CN206097441U - 基于fpga控制器的多通道昆虫飞行信息监测系统 - Google Patents
基于fpga控制器的多通道昆虫飞行信息监测系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于FPGA控制器的多通道昆虫飞行信息监测系统，包括FPGA控制器；信息采集模块包括飞行信息采集单元和图像信息采集单元，飞行信息采集单元包括若干并联设置的光电检测传感器，光电检测传感器与FPGA控制器的输入端连接；图像信息采集单元包括USB摄像头和WiFi视频传输模块；USB摄像头与WiFi视频传输模块双向连接，WiFi视频传输模块与FPGA控制器双向连接；环境检测模块包括温湿度检测传感器、光照度检测传感器和风速风向检测传感器，分别与FPGA控制器的输入端连接；FPGA控制器通过无线传输模块与上位机连接；FPGA控制器通过WiFi视频传输模块与上位机连接；上位机通过WiFi传输模块与智能终端连接。具有操作简单、采集数据精度高、数据处理速度快、传输图像清晰、抗干扰性能强等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于昆虫飞行信息采集技术领域，具体涉及一种基于FPGA控制器的多通道昆虫飞行信息监测系统。
背景技术
在农业生产过程中，为防止害昆虫对农作物的损坏，提高农作物的产量、品质和效益，需要准确获取各类相关昆虫的个体信息。为深入研究昆虫大规模迁移和飞行状态对各地农作物的生长状况和收成影响，及时掌握在不同环境（温度、湿度、光照和气流等）、食物营养下对昆虫迁移规律和飞行能力的影响等关系具有重要的理论意义和应用价值。
现有的雷达监测存在对昆虫个体迁飞难以准确控制和飞行磨提供检测路数少、数据处理速度慢等问题。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种检测通道多，采集图像清晰，数据处理速度快，检测更为准确的基于FPGA控制器的多通道昆虫飞行信息监测系统。
为实现上述技术目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种基于FPGA控制器的多通道昆虫飞行信息监测系统，包括FPGA控制器，信息采集模块，环境检测模块、无线传输模块、上位机、WiFi传输模块和智能终端；所述信息采集模块包括飞行信息采集单元和图像信息采集单元，所述飞行信息采集单元包括若干并联设置的光电检测传感器，光电检测传感器与FPGA控制器的输入端连接；所述图像信息采集单元包括USB摄像头和WiFi视频传输模块；USB摄像头与WiFi视频传输模块双向连接，WiFi视频传输模块与与FPGA控制器双向连接；所述环境检测模块包括温湿度检测传感器、光照度检测传感器和风速风向检测传感器，温湿度检测传感器、光照度检测传感器和风速风向检测传感器分别与FPGA控制器的输入端连接；所述FPGA控制器通过无线传输模块与上位机连接传输飞行信息采集单元的信息；FPGA控制器通过WiFi视频传输模块与上位机连接传输图像信息采集单元的信息；所述上位机通过WiFi传输模块与智能终端连接。
所述光电检测传感器的数量为64个，且光电检测传感器的型号为FZ-83的槽型光电检测模块。64个光电检测传感器并行连接在FPGA控制器的输入端，并行传输，数据传输速度快，且传输通道多，为后期研究昆虫个体特征和飞行能力提供可靠的数据，提高准确度。
所述FPGA控制器还与键盘和显示屏连接。
所述FPGA控制器还与报警器连接。
所述温湿度传感器的型号为DHT11；光强传感器的型号GY-30；风速风向传感器的型号为JL-FSX1。用于检测昆虫飞行的环境条件。
所述无线传输模块型号为APC220-43；所述WIFI视频传输模块的型号为Robot-LinkV4.0。
所述智能终端为电脑或手机。
本实用新型通过光电检测传感器检测昆虫的飞行信息并传输至FPGA控制器内，FPGA控制器通过无线传输模块将飞行信息上传至上位机内，FPGA控制器通过USB摄像头拍摄昆虫的飞行图像并通过WiFi视屏传输模块上传至上位机内，上位机将接收到的飞行信息和图像信息进行综合处理，并通过WiFi传输模块传输至手机等智能终端内。本实用新型在FPGA控制器的控制作用下，结合智能终端实现64路昆虫飞行信息的数据检测、无线数据、图像传输和上位机实时监控等功能，能够真实模拟昆虫的飞行环境，便于分析研究昆虫的个体特征和飞行能力；系统整体具有操作简单、监控界面友好、采集数据精度高、数据处理速度快、传输图像清晰、抗干扰性能强等特点，具有较高的推广应用价值。
附图说明
图1为本实用新型的控制原理框图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于FPGA控制器的多通道昆虫飞行信息监测系统，包括FPGA控制器，信息采集模块，环境检测模块、无线传输模块、上位机、WiFi传输模块和智能终端。所述FPGA控制器采用KX_KX3C10F+型号的核心板，具有64路数字输入输出，可同时并行采集、处理64个光电检测传感器获取64路的昆虫飞行信息数据。所述无线传输模块型号为APC220-43。
所述信息采集模块包括飞行信息采集单元和图像信息采集单元。所述飞行信息采集单元包括若干并行设置的光电检测传感器，光电检测传感器与FPGA控制器的输入端连接。
在本实施例中，所述光电检测传感器的数量为64个，且光电检测传感器的型号为FZ-83的槽型光电检测模块。64个光电检测传感器并行连接在FPGA控制器的输入端，并行传输，数据传输速度快，且传输通道多，为后期研究昆虫个体特征和飞行能力提供可靠的数据，提高准确度。
所述图像信息采集单元包括USB摄像头和WiFi视频传输模块。所述WIFI视频传输模块的型号为Robot-LinkV4.0。USB摄像头与WiFi视频传输模块双向连接，WiFi视频传输模块与FPGA控制器双向连接。
所述环境检测模块包括温湿度检测传感器、光照度检测传感器和风速风向检测传感器，温湿度检测传感器、光照度检测传感器和风速风向检测传感器分别与FPGA控制器的输入端连接；所述温湿度传感器的型号为DHT11；光强传感器的型号GY-30；风速风向传感器的型号为JL-FSX1。用于检测昆虫飞行的环境条件。
所述FPGA控制器通过无线传输模块与上位机连接传输飞行信息采集单元的信息；FPGA控制器通过WiFi视频传输模块与上位机连接传输图像信息采集单元的信息；所述上位机通过WiFi传输模块与智能终端连接。所述智能终端为电脑或手机。
为了便于操作，所述FPGA控制器还与键盘、显示屏和报警器连接。
环境检测模块采集昆虫飞行环境的温湿度、光照和风速风向转化为FPGA控制器可识别的电信号，上述各种电信号经模数转换后均传输到FPGA控制器中，通过无线传输模块传至上位机，上位机对采集数据进行分析、处理、显示和存储，并通过WIFI传输模块将采集的环境参数数据发到研究员的手机中。光电检测传感器安装在飞行磨下磁环磨主体支架上，将昆虫吊于飞行磨上磁环可随转子转动的悬臂一端，以轴为圆心，以悬挂昆虫一端的悬臂长度为半径，使昆虫带动转子作圆周飞行，通过 FPGA控制器对昆虫飞行状态产生脉冲计数，并结合飞行吊臂的半径计算出昆虫飞行距离和速度，FPGA控制器通过无线传输模块将飞行信息上传至上位机内。
WIFI视频传输模块安装在飞行磨上磁环正上方，FPGA控制器通过USB摄像头拍摄昆虫的飞行图像并通过WiFi视屏传输模块以Mjpeg格式发送至上位机内，上位机对采集的图像进行录像、定时拍照、数据存储，以便研究者在不同外界刺激环境下观察昆虫飞行状态与食物营养和周围环境之间的关系。上位机将接收到的飞行信息和图像信息进行综合处理，并将数据存储于数据库，生成历史和实时报表，以便研究者在实验环境条件下研究昆虫个体特征、飞行能力与周围环境之间的关系。并通过WiFi传输模块传输至手机等智能终端内，且图像信息以Mjpeg格式传输。
Claims (7)
1.一种基于FPGA控制器的多通道昆虫飞行信息监测系统，其特征在于：包括FPGA控制器，信息采集模块，环境检测模块、无线传输模块、上位机、WiFi传输模块和智能终端；所述信息采集模块包括飞行信息采集单元和图像信息采集单元，所述飞行信息采集单元包括若干并行采集处理的光电检测传感器，光电检测传感器与FPGA控制器的输入端连接；所述图像信息采集单元包括USB摄像头和WiFi视频传输模块；USB摄像头与WiFi视频传输模块双向连接，WiFi视频传输模块与FPGA控制器双向连接；所述环境检测模块包括温湿度检测传感器、光照度检测传感器和风速风向检测传感器，温湿度检测传感器、光照度检测传感器和风速风向检测传感器分别与FPGA控制器的输入端连接；所述FPGA控制器通过无线传输模块与上位机连接传输飞行信息采集单元的信息；FPGA控制器通过WiFi视频传输模块与上位机连接传输图像信息采集单元的信息；所述上位机通过WiFi传输模块与智能终端连接。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA控制器的多通道昆虫飞行信息监测系统，其特征在于：所述光电检测传感器的数量为64个，且光电检测传感器的型号为FZ-83的槽型光电检测模块。
3.根据权利要求1所述的基于FPGA控制器的多通道昆虫飞行信息监测系统，其特征在于：所述FPGA控制器还与键盘和显示屏连接。
4.根据权利要求1或3所述的基于FPGA控制器的多通道昆虫飞行信息监测系统，其特征在于：所述FPGA控制器还与报警器连接。
5.根据权利要求1所述的基于FPGA控制器的多通道昆虫飞行信息监测系统，其特征在于：所述温湿度传感器的型号为DHT11；光强传感器的型号GY-30；风速风向传感器的型号为JL-FSX1。
6.根据权利要求1所述的基于FPGA控制器的多通道昆虫飞行信息监测系统，其特征在于：所述无线传输模块型号为APC220-43；所述WiFi视频传输模块的型号为Robot-LinkV4.0。
7.根据权利要求1所述的基于FPGA控制器的多通道昆虫飞行信息监测系统，其特征在于：所述智能终端为电脑或手机。
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