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中進行仿真的結果。根據現場運行情況顯示，系統能實時地監測航標的工作狀態，達到系統工業級的品質保證，并且具有高可靠性、高實時性和維護方便性等優點。
關鍵詞 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，是實現經濟社會可持續發展的重要戰略資源。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量安全航行的需求。
Nios II是Altera公司推出的基于RISC技術的軟核CPU，作為一種用戶可隨意配置和構建的32位總線嵌入式系統微處理器軟核，它的硬件設計方面用戶是可自定制的，具有靈活性和可裁減性等優點。
結合內河航道航標管理的實際情況，介紹了一種新的基于Nios II軟核的航標監控系統的設計方案。根據系統的運行結果顯示，設計實現了系統預期功能，為監控中心能實時地監測航標的工作參數與狀態，管理信息，及時發現故障，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現
航標監控系統終端硬件設計主要包括GSM短消息發送模塊、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主要部分組成，系統終端硬件框圖如圖1所示。