基于SOPC技術(shù)的水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，能源消耗的成倍增加，人們對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量變得越來(lái)越多，而與之相對(duì)應(yīng)的是陸地上礦產(chǎn)資源的日趨減少，在這種情況下，對(duì)海洋資源的開發(fā)成為了許多海洋國(guó)家將要面臨的選擇和機(jī)遇，因此水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(UWSN)的研究對(duì)于海洋科學(xué)研究有著重大的意義。 本論文主要致力于水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的開發(fā)和調(diào)試，并根據(jù)水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特性和國(guó)內(nèi)外水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究成果及研究方法，提出了基于SOPC技術(shù)的水下節(jié)點(diǎn)的總

2、體設(shè)計(jì)方案。 本文根據(jù)水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)任務(wù)闡述了開發(fā)中所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)，詳細(xì)比較和論證了水下節(jié)點(diǎn)的幾種設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案，并最終確定了采用基于FPGA的硬件開發(fā)平臺(tái)，利用SOPC技術(shù)進(jìn)行軟硬件的協(xié)同設(shè)計(jì)，以滿足高性能處理要求、達(dá)到高靈活性、可移植、可裁剪要求及降低成本的目標(biāo)。本系統(tǒng)選用Altera公司的CycloneⅡ系列EP2C20器件作為節(jié)點(diǎn)的主控芯片，并在文中給出了主要功能模塊的電路設(shè)計(jì)。 通過(guò)Quartus

3、 Ⅱ軟件開發(fā)節(jié)點(diǎn)的硬件邏輯。使用SOPC Builder軟件生成NIOS Ⅱ軟核，將CPU、存儲(chǔ)器和定時(shí)器等成熟的IP核應(yīng)用到節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，同時(shí)，使用硬件描述語(yǔ)言VHDL將底層驅(qū)動(dòng)邏輯設(shè)計(jì)為用戶IP核，如高速DA的IP核、數(shù)字電位器IP核、帶通濾波器IP核、高速AD的IP核、日歷時(shí)鐘IP核、數(shù)字測(cè)溫IP核等。各種IP的使用，減輕了軟件方面的負(fù)擔(dān)，而且軟硬件部分協(xié)同設(shè)計(jì)加快了開發(fā)的速度。 將FPGA芯片、SDRAM和Flash芯片設(shè)