一种车载可编程计算器系统的制作方法

本发明属于计算设备技术领域，特别是涉及一种车载可编程计算器系统。

背景技术：

计算器以其便携和计算快速的优点在现代的工农业生产、教育科研中一直占据着重要的位置，是人们日常生活中不可或缺的工具。特别是在生产一线、工地、田间地头以及野外经常可以看到计算器的身影。这些地方往往需要比较复杂的计算，因此可编程计算器就应运而生了。然而，由于现有的计算器芯片计算能力较弱，可编程计算器的功能十分有限。它无法完成比较大的计算，这就导致前方工程技术人员不得不将复杂的问题带回，使用计算机甚至超级计算机做后续处理，这就极大影响问题解决的实效性。

针对这种情况，人们开发了集装箱计算平台等面向大规模野外计算使用的可移动平台设备，这类平台具有十分强大的计算能力，同时拥有完备的环境自平衡能力，只需在使用目的地接入水源和电源即可快速完成设备的搭建和使用，因此极大满足并方便了野外对计算资源的需求。但与此同时，又出现了新的问题：首先，这类平台都比较大，通常是安装在卡车上的，而往往使用现场不需要如此庞大的计算系统且地理位置不佳，特别是那些不适于卡车行走的山野，因此在一定程度上限制了这类平台的使用；其次，集装箱计算平台，还需要额外提供水力以及电力，这在野外环境下也往往不太现实，因此，很多时候还需要自备水循环系统以及柴油发电车，这样的一套计算系统往往由三个车来组成，因此实用性不佳。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种车载可编程计算器系统，能够满足野外对高性能计算资源的需求，提升工农业生产的效率，且能应对任何复杂的地形，增强移动性，不受气象条件的限制，可以实现任何的野外作业环境，无需充电。

本发明提供的一种车载可编程计算器系统，包括：

具有平台的车辆模块，所述平台上安装有设备维持模块；

所述设备维持模块上固定有输入模块、计算模块和输出模块；

所述输入模块用于输入数据、程序或参数；

所述计算模块用于进行计算；

所述输出模块用于输出计算结果；

所述车辆模块上还设置有发电模块，用于将动能或势能转换为电能并进行存储。

优选的，在上述车载可编程计算器系统中，

所述计算模块包括计算核心处理器板卡、加速器板卡、内存储器和磁盘存储器。

优选的，在上述车载可编程计算器系统中，

所述发电模块包括直流电机、稳流器、蓄电池；

所述蓄电池与所述计算模块连接。

优选的，在上述车载可编程计算器系统中，

所述发电模块还包括逆变器，用于提供频率为50Hz至60Hz的220V交流电。

优选的，在上述车载可编程计算器系统中，

所述设备维持模块包括具有铝合金外壳的箱体，所述箱体内衬有缓冲隔垫。

优选的，在上述车载可编程计算器系统中，

所述输入模块为嵌入式键盘，且位于所述设备维持模块的内部。

优选的，在上述车载可编程计算器系统中，

所述输出模块为液晶显示屏，且位于所述设备维持模块的外翻盖的内侧。

优选的，在上述车载可编程计算器系统中，

所述加速器板卡为GPU、MIC和FPGA。

优选的，在上述车载可编程计算器系统中，

所述蓄电池为钴酸锂离子电池。

优选的，在上述车载可编程计算器系统中，

所述车辆模块的车轮数量为两个。

通过上述描述可知，本发明提供的上述车载可编程计算器系统，由于包括具有平台的车辆模块，所述平台上安装有设备维持模块；所述设备维持模块上固定有输入模块、计算模块和输出模块；所述输入模块用于输入数据、程序或参数；所述计算模块用于进行计算；所述输出模块用于输出计算结果；所述车辆模块上还设置有发电模块，用于将动能或势能转换为电能并进行存储，因此能够满足野外对高性能计算资源的需求，提升工农业生产的效率，且能应对任何复杂的地形，增强移动性，不受气象条件的限制，可以实现任何的野外作业环境，无需充电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的第一种车载可编程计算器系统的示意图；

图2为上述系统的具体剖面示意图；

图3为本实施例提供的系统的使用和计算具体流程图；

图4为本申请实施例提供的系统的电气示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想在于提供一种车载可编程计算器系统，能够满足野外对高性能计算资源的需求，提升工农业生产的效率，且机动灵活，能应对任何复杂的地形，增强移动性，不受气象条件的限制，可以实现任何的野外作业环境，无需充电。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供的第一种车载可编程计算器系统如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种车载可编程计算器系统的示意图。该系统包括：

具有平台1的车辆模块2，这是各模块设备的载体，同时具有灵活方便的移动能力和越野性能，可以比较容易的抵达野外的各种地况，所述平台1上安装有设备维持模块3，主要是为了保护其内部的各个功能模块，且拥有一定的防震功能；

所述设备维持模块3上固定有输入模块4、计算模块5和输出模块6；

所述输入模块4用于输入数据、程序或参数，一般固化在设备维持模块上；

所述计算模块5用于进行计算，其类似于普通通用异构计算机，可编程，具有自适应环境维持系统，具有高计算能力；

所述输出模块6用于输出计算结果，主要用于将计算模块的计算结果进行输出，一般固化在设备维持模块的内翻盖上；

所述车辆模块2上还设置有发电模块7，用于将动能或势能转换为电能并进行存储，主要为计算器提供能量来源，使其能够长时间适应野外的复杂工作环境，将发电模块与车辆模块相结合，可以充分利用车辆的动能来发电，特别是当车辆在山区运行时，下坡路段可以完全将重力势能转化为计算器所需的电能，绿色环保，且不像太阳能电池那样受天气的影响。

通过上述描述可知，本申请实施例提供的上述车载可编程计算器系统，由于包括具有平台的车辆模块，所述平台上安装有设备维持模块；所述设备维持模块上固定有输入模块、计算模块和输出模块；所述输入模块用于输入数据、程序或参数；所述计算模块用于进行计算；所述输出模块用于输出计算结果；所述车辆模块上还设置有发电模块，用于将动能或势能转换为电能并进行存储，因此能够满足野外对高性能计算资源的需求，提升工农业生产的效率，且能应对任何复杂的地形，增强移动性，不受气象条件的限制，可以实现任何的野外作业环境，无需充电。

本申请实施例提供的第二种车载可编程计算器系统，是在上述第一种车载可编程计算器系统的基础上，还包括如下技术特征：

所述计算模块包括计算核心处理器板卡、加速器板卡、内存储器和磁盘存储器。

随着计算技术的不断发展，出现了以GPU、MIC和FPGA为代表的加速处理器，它们动辄拥有数十乃致上百的运算核心，拥有十分强大的计算能力和较高的显存带宽，可以轻松实现片上万亿次计算，因此，该实施例使用GPU、MIC和FPGA来打造可野外使用的万亿次计算器平台。

本申请实施例提供的第三种车载可编程计算器系统，是在上述第一种车载可编程计算器系统的基础上，还包括如下技术特征：

所述发电模块包括直流电机、稳流器、蓄电池；

所述蓄电池与所述计算模块连接。

随着新能源技术的不断发展，动力电池技术获得了突飞猛进的进展，以钴酸锂动力电池拥有200AH/kg以上的能量密度，因此一块10kg左右的钴酸锂离子电池即可存储3～4kwh的电量，这足以支持GPU/MIC等加速卡的用电消耗，因此就出现了自维持的野外用可编程计算器。

本申请实施例提供的第四种车载可编程计算器系统，是在上述第三种车载可编程计算器系统的基础上，还包括如下技术特征：

所述发电模块还包括逆变器，用于提供频率为50Hz至60Hz的220V交流电。

该逆变器主要是向外提供50～60Hz 220v交流电源使用的，以方便在野外其他设备的使用。

本申请实施例提供的第五种车载可编程计算器系统，是在上述第一种车载可编程计算器系统的基础上，还包括如下技术特征：

所述设备维持模块包括具有铝合金外壳的箱体，所述箱体内衬有缓冲隔垫，能够充分减轻外部震动对计算模块的影响，适应野外的复杂使用环境，而且能减轻重量。

本申请实施例提供的第六种车载可编程计算器系统，是在上述第一种车载可编程计算器系统的基础上，还包括如下技术特征：

所述输入模块为嵌入式键盘，且位于所述设备维持模块的内部。

该键盘包括基本的数字、字母、运算符号等键值，通过它可以向计算设备输入计算参数或编写程序代码。

本申请实施例提供的第七种车载可编程计算器系统，是在上述第一种车载可编程计算器系统的基础上，还包括如下技术特征：

所述输出模块为液晶显示屏，且位于所述设备维持模块的外翻盖的内侧。

本申请实施例提供的第八种车载可编程计算器系统，是在上述第二种车载可编程计算器系统的基础上，还包括如下技术特征：

所述加速器板卡为GPU、MIC和FPGA。

利用GPU/MIC/FPGA等众核加速处理器来进行计算，能够实现万次亿的野外高度越野、可编译计算，极大的方便工程技术人员。

本申请实施例提供的第九种车载可编程计算器系统，是在上述第三种车载可编程计算器系统的基础上，还包括如下技术特征：

所述蓄电池为钴酸锂离子电池。

本申请实施例提供的第十种车载可编程计算器系统，是在上述第一种至第九种车载可编程计算器系统中任一种的基础上，还包括如下技术特征：

所述车辆模块的车轮数量为两个，为了充分的越野，特别是山间崎岖小道，使用两轮车辆结构，就能够应对任何复杂的地形，在极端情况下只需一人的操作即可移动该计算器。

具体来说，大体计算进程可表述如下：

1.在向野外移动的过程中，通过动能或重力势能为蓄电池充电，并达到稳定电压；

2.到达野外工作环境外，打开维持模块，将显示模块拉出，然后将计算器开机；

3.计算模块可正常初始化；

4.输入模块响应用户请求；

5.将用户请求反馈计算模块，同时显示模块给予显示输出；

6.计算模块计算(GPU/MIC/FPGA加速)；

7.计算模块将计算结果反馈给显示模块；

8.显示模块响应计算模块的请求并给予输出；

9.完成。

由上述可知，本申请实施例将计算全部部件安装在一个箱式维持系统内，该系统安装于一辆双轮车平台上，从而可以轻松到达任意野外工作场所，而且发电模块与车辆的动力系统相联，从而在车辆运行或下坡时可以轻松的将动能或重力势能转化为电能，存储于同样固化于车辆上的动力电池上。

如附图2所示，图2为上述系统的具体剖面示意图。将直流电机与两轮车的动力系统相串联，当车辆运行时，可以将一部分车辆的动能转化为电能。特别是当车辆在野外下坡时，可以完全将重力势能转化为电能，达到绿色环保的效果。当蓄电池的电力充足时，特别是上坡路段，还可以利用电力驱动电机，实现车辆的驱动助力，以达到便于越野的目的，而逆变器主要是向外提供50～60Hz 220v交流电源使用，以方便在野外其他设备的使用，所使用的输入模块为嵌入式键盘，它和显示模块的显示屏分别安装于维护系统箱体内和箱体外翻盖内侧之上。

参考图3，图3为本实施例提供的系统的使用和计算具体流程图。系统基本的架构和运算流程如下：

移动可越野高机动性双轮车载可编程计算器，利用动能给车载蓄电池充电，使蓄电池达到稳定的电压；

开机加电，系统自检；

用户按需求输入所要计算内容，或通过输入模块来编写所需要的程序，同时在显示模块上输出；

由计算模块完成相应的编译以及计算；

计算完成后由显示模块完成对结果的正确显示，并由输入模块响应用户的进一步操作请求。

参考图4，图4为本申请实施例提供的系统的电气示意图。其中计算模块包括CPU、加速卡(GPU/MIC/FPGA)、内存储器等部件。此外，为了满足可编译性，还要求在计算模块内安装有本地的磁盘系统，用于安装计算器操作系统，以及支持编译的中间件软件环境；电源模块主要起到稳压的作用；显示模块主要是完成对输入参数或计算结果的显示，它一般由液晶显示板组成，并固化在维持系统外翻盖的内面；输入模块是本自维持可编程计算器系统的参数输入设备，它包括基本的数字、字母、运算符号等键值，通过它可以向计算设备输入计算参数或编写程序代码，输入模块一般是固化在维持系统外翻盖的下面。

本申请实施例所上述系统具有可越野、高度机动、自维持等特点，可以极大的方便和满足野外对高性能计算资源的需求，还具有相当的移动越野性，不需要任何第三方的维持系统，无需任何电源。此外，它还可以向外输出50～60Hz 220v的交流电源，方便其他野外设备的使用。对于工农业生产，特别是厂房、野外(特别是山区)的作业施工意义重大，可以极大的提升工农业生产的效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。