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一种基于FPGA的智能农业实时控制系统

阅读：136发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种基于FPGA的智能农业实时控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种基于FPGA的智能农业实时控制系统，属于智能农业技术领域，该系统包括FPGA控制主板，与所述FPGA控制主板双向电性连接的200路控制器接口、无线与传感器扩展接口、数字或模拟传感器接口和1000M网接口，与所述FPGA控制主板的输出端电性连接的液晶触摸屏以及与所述1000M网接口通过网线信号连接的网络摄像头以及互联网网关，本系统采用内嵌CORTEX A9核的大规模FPGA，配备8寸高清电容多点触摸屏，配备千兆以太网口，具备WIFI、蓝牙等无线功能，可实现无线数据采集及控制，可实现本地数据查询控制及远程控制；本系统采用内嵌的CORTEX A9作高速数据处理，运行嵌入式LINUX系统或安卓系统，采用FPGA做并行处理，FPGA内部逻辑可编程，降低硬件升级难度，降低了系统硬件成本。，下面是一种基于FPGA的智能农业实时控制系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于FPGA的智能农业实时控制系统，其特征在于：该系统包括FPGA控制主板(1)，与所述FPGA控制主板(1)双向电性连接的200路控制器接口(2)、无线与传感器扩展接口(3)、数字或模拟传感器接口(6)和1000M网接口(7)，与所述FPGA控制主板(1)的输出端电性连接的液晶触摸屏(4)以及与所述1000M网接口(7)通过网线信号连接的网络摄像头(8)以及互联网网关(9)。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的智能农业实时控制系统，其特征在于：所述FPGA控制主板(1)为内嵌有CORTEX A9处理器的控制主板。
3.根据权利要求2所述的一种基于FPGA的智能农业实时控制系统，其特征在于：所述FPGA控制主板(1)上设置有用于供电的DC电源接口和MiniUSB接口。
4.根据权利要求3所述的一种基于FPGA的智能农业实时控制系统，其特征在于：该系统还包括与所述FPGA控制主板(1)电性连接用以供电的锂电池电路(5)。
5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的智能农业实时控制系统，其特征在于：所述无线与传感器扩展接口(3)为两组双路2*10PIN模块接口，且2*10PIN接口完全一一对应及采用放反插设计。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于FPGA的智能农业实时控制系统，其特征在于，所述FPGA控制主板(1)、200路控制器接口(2)、无线与传感器扩展接口(3)、锂电池电路(5)、数字或模拟传感器接口(6)和1000M网接口(7)为一体集成式，所述200路控制器接口(2)、无线与传感器扩展接口(3)、锂电池电路(5)、数字或模拟传感器接口(6)和1000M网接口(7)均集成在所述FPGA控制主板(1)上。
7.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的智能农业实时控制系统，其特征在于：所述液晶触摸屏(4)为8寸高清电容多点LCD触摸屏。

说明书全文

一种基于FPGA的智能农业实时控制系统

技术领域

[0001] 本实用新型属于智能农业技术领域，具体涉及一种基于FPGA的智能农业实时控制系统。

背景技术

[0002] 传统的农业控制系统大多采用单片机或嵌入式处理器对系统数据进行采集及控制，单片机系统存在数据处理能力不强，嵌入式处理器存在并行实时控制能力不强等弱点。本系统采用内嵌CORTEX A9核的大规模FPGA，同时配备8寸高清电容多点触摸屏，配备千兆以太网口，具备WIFI、蓝牙等无线功能，可实现无线数据采集及控制，可实现本地数据查询控制及远程控制；本系统采用内嵌的CORTEX A9作高速数据处理，运行嵌入式LINUX系统或安卓系统，采用FPGA做并行处理，FPGA内部逻辑可编程，大大降低了硬件升级难度，有效降低了系统硬件成本。
实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的在于提供一种基于FPGA的智能农业实时控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0004] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：该系统包括FPGA控制主板，与所述FPGA控制主板双向电性连接的200路控制器接口、无线与传感器扩展接口、数字或模拟传感器接口和1000M网接口，与所述FPGA控制主板的输出端电性连接的液晶触摸屏以及与所述1000M网接口通过网线信号连接的网络摄像头以及互联网网关。

[0005] 采用内嵌CORTEX A9核的大规模FPGA，同时配备8寸高清电容多点触摸屏，配备千兆以太网口，具备WIFI、蓝牙等无线功能，可实现无线数据采集及控制，可实现本地数据查询控制及远程控制；本系统采用内嵌的CORTEX A9作高速数据处理，运行嵌入式LINUX系统或安卓系统，采用FPGA做并行处理，FPGA内部逻辑可编程，大大降低了硬件升级难度，有效降低了系统硬件成本；并且它支持200路以上的IO控制设备接入，通过内部FPGA器件设计可实时同时对200路设备进行控制，具有很强的实时控制功能。

[0006] 作为一种优选的实施方式，所述FPGA控制主板1为内嵌有CORTEX A9处理器的控制主板。

[0007] 采用上述方案，FPGA控制主板采用内嵌的CORTEX A9作高速数据处理，运行嵌入式LINUX系统或安卓系统。

[0008] 作为一种优选的实施方式，所述FPGA控制主板上设置有用于供电的DC电源接口和MiniUSB接口。

[0009] 采用上述方案，系统板支持锂电池供电、USB口供电、外接电源供电等多种供电方式，当外接电源供电时，系统会自动切断锂电池供电，可通过供电开关选择系统供电方式，板载有DC电源接口及MiniUSB接口，可通过DC电源接口及MiniUSB接口对系统锂电池进行充电。

[0010] 作为一种优选的实施方式，该系统还包括与所述FPGA控制主板电性连接用以供电的锂电池电路。

[0011] 采用上述方案，系统板载充电电路，提供3000MA以上的锂电池，且具有电子开关，当系统采用USB或外接电源供电时，系统自动切断锂电池供电，当无外部电源供电时，系统自动切换为锂电池供电，有效保护锂电池，提高锂电池寿命；提供有独立稳定的5V及3.3V供电电压，提供5V升压电路，在锂电池电源偏低时仍能保证输出5V稳定电压。

[0012] 作为一种优选的实施方式，所述无线与传感器扩展接口为两组双路2*10PIN模块接口，且2*10PIN接口完全一一对应及采用放反插设计。

[0013] 采用上述方案，可分别接无线模块及传感器模块。

[0014] 作为一种优选的实施方式，所述FPGA控制主板、200路控制器接口、无线与传感器扩展接口、锂电池电路、数字或模拟传感器接口和1000M网接口为一体集成式，所述200路控制器接口、无线与传感器扩展接口、锂电池电路、数字或模拟传感器接口和1000M网接口均集成在所述FPGA控制主板上。

[0015] 采用上述方案，支持集成或外接任意0-10v、4-20mA、GPIO、200～1KHz、RS232/485等标准接口传感设备；支持集成或者外接式多种控制器；支持即插即用型传感/控制设备，支持200路以上的IO控制设备接入，通过内部FPGA系统设计可实时同时对200路设备进行控制，具有很强的实时控制功能，远程可通过手机、电脑等多种方式控制，系统通过千兆网络与INTERNET连接，并且FPGA器件可运行安卓或嵌入式LINUX 操作系统，可接入多路标准摄像头，实现系统的实时监控功能。

[0016] 作为一种优选的实施方式，所述液晶触摸屏为8寸高清电容多点LCD触摸屏。

[0017] 采用上述方案，本地可以通过电容触摸屏进行控制。

[0018] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

[0019] 该一种基于FPGA的智能农业实时控制系统通过设置有FPGA器件、液晶触摸屏、和1000M网接口，本系统采用内嵌CORTEX A9核的大规模FPGA，同时配备8寸高清电容多点触摸屏，配备千兆以太网口，具备WIFI、蓝牙等无线功能，可实现无线数据采集及控制，可实现本地数据查询控制及远程控制；本系统采用内嵌的CORTEX A9作高速数据处理，运行嵌入式LINUX系统或安卓系统，采用FPGA做并行处理，FPGA内部逻辑可编程，大大降低了硬件升级难度，有效降低了系统硬件成本。
附图说明

[0020] 图1为本实用新型的系统图。

[0021] 图中：1、FPGA器件；2、200路控制器接口；3、无线与传感器扩展接口；4、液晶触摸屏；5、锂电池电路；6、数字或模拟传感器接口；7、1000M网接口；8、网络摄像头；9、互联网网关。

具体实施方式

[0022] 下面结合实施例对本实用新型做进一步的描述。

[0023] 以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本实用新型的构思前提下对本实用新型的方法简单改进都属于本实用新型要求保护的范围。

[0024] 请参阅图1，本实用新型提供一种基于FPGA的智能农业实时控制系统，该系统包括FPGA控制主板1，与FPGA控制主板1双向电性连接的200路控制器接口2、无线与传感器扩展接口3、数字或模拟传感器接口6和1000M网接口7，与FPGA控制主板1的输出端电性连接的液晶触摸屏4以及与1000M网接口7通过网线信号连接的网络摄像头8以及互联网网关9，FPGA控制主板1为内嵌有CORTEX A9处理器的控制主板，FPGA控制主板1上设置有用于供电的DC电源接口和MiniUSB接口，该系统还包括与FPGA控制主板1电性连接用以供电的锂电池电路5，无线与传感器扩展接口3为两组双路2*10PIN模块接口，且2*10PIN接口完全一一对应及采用放反插设计，FPGA控制主板1、200路控制器接口2、无线与传感器扩展接口3、锂电池电路5、数字或模拟传感器接口6和1000M网接口7为一体集成式，200路控制器接口2、无线与传感器扩展接口3、锂电池电路5、数字或模拟传感器接口6和1000M网接口7均集成在FPGA控制主板1上，液晶触摸屏4为8寸高清电容多点LCD触摸屏。

[0025] 在使用时，本系统包含大规模FPGA核心板，系统控制底板，无线模块，LCD触摸显示屏，大容量可充电锂电池等组成，无线扩展模块采用统一的接口与系统连接，FPGA器件1采用的是内嵌CORTEX A9核，系统板的锂电池电路5支持锂电池供电、USB口供电、外接电源供电等多种供电方式，当外接电源供电时，系统会自动切断锂电池供电，可通过供电开关选择系统供电方式，FPGA有DC电源接口及MiniUSB接口，可通过DC电源接口及MiniUSB接口对系统锂电池进行充电，FPGA器件上设有无线与传感器扩展接口3，无线与传感器扩展接口3采用的是两组双路2*10PIN模块接口，可分别接无线模块及传感器模块，且接口完全一一对应及采用放反插设计，系统板载充电电路，提供3000MA以上的锂电池，且具有电子开关，当系统采用USB或外接电源供电时，系统自动切断锂电池供电，当无外部电源供电时，系统自动切换为锂电池供电，有效保护锂电池，提高锂电池寿命；提供有独立稳定的5V及3.3V供电电压，提供5V升压电路，在锂电池电源偏低时仍能保证输出5V稳定电压，支持集成或外接任意0-10v、4-20mA、GPIO、200～1KHz、RS232/485等标准接口传感设备；支持集成或者外接式多种控制器；支持即插即用型传感/控制设备，并且FPGA器件1设有200路IO控制接口2，它支持
200路以上的IO控制设备接入，通过内部FPGA器件1设计可实时同时对200路设备进行控制，具有很强的实时控制功能，支持本地控制及远程控制，本地通过液晶触摸屏4进行控制，远程可通过手机、电脑等多种方式控制，系统通过1000M网络接口7与互联网9连接，系统可运行安卓或嵌入式LINUX操作系统，可接入多路标准网络摄像头8，实现系统的实时监控功能；
本实用新型设计简单，操作方便，本系统采用内嵌CORTEX A9核的大规模FPGA，同时配备8寸高清电容多点触摸屏，配备千兆以太网口，具备WIFI、蓝牙等无线功能，可实现无线数据采集及控制，可实现本地数据查询控制及远程控制；本系统采用内嵌的CORTEX A9作高速数据处理，运行嵌入式LINUX系统或安卓系统，采用FPGA做并行处理，FPGA内部逻辑可编程，大大降低了硬件升级难度，有效降低了系统硬件成本。

[0026] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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