基于Nios II軟核的內(nèi)河航標監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

摘要 闡述了基于NiosⅡ軟核的內(nèi)河航標監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方法，及AD7862控制電路的VHDL設(shè)計。從系統(tǒng)的角度提出航標監(jiān)控系統(tǒng)的完整設(shè)計方案，給出基于Nios II的航標監(jiān)控終端硬件設(shè)計框圖，并得到在Modesim中進行仿真的結(jié)果。根據(jù)現(xiàn)場運行情況顯示，系統(tǒng)能實時地監(jiān)測航標的工作狀態(tài)，達到系統(tǒng)工業(yè)級的品質(zhì)保證，并且具有高可靠性、高實時性和維護方便性等優(yōu)點。
關(guān)鍵詞 Nios II；SOPC builder；FPGA；航標監(jiān)控系統(tǒng)

內(nèi)河水運是國家綜合運輸體系和水資源綜合利用的重要組成部分，是實現(xiàn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。航標是內(nèi)河航道的基礎(chǔ)助航設(shè)施，傳統(tǒng)的航標管理模式落后，標準化程度低，實時性、安全性能差，已無法滿足當前日益繁忙的航道運輸所提出的高質(zhì)量安全航行的需求。
Nios II是Altera公司推出的基于RISC技術(shù)的軟核CPU，作為一種用戶可隨意配置和構(gòu)建的32位總線嵌入式系統(tǒng)微處理器軟核，它的硬件設(shè)計方面用戶是可自定制的，具有靈活性和可裁減性等優(yōu)點。
結(jié)合內(nèi)河航道航標管理的實際情況，介紹了一種新的基于Nios II軟核的航標監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方案。根據(jù)系統(tǒng)的運行結(jié)果顯示，設(shè)計實現(xiàn)了系統(tǒng)預(yù)期功能，為監(jiān)控中心能實時地監(jiān)測航標的工作參數(shù)與狀態(tài)，管理信息，及時發(fā)現(xiàn)故障，從而提高航標的可靠性，增強航道航行的安全性，提高管理效率。

1 系統(tǒng)終端硬件電路的實現(xiàn)
航標監(jiān)控系統(tǒng)終端硬件設(shè)計主要包括GSM短消息發(fā)送模塊、GPS數(shù)據(jù)采集模塊、碰撞壓力處理電路等組成的外圍設(shè)備，還有以32位Nios II CORE為主體的核心邏輯兩個主要部分組成，系統(tǒng)終端硬件框圖如圖1所示。