一种无人艇信息计算设备的制作方法

1.本技术涉及无人艇的技术领域，具体而言，涉及一种无人艇信息计算设备。


背景技术：

2.随着科学技术的发展和智能化需求的提高，智能/无人船(艇)因能够极大程度上降低伤亡风险、提升使用效率，受到各国高度重视，已经成为未来船舶行业发展的重要方向，在军事和民用领域的应用前景都十分广阔。
3.当前艇载传感器感知信息计算设备的实现方式有多种，通常都是在具有数据计算处理功能的硬件上运行目标识别软件，如基于嵌入式的英伟达智能盒子系列产品、fpga电路板、商用带显卡的计算机设备等，但是这些设备通常都存在着计算能力有限、实现成本较高的问题，特别是商用带显卡的计算机设备，不仅需要220v电压供电，且其功耗较大导致无人艇续航能力大大降低。
4.而且，现有技术中通常是采用蓄电池供电的方式对无人艇的驱动装置及舰载设备进行供电，且不同作业环境中蓄电池的供电电压波动较大，而现有计算设备供电电压的稳定性要求较高，因此还需要设置额外的稳压装置，进一步增加了无人艇的成本。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于：在提升计算设备计算能力的同时降低生产成本，并解决因蓄电池电压波动对计算设备造成的供电电压不稳定的问题。
6.本技术的技术方案是：提供了一种无人艇信息计算设备，该无人艇信息计算设备包括防水箱体和主板，主板安装于防水箱体内，主板包括：显卡mxm，x86核心板，传感器接口以及供电电路；x86核心板通过mxm接口与显卡mxm串联，x86核心板的数据接收端电连接于传感器接口；供电电路用于向显卡mxm、x86核心板以及传感器接口供电。
7.上述任一项技术方案中，进一步地，供电电路包括：电源输入接口，隔离电源电路以及第一开关电源；电源输入接口设置于供电电路的输入端，电源输入接口的输出端电连接于隔离电源电路的输入端，电源输入接口用于外接供电电压；隔离电源电路的第一输出端电连接于显卡mxm的第一供电端，隔离电源电路的第二输出端电连接于第一开关电源的输入端，第一开关电源的输出端电连接于x86核心板的供电端。
8.上述任一项技术方案中，进一步地，传感器接口至少包括can接口、usb接口以及uart接口的至少一种，供电电路还包括：第二开关电源；第二开关电源的输入端电连接于隔离电源电路的第三输出端，第二开关电源的输出端电连接于传感器接口的供电端。
9.上述任一项技术方案中，进一步地，传感器接口还包括eth接口，供电电路还包括：第三开关电源；第三开关电源的输入端电连接于隔离电源电路的第四输出端，第三开关电源的输出端电连接于eth接口的供电端。
10.上述任一项技术方案中，进一步地，eth接口至少分为两组，其中，第一组eth接口为2路千兆通讯接口，第二组eth接口为1路千兆通讯接口，第二组eth接口用于网卡通讯。
11.上述任一项技术方案中，进一步地，隔离电源电路包括：第一隔离电源砖块u53，第二隔离电源砖块u54，双路二极管u51以及第一双向tvs管d19；双路二极管u51的第一输入端电连接第一隔离电源砖块u53的输出端，双路二极管u51的第二输入端电连接第二隔离电源砖块u54的输出端，双路二极管u51的输出端与双路二极管u51的第一输入端之间串联有第一电阻，双路二极管u51的输出端与双路二极管u51的第二输入端之间串联有第二电阻，双路二极管u51的输出端电连接于第一双向tvs管d19的一端；第一双向tvs管d19的另一端接地，其中，第一隔离电源砖块u53与第二隔离电源砖块u54的电路结构相同。
12.上述任一项技术方案中，进一步地，第一隔离电源砖块u53的输出端包括正输出引脚+vout以及负输出引脚－vout，隔离电源电路还包括：第一电压微调电阻r292，第二电压微调电阻r294以及第二双向tvs管d18；第一电压微调电阻r292的一端与第二双向tvs管d18的一端相连，第一电压微调电阻r292的另一端与第二电压微调电阻r294的一端相连；第二电压微调电阻r294的另一端与第二双向tvs管d18的另一端相连；第二双向tvs管d18的两端分别连接于正输出引脚+vout以及负输出引脚－vout，其中，第一隔离电源砖块u53的trim引脚电连接于第一电压微调电阻r292和第二电压微调电阻r294之间，第一电压微调电阻r292和第二电压微调电阻r294用于调节第一隔离电源砖块u53的输出电压。
13.上述任一项技术方案中，进一步地，隔离电源电路还包括：稳压电容和滤波电容；稳压电容和滤波电容并联后设置于第一双向tvs管d19的两端。
14.上述任一项技术方案中，进一步地，隔离电源电路还包括：配置电阻r293；配置电阻r293的一端电连接于第一隔离电源砖块u53的－vin引脚，配置电阻r293的另一端接地。
15.上述任一项技术方案中，进一步地，第一电阻由电阻r290和电阻r347并联组成，第二电阻由电阻r295和电阻r346并联组成。
16.本技术的有益效果是：
17.本技术中的技术方案，通过mxm接口将显卡mxm与x86核心板进行串联，利用显卡mxm的计算能力克服x86核心板中cpu串行运算处理目标识别算法速度慢的缺陷，并通过设置隔离电源电路结合不同的开关电源，对显卡mxm与x86核心板以及计算设备中的传感器接口进行供电，克服蓄电池供电电压不稳定的问题。
附图说明
18.本技术的上述和/或附加方面的优点在结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1是根据本技术的一个实施例的无人艇信息计算设备的示意框图；
20.图2是根据本技术的一个实施例的隔离电源电路的示意图。
具体实施方式
21.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
22.在下面的描述中，阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开
的具体实施例的限制。
23.如图1所示，本实施例提供了一种无人艇信息计算设备，该无人艇信息计算设备包括防水箱体和主板，主板安装于防水箱体内，以保证无人艇航行过程中设备的防水性能，其中，该计算设备的主板包括：x86核心板10，显卡mxm20，传感器接口40以及供电电路；x86核心板10通过mxm接口与显卡mxm20串联，x86核心板10的数据接收端电连接于传感器接口40。
24.具体的，传感器接口40外接舰载传感器，以便采集无人艇航行过程中的传感器信号，由x86核心板10的cpu运行目标识别算法，以对传感器信号进行处理，采用外接显卡mxm20的形式，利用显卡mxm20进行目标识别算法中涉及并行运算的内容，以提高目标识别算法运行效率。
25.需要说明的是，本实施例对目标识别算法的具体实现方式并不限定。
26.本实施例中，在主板上还设置有供电电路，该供电电路用于向显卡mxm20、x86核心板10以及传感器接口40供电，其中，传感器接口40至少包括can接口、usb接口以及uart接口的至少一种。
27.进一步的，传感器接口40还包括eth接口，其中，eth接口至少分为两组，其中，第一组eth接口为2路千兆通讯接口，第二组eth接口为1路千兆通讯接口，第二组eth接口用于网卡通讯。
28.本实施例中，该供电电路包括：电源输入接口31，隔离电源电路32以及第一开关电源33；电源输入接口31设置于供电电路的输入端，外接24v供电电压，该24v电压可有无人艇中的蓄电池直接提供。电源输入接口31的输出端电连接于隔离电源电路32的输入端。
29.为了输出不同大小的电压，该隔离电源电路32设置有多个电压输出端，其中，第一输出端电连接于显卡mxm20的第一供电端，以便向显卡mxm20提供12v电压，隔离电源电路32的第二输出端电连接于第一开关电源33的输入端，第一开关电源33的输出端电连接于x86核心板10的供电端，由第一电源开关33将12v电压转换为3.3v电压，保证x86核心板10正常运行。
30.本实施例中，供电电路还包括：第二开关电源34；第二开关电源34的输入端电连接于隔离电源电路32的第三输出端，第二开关电源34的输出端电连接于传感器接口40的供电端，其中，第二开关电源34用于向传感器接口40中的can接口、usb接口以及uart接口进行供电，其输出的电压为5v。
31.本实施例中，供电电路还包括：第三开关电源35；第三开关电源35的输入端电连接于隔离电源电路32的第四输出端，第三开关电源35的输出端电连接于传感器接口40中的eth接口的供电端，其中，第三开关电源35的输出电压为1v。
32.如图2所示，本实施例示出了一种隔离电源电路的实现方式，在该隔离电源电路中并联设置两个相同的隔离电源砖块，实现输出稳定的12v电压，以降低蓄电池电压波动对计算设备的影响。
33.本实施例中，该隔离电源电路32包括：第一隔离电源砖块u53，第二隔离电源砖块u54，双路二极管u51以及第一双向tvs管d19；双路二极管u51的第一输入端电连接第一隔离电源砖块u53的输出端，双路二极管u51的第二输入端电连接第二隔离电源砖块u54的输出端，双路二极管u51的输出端与双路二极管u51的第一输入端之间串联有第一电阻，双路二极管u51的输出端与双路二极管u51的第二输入端之间串联有第二电阻，双路二极管u51的
输出端电连接于第一双向tvs管d19的一端；第一双向tvs管d19的另一端接地，以防止受到冲击电压的影响，其中，第一隔离电源砖块u53与第二隔离电源砖块u54的电路结构相同，第一电阻由电阻r290和电阻r347并联组成，第二电阻由电阻r295和电阻r346并联组成。
34.同样的，在第一隔离电源砖块u53和第二隔离电源砖块u54的输出端设置第二双向tvs管d18和第三双向tvs管d20，以防止受到冲击电压的影响。
35.通过测试，本实施例中的隔离电源电路32，当输入的电压在18-36v范围内，均可以输出稳定的12v电压，以保证x86核心板10、显卡mxm20以及传感器接口40供电的稳定性。
36.同时，设置双路二极管u51以防止电流倒灌，保证隔离电源电路32的安全运行。
37.本实施例中，以第一隔离电源砖块u53为例，对隔离电源砖块及其外围电路进行说明，其中，选用q36sr12020nrfa型号的元件作为第一隔离电源砖块u53，第一隔离电源砖块u53的输出端包括正输出引脚+vout以及负输出引脚－vout，隔离电源电路32还包括：第一电压微调电阻r292，第二电压微调电阻r294以及第二双向tvs管d18；第一电压微调电阻r292的一端与第二双向tvs管d18的一端相连，第一电压微调电阻r292的另一端与第二电压微调电阻r294的一端相连；第二电压微调电阻r294的另一端与第二双向tvs管d18的另一端相连；第二双向tvs管d18的两端分别连接于正输出引脚+vout以及负输出引脚－vout，其中，第一隔离电源砖块u53的trim引脚电连接于第一电压微调电阻r292和第二电压微调电阻r294之间，第一电压微调电阻r292和第二电压微调电阻r294用于调节第一隔离电源砖块u53的输出电压。
38.具体的，将第一电压微调电阻r292与第二电压微调电阻r294串联后与正输出引脚+vout、负输出引脚－vout相连，将trim引脚电连接于第一电压微调电阻r292与第二电压微调电阻r294之间，通过调节这两个电阻，以使隔离电源电路32输出稳定的12v电压。
39.优选的，隔离电源电路32还包括：稳压电容和滤波电容；稳压电容和滤波电容并联后设置于第一双向tvs管d19的两端。
40.具体的，在隔离电源电路32的输出端设置电容c268和电容c269，以对隔离电源电路32输出的12v电压进行稳压和滤波。
41.同样的，在第一隔离电源砖块u53和第二隔离电源砖块u54的输出端分别设置电容c264、c267以及电容c271、c272，对两个隔离电源砖块的输出电压进行稳压和滤波。
42.优选的，隔离电源电路32还包括：配置电阻r293；配置电阻r293的一端电连接于第一隔离电源砖块u53的－vin引脚，配置电阻r293的另一端接地。
43.以上结合附图详细说明了本技术的技术方案，本技术提出了一种无人艇信息计算设备，该无人艇信息计算设备包括防水箱体和主板，主板安装于防水箱体内，主板包括：显卡mxm，x86核心板，传感器接口以及供电电路；x86核心板通过mxm接口与显卡mxm串联，x86核心板的数据接收端电连接于传感器接口；供电电路用于向显卡mxm、x86核心板以及传感器接口供电。通过本技术中的技术方案，采用x86核心板结合显卡mxm的形式在增加计算设备计算能力的同时，降低生产成本，并通过隔离电源电路和不同的开关电源相配合，对计算设备进行供电，降低蓄电池供电电压不稳定对计算设备的影响，保证计算设备的正常运行。
44.在本技术中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上
述术语在本技术中的具体含义。
45.附图中的各个部件的形状均是示意性的，不排除与其真实形状存在一定差异，附图仅用于对本技术的原理进行说明，并非意在对本技术进行限制。
46.尽管参考附图详地公开了本技术，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用来限制本技术的应用。本技术的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本技术保护范围和精神的情况下针对实用新型所作的各种变型、改型及等效方案。