自动升国旗系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自动升国旗系统，属于自动化系统领域，该自动升国旗系统包括电源、键盘、开关、微处理器、驱动器、电动机、播放器和显示器；电源用以给键盘、开关、微处理器、驱动器、电动机、播放器和显示器供电；键盘、开关、驱动器、播放器和显示器分别电性连接微处理器，电动机电性连接驱动器；从而克服了现有技术中升国旗时间难以把握，导致国旗与国歌时间上不匹配的问题，进而保证了国旗与国歌时间上的匹配，完美的完成了升旗仪式。
【专利说明】自动升国旗系统【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种自动化系统，尤其涉及一种自动升国旗系统。
【背景技术】
[0002]国旗是一个国家最鲜明的标识，显示着民族的个性和尊严。在我国，五星红旗是中华人民共和国的标识和象征，其作为中华民族五千年历史上第一面代表全体人民意志的民族之旗、团结之旗、胜利之旗、希望之旗、吉祥之旗，在重大节日或者重要场合，经常需要升国旗、奏国歌来显示人们对于国家的热爱。
[0003]然而，目前的升旗仪式基本都是人工来操作的，这不仅造成了人力资源的浪费，同时国旗升降的速度也不均匀，升国旗的时间难以把握，容易出现国歌没有播放完国旗便已经到顶的现象。实用新型内容
[0004]针对上述存在的问题，本实用新型提供一种自动升国旗系统，以克服现有技术中升国旗时间难以把握，导致国旗与国歌时间上不匹配的问题，从而保证了国旗与国歌时间上的匹配，完美的完成了升旗仪式。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为:
[0006]一种自动升国旗系统，其中，包括:电源、键盘、开关、微处理器、驱动器、电动机、播放器和显示器；所述电源为所述键盘、所述开关、所述微处理器、所述驱动器、所述电动机、所述播放器和所述显示器供电；所述键盘、所述开关、所述驱动器、所述播放器和所述显示器分别电性连接所述微处理器，所述电动机电性连接所述驱动器；通过键盘，升旗人员根据实际情况选择“模式”、“上”、“下”、“确定”等，键盘将该信息传输至微处理器，微处理器接收到该信号后触动相应的驱动器和播放器，从而使得国旗冉冉升起，并且微处理器还将当前的信息传输至显示器，从而通过显示器便能清楚的显示目前国旗所处的状态，同时，当国旗到达旗杆的最顶端时，开关便会被触发，从而将到达顶端的信息传输至微处理器，微处理器控制驱动器和播放器进行停止操作，完成升旗仪式；另外，电动机电性连接驱动器，使得微处理器通过控制驱动器从而达到控制电动机的目的，电动机的一端与旗帜的连接线固定连接，从而使得电动机的正反运转或者转速，便能控制旗帜的上升、下降及上升下降的速度。
[0007]上述的自动升国旗系统，其中，所述系统还包括掉电保护器，所述掉电保护器电性连接所述微处理器，国旗在上升或下降过程中如果断电，芯片的数据就会复原，再次通电时系统就会从底端的状态运行，这将会导致系统运行错乱，通过增加一掉电保护电器，便能使得系统在断电后数据依然保留，等再次通电后系统会接着断电时的状态运行。
[0008]上述的自动升国旗系统，其中，所述掉电保护器采用铁电随机存储器，铁电随机存储器FRAM是一种具有非易失性并且可以像存储器RAM —样快速读写数据的新型存储器，掉电可以保存10年，而且比EEPROM或其他非易失性存储器可靠性更高、系统更简单，在此我们采用RAMTR0N公司的铁电存储芯片FM24C04。FM24C04采用串行总线占用系统I/O单元少，而且读写速度快，在断电保存应用中具有无可比拟的优势，而且FRAM技术成熟，芯片价格合理，性价比较高。
[0009]上述的自动升国旗系统，其中，所述系统还包括雨滴感应器，所述雨滴感应器电性连接所述微处理器，雨滴感应器具有雨滴感应功能，在下雨时，国旗便会自动下降。
[0010]上述的自动升国旗系统，其中，所述开关采用霍尔传感器，开关的作用就是检测出到达顶端或底端的信号，从而使电动机适时停止，霍尔传感器利用霍尔元件中的磁通量使电子在霍尔元件的一侧聚集，在霍尔元件两侧产生电压差，并且由霍尔器件检测出霍尔电压信号，经过放大器放大，该电压信号精确地反映原边电流，或者是磁通量的变化，从而根据事先预定好的情况做出相应的反应。
[0011]上述的自动升国旗系统，其中，所述微处理器采用ATmegal6L单片机，ATmegal6L是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmegal6L的数据吞吐率高达lMIPS/MHz，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾，与其它一般的单片机相比，Atmegal6L的优点有很多:(I)门槛低:多种编程方式、可反复擦写(可达I万次以上)、多免费编程语言、多种器件选择；(2)高速单片机:一时钟周期执行一条指令、多累加器、中断响应速度快，C语言编程效率高；(3)低功耗单片机；⑷高保密度等主要优点，ATmegal6L优点诸多，并且低功耗，从而能够完成多模块的控制任务。
[0012]上述的自动升国旗系统，其中，所述驱动器为PWM调速电路，所述PWM调速电路包括达林顿管和MOS管，用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态，可精确调整电动机的运动状态(前进，后退，左转，右转)。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率很高。该电路保证了可以简单的实现转速和方向的控制。
[0013]上述的自动升国旗系统，其中，所述电动机采用步进电机，步进电机是纯粹的数字控制电动机，它将电脉冲信号转变为角位移，即给一个脉冲，步进电机就转一个角度，因此非常合适单片机控制，在轻载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，累积误差小，控制精度高。步进电机的一个显著特点是具有快速的启停能力，如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值，就能够立即使步进电机启动或反转。另一个显著特点是转换精度高，正转反转控制灵活，由于国旗的高度是固定的，国旗升降到某一位置电动机就必须立即停止转动，这就需要精确的转换速度和转换时间且启停要迅速，采用步进电机作为本实用新型中的电动机，便能满足上述需求。
[0014]上述的自动升国旗系统，其中，所述播放器采用AT89C2051单片机，且于所述AT89C2051单片机外部连接振荡电路和复位电路，单片机AT89C2051通过程序对声音进行高低、音符、升降度等指标进行分析，并以脉冲的方式输出，然后通过简单放大，用喇叭输出。通过编程的方式来实现歌曲的播放，可以自己设定不同的参数、不同的内容，实现不同歌曲的播放。相对于专用的语音芯片，AT89C2051的价格便宜，且易于实现。
[0015]上述的自动升国旗系统，其中，所述显示器采用IXD显示电路，IXD是LiquidCrystal Display的缩写,它功耗低,体积小,质量轻,寿命长,不产生电磁福射污染。更重要的是它具有良好的人机界面，可显示各种字体的数字、汉字、图像，还可以自定义显示内容，显示内容也较丰富；方便操作者读取信息。
[0016]上述技术方案具有如下优点或者有益效果:[0017]本实用新型提供的自动升国旗系统包括电源、键盘、开关、微处理器、驱动器、电动机、播放器和显示器；电源用以给键盘、开关、微处理器、驱动器、电动机、播放器和显示器供电；键盘、开关、驱动器、播放器和显示器分别电性连接微处理器，电动机电性连接驱动器；从而克服了现有技术中升国旗时间难以把握，导致国旗与国歌时间上不匹配的问题，进而保证了国旗与国歌时间上的匹配，完美的完成了升旗仪式。另外，通过在自动升国旗系统中增设掉电保护器，掉电保护器电性连接微处理器，便能使得系统在断电后数据依然保留，等再次通电后系统会接着断电时的状态运行。再者，通过在自动升国旗系统中增设雨滴感应器，雨滴感应器电性连接微处理器，雨滴感应器具有雨滴感应功能，在下雨时，国旗便会自动下降。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
[0019]图1是本实用新型实施例1提供的自动升国旗系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体的实施例，对本实用新型作进一步的说明，但是不作为本实用新型的限定。
[0021]图1是本实用新型实施例1提供的自动升国旗系统的结构示意图；如图所示，本实用新型实施例1提供的自动升国旗系统包括:电源、键盘、开关、微处理器、驱动器、电动机、播放器和显示器；电源用以所述键盘、开关、微处理器、驱动器、电动机、播放器和显示器供电；键盘、开关、驱动器、播放器和显示器分别电性连接微处理器，电动机电性连接驱动器；通过键盘，升旗人员根据实际情况选择“模式”、“上”、“下”、“确定”等，键盘将该信息传输至微处理器，微处理器接收到该信号后触动相应的驱动器和播放器，从而使得国旗冉冉升起，并且微处理器还将当前的信息传输至显示器，从而通过显示器便能清楚的显示目前国旗所处的状态，同时，当国旗到达旗杆的最顶端时，开关便会被触发，从而将到达顶端的信息传输至微处理器，微处理器控制驱动器和播放器进行停止操作，完成升旗仪式；另外，电动机电性连接驱动器，使得微处理器通过控制驱动器从而达到控制电动机的目的，电动机的一端与旗帜的连接线固定连接，从而使得电动机的正反运转或者转速，便能控制旗帜的上升、下降及上升下降的速度。
[0022]本实用新型实施例1提供的自动升国旗系统中还包括掉电保护器，掉电保护器电性连接微处理器，国旗在上升或下降过程中如果断电，芯片的数据就会复原，再次通电时系统就会从底端的状态运行，这将会导致系统运行错乱，通过增加一掉电保护电器，便能使得系统在断电后数据依然保留，等再次通电后系统会接着断电时的状态运行。该掉电保护器采用铁电随机存储器，铁电随机存储器FRAM是一种具有非易失性并且可以像存储器RAM —样快速读写数据的新型存储器，掉电可以保存10年，而且比EEPROM或其他非易失性存储器可靠性更高、系统更简单，在此我们采用RAMTR0N公司的铁电存储芯片FM24C0LFM24C04采用串行总线占用系统I/O单元少，而且读写速度快，在断电保存应用中具有无可比拟的优势，而且FRAM技术成熟，芯片价格合理，性价比较高。
[0023]本实用新型实施例1提供的自动升国旗系统中还包括雨滴感应器，雨滴感应器电性连接微处理器，雨滴感应器具有雨滴感应功能，在下雨时，国旗便会自动下降，其设计原理是:当没有雨水时，雨水检测处的电阻视为断开，比较器端口 3的电压为5V，当有雨水时，雨水检测处的电阻约为600ΚΩ (在直径为2.5cm的容器里测得水的电阻是600ΚΩ )，则此时比较器端口 3电压为:5/(10+600) *600=4.915V。比较器端口 2的电压可在O到5V内任意调节。当无雨水时端口 I输出正电压，当有雨水时端口 I输出负电压。
[0024]本实用新型实施例1提供的自动升国旗系统中，开关采用霍尔传感器，开关的作用就是检测出到达顶端或底端的信号，从而使电动机适时停止，霍尔传感器利用霍尔元件中的磁通量使电子在霍尔元件的一侧聚集，在霍尔元件两侧产生电压差，并且由霍尔器件检测出霍尔电压信号，经过放大器放大，该电压信号精确地反映原边电流，或者是磁通量的变化，从而根据事先预定好的情况做出相应的反应。
[0025]本实用新型实施例1提供的自动升国旗系统中，微处理器采用ATmegal6L单片机，ATmegal6L是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmegal6L的数据吞吐率高达lMIPS/MHz，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾，与其它一般的单片机相比，Atmegal6L的优点有很多:(I)门槛低:多种编程方式、可反复擦写(可达I万次以上)、多免费编程语言、多种器件选择；(2)高速单片机:一时钟周期执行一条指令、多累加器、中断响应速度快，C语言编程效率高；(3)低功耗单片机；(4)高保密度等主要优点，ATmegal6L优点诸多，并且低功耗，从而能够完成多模块的控制任务。
[0026]本实用新型实施例1提供的自动升国旗系统中，驱动器为PWM调速电路，PWM调速电路包括达林顿管和MOS管，用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态，可精确调整电动机的运动状态(前进，后退，左转，右转)。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率很高。该电路保证了可以简单的实现转速和方向的控制。
[0027]本实用新型实施例1提供的自动升国旗系统中，电动机采用步进电机，步进电机是纯粹的数字控制电动机，它将电脉冲信号转变为角位移，即给一个脉冲，步进电机就转一个角度，因此非常合适单片机控制，在轻载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，累积误差小，控制精度高。步进电机的一个显著特点是具有快速的启停能力，如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值，就能够立即使步进电机启动或反转。另一个显著特点是转换精度高，正转反转控制灵活，由于国旗的高度是固定的，国旗升降到某一位置电动机就必须立即停止转动，这就需要精确的转换速度和转换时间且启停要迅速，采用步进电机作为本实用新型中的电动机，便能满足上述需求。
[0028]本实用新型实施例1提供的自动升国旗系统中，播放器采用AT89C2051单片机，且于AT89C2051单片机外部连接振荡电路和复位电路，单片机AT89C2051通过程序对声音进行高低、音符、升降度等指标进行分析，并以脉冲的方式输出，然后通过简单放大，用喇叭输出。通过编程的方式来实现歌曲的播放，可以自己设定不同的参数、不同的内容，实现不同歌曲的播放。相对于专用的语音芯片，AT89C2051的价格便宜，且易于实现。
[0029]本实用新型实施例1提供的自动升国旗系统中，显示器采用IXD显示电路，IXD是Liquid Crystal Display的缩写,它功耗低,体积小,质量轻,寿命长,不产生电磁福射污染。更重要的是它具有良好的人机界面，可显示各种字体的数字、汉字、图像，还可以自定义显示内容，显示内容也较丰富；方便操作者读取信息。
[0030]所以，本实用新型提供的自动升国旗系统包括电源、键盘、开关、微处理器、驱动器、电动机、播放器和显示器；电源用以给键盘、开关、微处理器、
[0031]驱动器、电动机、播放器和显示器供电；键盘、开关、驱动器、播放器和显示器分别电性连接微处理器，电动机电性连接驱动器；从而克服了现有技术中升国旗时间难以把握，导致国旗与国歌时间上不匹配的问题，进而保证了国旗与国歌时间上的匹配，完美的完成了升旗仪式。另外，通过在自动升国旗系统中增设掉电保护器，掉电保护器电性连接微处理器，便能使得系统在断电后数据依然保留，等再次通电后系统会接着断电时的状态运行。再者，通过在自动升国旗系统中增设雨滴感应器，雨滴感应器电性连接微处理器，雨滴感应器具有雨滴感应功能，在下雨时，国旗便会自动下降。
[0032]本领域技术人员应该理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不予赘述。这样的变化例并不影响本实用新型的实质内容，在此不予赘述。
[0033]以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种自动升国旗系统，其特征在于，包括:电源、键盘、开关、微处理器、驱动器、电动机、播放器和显示器；所述电源为所述键盘、所述开关、所述微处理器、所述驱动器、所述电动机、所述播放器和所述显示器供电；所述键盘、所述开关、所述驱动器、所述播放器和所述显示器分别电性连接所述微处理器，所述电动机电性连接所述驱动器。
2.如权利要求1所述的自动升国旗系统，其特征在于，所述系统还包括掉电保护器，所述掉电保护器电性连接所述微处理器。
3.如权利要求2所述的自动升国旗系统，其特征在于，所述掉电保护器采用铁电随机存储器。
4.如权利要求1所述的自动升国旗系统，其特征在于，所述系统还包括雨滴感应器，所述雨滴感应器电性连接所述微处理器。
5.如权利要求1所述的自动升国旗系统，其特征在于，所述开关采用霍尔传感器。
6.如权利要求1所述的自动升国旗系统，其特征在于，所述微处理器采用ATmegal6L单片机。
7.如权利要求1所述的自动升国旗系统，其特征在于，所述驱动器为PWM调速电路，所述PWM调速电路包括达林顿管和MOS管。
8.如权利要求1所述的自动升国旗系统，其特征在于，所述电动机采用步进电机。
9.如权利要求1所述的自动升国旗系统，其特征在于，所述播放器采用AT89C2051单片机，且于所述AT89C2051单片机外部连接振荡电路和复位电路。
10.如权利要求1所述的自动升国旗系统，其特征在于，所述显示器采用LCD显示电路。
【文档编号】G05B19/042GK203561859SQ201320725308
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】张华芳 申请人:绍兴文理学院