添其它智能處理內容留下極大的空間。
　　是否需要其它配套的開發工具
　　需要的開發工具包括MATLAB、ModelSim、XilinxISE、EDK等。
　　3.方案實施過程中需要開發的模塊
　　在本方案中需要研制、開發的功能主要模塊，以及開發的方式
　　需要研制無線模塊子板，采用模塊化開發方式
　　4.系統最終要達到的性能指標
　　論述本項目最終完成時所設想達到的目標。
　　1）通過無線網絡，準確發現運動物體進入網絡，并判斷物體所在敏感區域
　　2）通過視頻算法，確定移動物體準確位置
　　3）通過網絡節點協作，實現運動物體的動態跟蹤
　　4）無線網絡支持可路由的視頻傳輸
　　需要的其它資源
　　1.設計輸入輸出功能子板
　　子板功能描述、接口說明、時間、方式
　　無線子板實現2.4GHz 200kpbs收發功能，板上主要器件為Microchip公司的MRF24J40，該器件為符合ZigBee協議的射頻收發器。
　　2.測試設備
　　列出在方案實施過程中所需要的測試設備（萬用表、示波器、頻譜儀、邏輯分析儀等）
　　直流穩壓電源、萬用表、示波器、頻譜分析儀、邏輯分析儀、網絡分析儀
　　3.方針、開發工具
　　列出在方案實施過程中所需要的仿真、開發工具等。
　　Xilinx ISE9.1i， ChipScope? Pro， AccelDSP?，
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