红外监控系统是一种利用红外成像技术进行监控的系统，它能够捕捉目标物体发出的红外辐射，通过红外焦平面探测器将辐射信号转换为电信号，进而形成图像，广泛应用于军事和民用领域。本文介绍的红外监控系统主要基于ARM处理器和FPGA芯片的设计，结合了两者的优点，FPGA处理速度快、适用于图像数据的算法处理，ARM处理器则具备强大的控制能力，适于进行后台设备管理。
系统整体架构上，ARM和FPGA的组合确保了红外监控系统能够完成从图像采集到数据传输的各项任务。操作系统、应用程序、显示模块和外围电路等采用ARM处理器；而FPGA则负责红外图像的处理算法。ARM模块与FPGA模块之间的接口设计是系统设计的一个重点，其中，红外焦平面探测器（IRFPA）负责将监控目标的光信号转换为电信号，再通过FPGA的A/D转换模块将电信号转换为数字信号，存储于双端SRAM芯片中。一旦SRAM中的数据采集满一帧，FPGA通过中断方式通知ARM模块，ARM模块响应后，通过内部片选信号，利用DMA（直接内存访问）方式将数据移至内存地址中。这样，系统能够高效地处理图像数据，提高图像的连续性和稳定性。
系统硬件设计分为探测器接口电路设计、FPGA模块电路设计和ARM模块电路设计三个部分。探测器接口电路设计包括TEC温控电路、A/D转换电路、电源模块和外围电路模块，而探测器选用的是法国ULIS公司的红外焦平面探测器UL03191。TEC温控电路负责保证红外焦平面探测器在稳定的温度下工作，提高热像仪的精度和性能，使用的是ADI公司的ADN8830控制芯片。A/D转换电路采用亚德诺公司的AD9826芯片，它是一个适合成像应用的模拟信号处理芯片，进行模拟视频信号的模数转换。
FPGA模块作为系统的中心，为UFPA和A/D转换芯片提供驱动时序，对红外图像数据执行算法处理，并与ARM芯片进行交互。FPGA模块的设计使得系统能够处理大量数据，非常适合采用硬件并行算法进行图像处理。选用了Actel公司的A3P1000PQG208芯片作为FPGA处理芯片，该芯片具有可反复编程修改、处理速度快、并行性等优势。
ARM模块电路设计主要由ARM处理器完成，它是整个硬件处理的核心，对各个硬件单元模块进行初始化、控制和管理。处理器选用了Samsung公司的S3C2440A微处理器，支持4GB存储空间，并具有32根地址线。ARM模块负责整个系统的控制，包括操作系统、应用程序运行，以及显示输出等。
在技术应用方面，红外监控系统在变电站设备实时监控方面具有独特优势。系统利用红外焦平面探测器的高精度和高速数据处理能力，实现了高可靠性与实用性。通过ARM和FPGA的有效结合，红外监控系统在图像处理速度和稳定性方面得到了显著提升，能够高效准确地完成监控任务。在驱动程序中采用了高效的DMA方案进行数据传输，实现了图像数据的高速存储和传输，最终通过LCD显示模块或网络通信接口将处理后的图像数据传输到PC终端显示，使系统操作更加便捷，极大地提升了监控系统的功能性和用户体验。
