基于Nios II軟核的內河航標監控系統設計

摘要 闡述了基于NiosⅡ軟核的內河航標監控系統的設計方法，及AD7862控制電路的VHDL設計。從系統的角度提出航標監控系統的完整設計方案，給出基于Nios II的航標監控終端硬件設計框圖，并得到在Modesim中進(jìn)行仿真的結果。根據現場(chǎng)運行情況顯示，系統能實(shí)時(shí)地監測航標的工作狀態(tài)，達到系統工業(yè)級的品質(zhì)保證，并且具有高可靠性、高實(shí)時(shí)性和維護方便性等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞 Nios II；SOPC builder；FPGA；航標監控系統

內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(shí)現經(jīng)濟社會(huì )可持續發(fā)展的重要戰略資源。航標是內河航道的基礎助航設施，傳統的航標管理模式落后，標準化程度低，實(shí)時(shí)性、安全性能差，已無(wú)法滿(mǎn)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(hù)可隨意配置和構建的32位總線(xiàn)嵌入式系統微處理器軟核，它的硬件設計方面用戶(hù)是可自定制的，具有靈活性和可裁減性等優(yōu)點(diǎn)。
結合內河航道航標管理的實(shí)際情況，介紹了一種新的基于Nios II軟核的航標監控系統的設計方案。根據系統的運行結果顯示，設計實(shí)現了系統預期功能，為監控中心能實(shí)時(shí)地監測航標的工作參數與狀態(tài)，管理信息，及時(shí)發(fā)現故障，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 系統終端硬件電路的實(shí)現
航標監控系統終端硬件設計主要包括GSM短消息發(fā)送模塊、GPS數據采集模塊、碰撞壓力處理電路等組成的外圍設備，還有以32位Nios II CORE為主體的核心邏輯兩個(gè)主要部分組成，系統終端硬件框圖如圖1所示。