基于MCU软核的船联网多通道北斗通信网关

发布时间：2024-12-18 21:29

　　 基于FPGA设计灵活性与可扩展性,提出一种MCU软核船联网多通道北斗通信网关,通过即时中断多串口机制扩展MC8051MCU软核,实时完成船载设备接口、人机接口及远程通信接口的互联;基于FPGA MCU软核完成数据融合转发处理;利用FPGA主频设置灵活性提高系统数据处理与转发吞吐率,解决船联网应用中传感器种类繁多、数据冗杂、船载仪器通信距离受限及传统方法灵活性与扩展性较差等问题。模拟与现场测试表明,所提网关不仅可灵活扩展以支持多种设备,且数据处理效率高,为有效解决船联网设备互通互联问题提供了参考方案。

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【部分图文】：

图1 系统架构

基于MCU软核的船联网多通道北斗网关系统结构如图1所示。论文提出一种即时中断多串口机制扩展来扩展OreganoSystems公司的MC8051MCU软核，并基于此建立人船岸之间的信息通道，主要包括：1）数据汇集层和2）数据融合与转发层两个层次：

图2 MC8051 MCU软核串口扩展与控制结构图

如图3所示，为使所有已扩展串口都能即时触发中断，改变中断信号RI和TI与已扩展串口中断信号的连接方式，摆脱SSEL寄存器对多串口触发中断的限制，采用逻辑或的方式分别将已扩展串口的中断信号连接到中断信号RI和TI上，采用这种方法，当已扩展串口中有任意一个或多个串口接收到数据，都会即....

图3 即时中断多串口机制

图2MC8051MCU软核串口扩展与控制结构图以扩展8个串口为例，当某个串口中断触发时，在中断程序中若检测到特殊功能寄存器Ri＿flag(0）的值为0x04则表示第三个串口（从第0个串口开始计数）发生了中断，然后系统就可以进入到相应子程序中对不同串口数据分别进行处理。RI＿f....

图4 数据处理与转发结构图

数据处理与转发部分主要包括数据采集前端、数据处理子模块和数据融合控制子模块，其结构如图4所示。数据采集前端完成对船载仪器和船载传感器的数据采集，包括定时周期采集，及根据上位机和岸基调度中心的信息查询命令采集。

本文编号：4017147