一种基于fpga的湿雨伞快速自动干燥机及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于FPGA控制的湿雨伞快速自动干燥机及其控制方法。
【背景技术】
[0002]下雨天，顾客光临大型超市、商场等场所，都随身携带着湿淋淋的雨伞，不仅出现潮湿脏乱而且顾客容易滑倒。为了解决这一问题，商场大多提供塑料袋来，但塑料袋不环保，而且有时候塑料袋破裂，就会引起一些麻烦。目前已有一些湿雨伞干燥装置和方法，但是需要人控制。
【发明内容】
[0003]本发明目的是:提供一种基于FPGA控制的湿雨伞快速自动干燥机及其控制方法。
[0004]本发明的技术方案是:
一种基于FPGA的湿雨伞快速自动干燥机，所述干燥机包括一柱形圆筒，所述圆筒底部设置有雨伞转动装置，圆筒内侧壁上设置有湿度采集模块，圆筒侧壁的顶部和底部分别接通热风循环系统，所述雨伞转动装置、湿度采集模块和热风循环系统均连接到FPGA控制中心；所述雨伞转动装置包括竖直设置的第一转轴，所述第一转轴连接伺服电机FPGA控制中心控制伺服电机，通过第一转轴带动雨伞旋转。
[0005]优选的，所述圆筒顶部设置有盖板，所述盖板为两片半圆形盖片，两片半圆形盖片中间带有卡槽；所述盖板连接有定时器，定时器输出PWM波，盖板作为正电荷的负载层。
[0006]优选的，所述第一转轴顶部固定一个水平的盘片，所述盘片连接有定时器，定时器输出PWM波，盘片作为负电荷的负载层，在盖板与盘片之间形成电场。
[0007]优选的，所述盖板上方还盖有筒盖。
[0008]优选的，所述第一转轴侧表面设有一圈密集的竖直凸齿，伺服电机的第二转轴的侧表面设有与第一转轴相适配的竖直凸齿，第一转轴高于第二转轴，第一转轴的外侧套有一弹簧，所述弹簧上端接触盘片的下表面，下端接触第二转轴的顶部。
[0009]优选的，所述湿度采集模块包括16个湿度传感器，16个湿度传感器分为4层、每层4个分布在圆筒内侧壁上，每个湿度传感器采集各自位置上的湿度信息发送到FPGA控制中心。
[0010]优选的，所述圆筒内侧壁上还设置有紫外线灯，所述紫外线灯由FPGA控制中心连接控制。
[0011]优选的，所述圆筒内中部还固定一个圆形内圈，圆形内圈的直径为雨伞的2?4倍。
[0012]优选的，所述第一转轴顶部设置有触发按键，所述触发按键连接到FPGA控制中心。
[0013]一种基于FPGA的湿雨伞快速自动干燥机的控制方法，所述控制方法包括步骤:
I)当有雨伞放入干燥机时，雨伞前端部顶到触发按键，干燥机开始工作，FPGA控制中心控制盖板和筒盖先后合上；
2)湿度传感器采集各自位置上的湿度信号，并发送到FPGA控制中心，FPGA控制中心采用RBF算法计算出干燥机内的湿度权值，并判断湿度权值是否大于设定的阈值；
3)若湿度权值大于设定的阈值，FPGA控制中心控制伺服电机以一定的速度转动，控制热风循环系统向干燥机内通入热风，控制盖板与盘片之间产生脉冲电场，开启紫外灯；
4)若湿度权值小于设定的阈值，FPGA控制中心控制关闭伺服电机、热风循环系统、脉冲电场和紫外灯，然后控制打开盖板和筒盖，结束干燥。
[0014]本发明的优点是:
本发明所提供的基于FPGA的湿雨伞快速自动干燥机及其控制方法，利用干燥机内的湿度传感器采集各个部位的湿度，经过RBF算法计算出湿度权值，然后FPGA控制中心根据湿度权值控制伺服电机的转速、脉冲电场、热风循环系统同步工作，从而实现快速干燥湿雨伞的效果，简单实用，易于操作，安全，且占地面积小，适合于大量推广。
【附图说明】
[0015]下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
图1为本发明所述的湿雨伞快速自动干燥机的平面结构示意图；
图2为本发明所述的湿雨伞快速自动干燥机的主要结构的立体图；
图3为本发明实施例的盖板打开关闭示意图；
图4为本发明实施例的筒盖打开关闭示意图；
图5为本发明实施例的FPGA控制中心连接示意图；
图6为本发明实施例的湿度传感器采用RBF算法计算湿度权值的示意图；
图7本发明实施例的在脉冲电场作用下雨滴变换的示意图；
图8为本发明的湿雨伞快速自动干燥机的工作流程图。
【具体实施方式】
[0016]如图1和2所示，本发明所揭示的湿雨伞快速自动干燥机，所述干燥机包括一柱形圆筒I，所述圆筒I底部设置有雨伞转动装置，所述雨伞转动装置包括竖直设置的第一转轴2，所述第一转轴2下端连接伺服电机的第二转轴12，所述第一转轴2侧表面设有一圈密集的竖直凸齿，伺服电机的第二转轴12的侧表面设有与第一转轴2相适配的竖直凸齿，第一转轴2高于第二转轴12，FPGA控制中心控制伺服电机，由第二转轴12带动第一转轴2旋转，通过第一转轴2带动雨伞旋转。圆筒内侧壁上设置有湿度传感器3，圆筒侧壁的顶部和底部分别接通热风循环系统4，所述雨伞转动装置、湿度采集模块和热风循环系统均连接到FPGA控制中心。所述圆筒顶部设置有盖板5和筒盖6，所述第一转轴外部固定一个水平的盘片7，所述盖板5与盘片7分别连接到定时器，盖板5与盘片7分别作为正负电荷的负载层，FPGA控制中心配置定时器产生PWM波，在盖板与盘片之间形成脉冲电场。所述第一转轴顶部设置有触发按键11，在雨伞的作用下可以触发整个系统的工作。第一转轴的外侧还套有一弹簧8，所述弹簧上端接触盘片的下表面，下端接触第二转轴的顶部，第一转轴2在雨伞的压力和弹簧的弹力下，可以沿着凸齿上下位移，以适应不同雨伞的长度。所述圆筒内侧壁上还安装由FPGA控制中心连接控制的紫外线灯9。圆筒内中部还固定一个圆形内圈10，圆形内圈的直径为雨伞3倍，即使在高速转动时雨伞打开了，可以保护雨伞也同时保护干燥机。
[0017]所述干燥机直径40cm,高度100cm，因此占地面积小，设计10cm是为了安全起见，防止小朋友调皮而发生意外。
[0018]所述湿度采集模块包括16个湿度传感器，16个湿度传感器分为4层、每层4个分布在圆筒内侧壁上，所述湿度传感器采用VHR01-SPI，它是基于温度和相对湿度的数字式温湿度传感器模块，SPI接口输出温度和相对湿度，每个湿度传感器采集各自位置上的温度和湿度信息发送到FPGA控制中心。
[0019]热风循环系统是由一个热泵产生，为了达到快速干燥的效果，控制热泵产生循环的风速，保持筒内的温度是恒定在70°C。圆筒内侧壁周围安装了 4个紫外线消毒灯，快速杀灭细菌。干燥机侧壁有排水口，底部连接着雨水收集器，最终连接着下水道。
[0020]图3和图4分别是盖板和筒盖打开关闭两种状态示意图，所述盖板包括两片半圆形盖片，两片半圆形盖片中间带有卡槽，当不工作时，筒盖和两片盖板都打开；当把湿雨伞放入干燥机中顶住第一转轴上的触发按键，触发中断，FPGA控制中心控制盖板的两片盖片向内运动，卡住雨伞把柄，然后关闭筒盖。筒盖关闭后，避免在高速旋转过程中，任何物质飞出来擦伤别人。当雨伞顶住触发按键，且在盖板关闭的情况下启动伺服电机。
[0021]图5 FPGA控制中心是使用Altera Cyclone IV系类的EP4CE15F17C8N芯片。编程时集成了 RBF算法、实时操作系统控制，从而更准确、实时地控制伺服电机、热风循环系统和脉冲电场。湿度传感器共16个，从上之下分布着4层且每层4个，实时采集不同部位的湿度值。同一层的湿度传感器取平均值(精度更高)，然后将不同层的平均值经过RBF