科技展馆智能互动控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种科技展馆智能互动控制器，包括主控制模块，还包括环境检测装置、互动信号采集装置、驱动装置和传输装置，所述的环境检测装置包括湿度传感器、温度传感器和CO2含量检测模块，所述的互动信号采集装置包括角度传感器、压力传感器和开关信号检测模块，所述的湿度传感器、温度传感器、CO2含量检测模块、驱动装置、传输装置、角度传感器、压力传感器和开关信号检测模块分别与主控制模块电连接。本实用新型可以涵盖科技展馆内大多数展项的控制应用，将多种功能模块集成于单个控制器，功能更齐全的同时节约了成本。
【专利说明】 科技展馆智能互动控制器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种展馆控制装置，尤其是指一种用于展馆互动系统的科技展馆智能互动控制器。
【背景技术】
[0002]科技展馆内的展项种类繁多，可能每个展项都是功能定制型的单一产品，因此展项的控制系统难以统一批量生产。科技展馆内的展项涉及的受控器件可能有伺服电机、步进电机、交流电机、电磁铁(阀)、继电器、风机、雾机、特效灯光等，信号采集部分则可能涉及光电传感器、接近传感器、超声波测距传感器、称重传感器、激光测距传感器、旋转编码器、角度传感器、热释电传感器、温度传感器、按钮、陀螺仪等等，各应用存在电压、功率、接口方式的很大差异，而现有的控制器都是针对不同的应用采取差异性的设计，通用性不足，浪费了大量的人力和时间，且不能提高展品制作效率。
实用新型内容
[0003]为了解决现有的科技展馆控制器通用性不足的问题，本实用新型提出了一种科技展馆智能互动控制器，可以涵盖科技展馆内大多数展项的控制应用，将多种功能模块集成于单个控制器，功能更齐全的同时节约了成本。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:一种科技展馆智能互动控制器，包括主控制模块，还包括环境检测装置、互动信号采集装置、驱动装置和传输装置，所述的环境检测装置包括湿度传感器、温度传感器和CO2含量检测模块，所述的互动信号采集装置包括角度传感器、压力传感器和开关信号检测模块，所述的湿度传感器、温度传感器、CO2含量检测模块、驱动装置、传输装置、角度传感器、压力传感器和开关信号检测模块分别与主控制模块电连接。
[0005]环境检测装置检测周边环境的温度、湿度和CO2含量，给人员舒适的环境，并检测人流密度；互动信号采集装置采集展项的互动信息；主控制模块通过驱动装置驱动伺服电机、步进电机、交流电机、继电器、电磁铁、电磁阀、灯带等受控器件正常工作。本实用新型将多种功能模块集成于单个控制器，功能更齐全。
[0006]作为优选，所述的互动信号采集装置还包括电子标签识别器，所述的电子标签识别器与主控制模块电连接。
[0007]作为优选，所述的互动信号采集装置还包括旋转编码器信号采集器，所述的旋转编码器信号采集器与主控制模块电连接。
[0008]作为优选，所述的互动信号采集装置还包括超声波测距模块，所述的超声波测距模块与主控制模块电连接。超声波测距模块采用HC-SR04测距模块，利用超声波遇到检测物反弹回到接收器，计算发射和接收的时间差，乘以声波的传播速度，计算出被测物的与传感器的距离。
[0009]作为优选，所述的互动信号采集装置还包括激光测距模块，所述的激光测距模块与主控制模块电连接。激光测距模块则是利用激光作为检测媒介，更快速且精确。
[0010]作为优选，所述的互动信号采集装置还包括称重传感器，所述的称重传感器与主控制模块电连接。称重传感器可用于精确测量参与者的体重。
[0011]作为优选，还包括显示装置，所述的显示装置与主控制模块电连接。显示装置包括数码管和小型液晶屏，用于显示互动信号采集装置采集的各种信息、环境检测装置的监测数据等。
[0012]作为优选，还包括存储装置，所述的存储装置与主控制模块电连接。存储装置采用移动硬盘、U盘、SD卡等存储介质，储存互动信号采集装置采集的各种信息、环境检测装置的监测数据等。
[0013]作为优选，所述的传输装置包括有线网络传输模块和无线Wifi传输模块，所述的有线网络传输模块和无线Wifi传输模块分别与主控制模块电连接。有线传输模块采用串口通讯电路，可以根据实际需要选择使用RS232芯片电路或者RS485芯片电路；无线Wifi传输模块用于构建无线网络。
[0014]作为优选，所述的传输装置还包括蓝牙传输模块，所述的蓝牙传输模块分别与主控制模块电连接。蓝牙传输模块为基于蓝牙通信的传输模块，可用于近距离的无线传输。
[0015]本实用新型的有益效果是:可以涵盖科技展馆内大多数展项的控制应用，将多种功能模块集成于单个控制器，功能更齐全的同时节约了成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的一种结构框图。
[0017]图中，1-主控制模块，2-环境检测装置，3-互动信号采集装置，4-传输装置，5-驱动装置，6-显示装置，7-存储装置，21-湿度传感器，22-温度传感器，23-C02含量检测模块，31-电子标签识别器，32-角度传感器，33-旋转编码器信号采集器，34-超声波测距模块，35-激光测距模块，36-称重传感器，37-压力传感器，38-开关信号检测模块。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0019]如图1所示，一种科技展馆智能互动控制器，包括主控制模块1、环境检测装置2、互动信号采集装置3、驱动装置5、显示装置6、存储装置7和传输装置4，环境检测装置2、互动信号采集装置3、驱动装置5、显示装置6、存储装置7和传输装置4分别与主控制模块I通过接口电路连接在一起。
[0020]主控制模块I为本实用新型的核心，主控制模块I的主芯片可采用美国Atmel公司的Atmega48芯片，该芯片采用先进的RISC结构，工作在16MHz时性能可高达16MIPS，拥有非易失性程序和数据存储器，具有定时器、PWM、ADC、USART、看门狗等外设电路。
[0021]展项使用的传感器或开关按钮等，通常只需要用5VDC，故输入电源可选5V或者12VDC,选5V电源输入时相对电源转换率较高,总能耗可降低。若受控器件有伺服电机驱动器等24V工作电压的器件时，输入电源可选24VDC，可避免系统因为器件电压不同而必须采用多开关电源，节省成本的同时，也减少了整体的体积。
[0022]环境检测装置2包括湿度传感器21、温度传感器22和CO2含量检测模块23，湿度传感器21、温度传感器22和CO2含量检测模块23分别与主控制模块I电连接。
[0023]展厅中需保持适当的温度和湿度，不但能使参观者有一个舒适的参观环境，也能延长展项中电气设备的使用寿命。湿度传感器21、温度传感器22可选用集成湿度传感器、温度传感器功能的单总线数字温湿度传感器DHTll模块，可同时测量温度和湿度数据，其中温度数据的分辨率为0.125°，量程范围为0-50°，湿度数据的分辨率为0.125%RH，量程范围为20-90%RH，模块采用单总线数据格式，与主控制模块I 一次通讯的时间只需4ms，超低功耗且无需额外部件。
[0024]由于大多数展厅参观人流不稳定，新风系统不论人流情况一直全速开启会比较浪费电能。CO2含量检测模块23可以检测空气中CO2含量的变化，让操作人员可以知道人流情况而控制新风系统的送风速度，创造舒适的参观环境，同时能节省能耗。CO2含量检测模块23采用红外方式检测，测量范围在0-5000PPM，分辨率可达5PPM。
[0025]互动信号采集装置3包括电子标签识别器31、角度传感器32、旋转编码器信号采集器33、超声波测距模块34、激光测距模块35、称重传感器36、压力传感器37和开关信号检测模块38，电子标签识别器31、角度传感器32、旋转编码器信号采集器33、超声波测距模块34、激光测距模块35、称重传感器36、压力传感器37和开关信号检测模块38分别与主控制模块I电连接。
[0026]电子标签识别器31通过电子标签获取相关位置信息。
[0027]展项中经常会应用到一些连续变化的输入，比如手柄、滑轨、方向盘、舵机等输入采集，角度传感器32或者旋转编码器信号采集器33可以用于采集这类连续的互动信息。角度传感器32的输出为0-5VDC模拟信号，精度可达到0.1°。旋转编码器信号采集器33分绝对值型的和增量型的两种:绝对值型的旋转编码器信号采集器33的每个角度对应一个绝对的数值，控制器的使用效率不高，但是角度的读取相对简单明了 ；增量型的旋转编码器信号采集器33采用ABZ三相数据输出，不随分辨率的变化而改变数据线的数量，因此在需要高精度角度数据的场合时，能大大的减少主控制模块I的1 口的使用数量。
[0028]科技馆展项常有以参与人员、特定物体的距离做为互动条件，或者对一些具有一定危险性的展项以测距作为安全保障等，因此需要在科技展馆智能互动控制器上集成超声波测距模块34或激光测距模块35。超声波测距模块34采用HC-SR04测距模块，利用超声波遇到检测物反弹回到接收器，计算发射和接收的时间差，乘以声波的传播速度，计算出被测物的与传感器的距离。激光测距模块35则是利用激光作为检测媒介，更快速且精确。
[0029]科技展馆展项中经常会使用压力作为触发互动的因素，有时甚至需要精确测量参与者的体重，故可以在科技展馆智能互动控制器上集成压力传感器37和称重传感器36。压力传感器37和称重传感器36的信号变化都是很细微的，在使用时都会集成信号放大电路，将数据放大处理后再输出。
[0030]按钮开关、接近开关和光电开关是展项应用中最为常见的信息采集类型，故可以在科技展馆智能互动控制器上集成开关信号检测模块38，其作用有人机互动、位置检测、动作部件限位、安全保护检测、信息传递等。
[0031 ] 传输装置4包括有线网络传输模块、蓝牙传输模块和无线Wifi传输模块，有线网络传输模块、蓝牙传输模块和无线Wifi传输模块分别与主控制模块I电连接。有线传输模块采用串口通讯电路，可以根据实际需要选择使用RS232芯片电路或者RS485芯片电路；蓝牙传输模块为基于蓝牙通信的传输模块，可用于近距离的无线传输；无线Wifi传输模块用于构建无线网络。
[0032]驱动装置5包含光耦隔离放大电路、电流放大电路，光耦隔离放大电路分别与主控制模块1、电流放大电路电连接。展项往往带有伺服电机、步进电机、交流电机、继电器、电磁铁、电磁阀、灯带等受控器件，主控制模块I通过光耦隔离放大电路、电流放大电路驱动伺服电机、步进电机、交流电机、继电器、电磁铁、电磁阀、灯带等受控器件正常工作。
[0033]显示装置6包括数码管和小型液晶屏，数码管通常使用74HC164或者74HC595配合三极管驱动，小型液晶屏与智能控制器之间采用串口通讯，可用来显示互动信号采集装置3采集的各种信息、环境检测装置2的监测数据等。
[0034]存储装置7采用移动硬盘、U盘、SD卡等存储介质，储存互动信号采集装置3采集的各种信息、环境检测装置2的监测数据等。
[0035]以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种科技展馆智能互动控制器，包括主控制模块，其特征在于:还包括环境检测装置、互动信号采集装置、驱动装置和传输装置，所述的环境检测装置包括湿度传感器、温度传感器和CO2含量检测模块，所述的互动信号采集装置包括角度传感器、压力传感器和开关信号检测模块，所述的湿度传感器、温度传感器、CO2含量检测模块、驱动装置、传输装置、角度传感器、压力传感器和开关信号检测模块分别与主控制模块电连接。
2.根据权利要求1所述的科技展馆智能互动控制器，其特征在于:所述的互动信号采集装置还包括电子标签识别器，所述的电子标签识别器与主控制模块电连接。
3.根据权利要求1所述的科技展馆智能互动控制器，其特征在于:所述的互动信号采集装置还包括旋转编码器信号采集器，所述的旋转编码器信号采集器与主控制模块电连接。
4.根据权利要求1所述的科技展馆智能互动控制器，其特征在于:所述的互动信号采集装置还包括超声波测距模块，所述的超声波测距模块与主控制模块电连接。
5.根据权利要求1所述的科技展馆智能互动控制器，其特征在于:所述的互动信号采集装置还包括激光测距模块，所述的激光测距模块与主控制模块电连接。
6.根据权利要求1所述的科技展馆智能互动控制器，其特征在于:所述的互动信号采集装置还包括称重传感器，所述的称重传感器与主控制模块电连接。
7.根据权利要求1所述的科技展馆智能互动控制器，其特征在于:还包括显示装置，所述的显示装置与主控制模块电连接。
8.根据权利要求1所述的科技展馆智能互动控制器，其特征在于:还包括存储装置，所述的存储装置与主控制模块电连接。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的科技展馆智能互动控制器，其特征在于:所述的传输装置包括有线网络传输模块和无线Wifi传输模块，所述的有线网络传输模块和无线Wifi传输模块分别与主控制模块电连接。
10.根据权利要求9所述的科技展馆智能互动控制器，其特征在于:所述的传输装置还包括蓝牙传输模块，所述的蓝牙传输模块分别与主控制模块电连接。
【文档编号】G05B19/04GK204065719SQ201420592381
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】喻小华 申请人:浙江科信科普发展有限公司