基于Nios II軟核的內(nèi)河航標(biāo)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(biāo)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(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)的完整設(shè)計方案，給出基于Nios II的航標(biāo)監(jiān)控終端硬件設(shè)計框圖，并得到在Modesim中進(jìn)行仿真的結(jié)果。根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行情況顯示，系統(tǒng)能實(shí)時地監(jiān)測航標(biāo)的工作狀態(tài)，達(dá)到系統(tǒng)工業(yè)級的品質(zhì)保證，并且具有高可靠性、高實(shí)時性和維護(hù)方便性等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞 Nios II；SOPC builder；FPGA；航標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)

內(nèi)河水運(yùn)是國家綜合運(yùn)輸體系和水資源綜合利用的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。航標(biāo)是內(nèi)河航道的基礎(chǔ)助航設(shè)施，傳統(tǒng)的航標(biāo)管理模式落后，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，實(shí)時性、安全性能差，已無法滿足當(dāng)前日益繁忙的航道運(yùn)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(diǎn)。
結(jié)合內(nèi)河航道航標(biāo)管理的實(shí)際情況，介紹了一種新的基于Nios II軟核的航標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方案。根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果顯示，設(shè)計實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)預(yù)期功能，為監(jiān)控中心能實(shí)時地監(jiān)測航標(biāo)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(biāo)的可靠性，增強(qiáng)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(shí)現(xiàn)
航標(biāo)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。