一种FLASH电气自动化控制教学实验平台的制作方法

本实用新型涉及自动化控制教学和科研技术领域，尤其涉及一种FLASH电气自动化控制教学实验平台。

背景技术：

自动化控制教学实验平台主要核心有嵌入式单片机控制器和PLC可编程控制器，外扩模块有信息采集部分，信息传输，信息处理部分，信息存储部分。这些组成结构是电气自动化控制学习的主要内容，特别是在基础教案中必不可少的。目前，针对电气自动化控制教学实验平台主要分为三类：第一类，由厂家提供硬件电路板平台，和平台对应的原理图以及程序例程，提供芯片器件的数据手册，由学习者自行查看手册进行器件的操作。第二类，由第三方提供对应教程，涵盖开发软件工具包。第一类中所学习的内容受到厂家硬件固化的限制，许多控制接口没有留出来让学习者自由组合拼凑，很多知识点被忽略。第二类虽然由第三方提供的教程中包含更多原理性的知识点，但由于教程内容与硬件平台并无实质上的对应，在仿真和测试实验过程中，知识点的学习概念模糊，而且在学习侧重点方面也存在许多不足，面向学习者的对象不广泛，学习者的知识层次离散，局限性多且操作起来复杂多样，学习者容易事倍功半。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种FLASH电气自动化控制教学实验平台，解决了所学习的内容受到厂家硬件固化的限制的问题。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种FLASH电气自动化控制教学实验平台，包括至少十六个功能模块：电机模块、灯光风扇模块、语音指纹模块、报警模块、网络wifi模块、继电器模块、通信模块、电源模块、Flash-Net/C51/AVR核心模块、显示模块、I/O扩展模块、PLC可编程控制器模块、开关按键/触摸键盘模块、无线/红外解码/转发模块、传感器模块、Android平板电脑模块；所述功能模块相互独立；通过所述Flash-Net/C51/AVR核心模块和GPIO端口实现所述不同功能模块之间相互连接，重新组合构成具有新功能的综合教学实验平台。

优选地，所述电机模块包括步进电机、直流电机、舵机、电控锁、电动窗帘控制单元；

所述灯光风扇模块包括开关控制单元、PWM调光单元、风扇开关单元、Zigbee+51单片机、RGB调光颜色单元；

所述语音指纹模块包括SD卡语音单元、IC卡读写单元、ID卡识别单元、指纹识别单元；

所述报警模块包括报警键盘、协议转换单元、报警灯；

所述网络wifi模块包括TP-LINK路由器单元、Flash-Net红外遥控单元、四线USB集线器；

所述通信模块包括GMS单元、无线wifi透传单元、Zigbee单元；

所述Flash-Net/C51/AVR核心模块包括ARM处理器；

所述显示模块包括液晶显示单元、LED指示灯单元、数码管显示单元、点阵显示单元；

所述开关按键/触摸键盘模块包括开关按钮单元、触摸键盘单元；

所述无线/红外解码/转发模块包括无线解码显示电路、无线接收解码电路、无线学习型解码电路、红外遥控协议学习转发电路；

所述传感器模块包括Zigbee通讯电路。

优选地，所述灯光风扇模块、网络wifi模块、继电器模块以及Flash-Net/C51/AVR核心模块组合构成新的综合教学实验平台。

优选地，所述电机模块、网络wifi模块、继电器模块、Flash-Net/C51/AVR核心模块组合构成新的综合教学实验平台。

优选地，所述报警模块、网络wifi模块、Flash-Net/C51/AVR核心模块、传感器模块组合构成新的综合教学实验平台。

优选地，所述网络wifi模块、Flash-Net/C51/AVR核心模块、传感器模块组合构成新的综合教学实验平台。

采用本实用新型所提供的一种FLASH电气自动化控制教学实验平台，将使用到Adobe FLASH制作的动画媒体文件结合Flash-Net/C51/AVR核心模块和PLC可编程控制器模块等核心组成部分的接口来对各个实验项目在计算机或移动终端等设备上实现进行仿真，采集和控制实验台上的对象。还将实验平台通过云服务器接入到互联网中，让学习者的体验更加逼真，形象。本实用新型实现了客户终端到试验台各个部件的通信、控制、联动。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电机模块1结构示意图；

图3为本实用新型的灯光风扇模块2结构示意图；

图4为本实用新型的语音指纹模块3结构示意图；

图5为本实用新型的报警模块4结构示意图；

图6为本实用新型的网络wifi模块5结构示意图；

图7为本实用新型的通信模块7结构示意图；

图8为本实用新型的Flash-Net/C51/AVR核心模块9结构示意图；

图9为本实用新型的显示模块10结构示意图；

图10为本实用新型的开关按键/触摸键盘模块13结构示意图；

图11为本实用新型的无线/红外解码/转发模块14结构示意图；

图12为本实用新型的传感器模块15结构示意图；

图13为本实用新型的具体实施例1的结构示意图；

图14为本实用新型的具体实施例2的结构示意图；

图15为本实用新型的具体实施例3的结构示意图；

图16为本实用新型的具体实施例4的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型的目的在于提供一种适用于工业自动控制课程中教学实验系统。在传统的工业自动化控制实验平台中新增FALSH动画教程除了动画编程以及视觉仿真效果以外，利用Adobe FLASH编程中的接口与单片机和PLC对接，达到连接互联网的目的，成为一个可以连接网络的实验平台，我们称之为物联网系统集成实训平台。在计算机上运行并且控制实验平台的各个实验项目。由于Adobe FLASH是Adobe旗下的一款专业制作动画的开发软件，拥有超级强大的视觉感受和表现能力，能做到使人身临其境的效果。无论是在广告宣传中还是在网页制作中多被使用到。在这款实验平台将使用到AdobeFLASH制作的动画媒体文件结合单片机和PLC等核心组成部分的接口来对各个实验项目在计算机或移动终端等设备上实现进行仿真，采集和控制实验台上的对象。还将实验平台通过云服务器接入到互联网中，让学习者的体验更加逼真，形象。

一种FLASH电气自动化控制教学实验平台，包括至少十六个功能模块：电机模块1、灯光风扇模块2、语音指纹模块3、报警模块4、网络wifi模块5、继电器模块6、通信模块7、电源模块8、Flash-Net/C51/AVR核心模块9、显示模块10、I/O扩展模块11、PLC可编程控制器模块12、开关按键/触摸键盘模块13、无线/红外解码/转发模块14、传感器模块15、Android平板电脑模块16；所述功能模块相互独立；通过所述Flash-Net/C51/AVR核心模块9和GPIO端口17实现所述不同功能模块之间相互连接，重新组合构成具有新功能的综合教学实验平台。

优选地，所述电机模块1包括步进电机1-1、直流电机1-2、舵机1-3、电控锁1-4、电动窗帘控制单元1-5；

所述灯光风扇模块2包括开关控制单元2-1、PWM调光单元2-2、风扇开关单元2-3、Zigbee+51单片机2-4、RGB调光颜色单元2-5；

所述语音指纹模块3包括SD卡语音单元3-1、IC卡读写单元3-2、ID卡识别单元3-3、指纹识别单元3-4；

所述报警模块4包括报警键盘4-1、协议转换单元4-2、报警灯4-3；

所述网络wifi模块5包括TP-LINK路由器单元5-1、Flash-Net红外遥控单元5-2、四线USB集线器5-3；

所述通信模块7包括GMS单元7-1、无线wifi透传单元7-2、Zigbee单元7-3；

所述Flash-Net/C51/AVR核心模块9包括ARM处理器9-1；

所述显示模块10包括液晶显示单元10-1、LED指示灯单元10-2、数码管显示单元10-3、点阵显示单元10-4；

所述开关按键/触摸键盘模块13包括开关按钮单元13-1、触摸键盘单元13-2；

所述无线/红外解码/转发模块14包括无线解码显示电路14-1、无线接收解码电路14-2、无线学习型解码电路14-3、红外遥控协议学习转发电路14-4；

所述传感器模块15包括Zigbee通讯电路15-1。

具体实施例1

参照图13，所述灯光风扇模块2、网络wifi模块5、继电器模块6以及Flash-Net/C51/AVR核心模块9组合构成新的综合教学实验平台。

用网线把网络wifi模块5中的TP-LINK路由器单元5-1中的CH1-CH4任意一个网卡接口和Flash-Net/C51/AVR核心模块9中的TCP/IP网卡接口连上。(当手机、平板电脑等移动设备连接该网络wifi模块5中的TP-LINK路由器单元5-1。手机上安装智能家居控制界面APP后打开，点击开灯，手机会出送一串数据给网络wifi模块5。网络wifi模块5接收到数据信号经过网线把信号传输到Flash-Net/C51/AVR核心模块9中的Flash-Net核心模块上。起到网络传输的作用。)

用线材把Flash-Net/C51/AVR核心模块9中的单片机I/O口中的P3.0和P3.1分别接到Flash-Net核心模块上的NET-TXD和NET-RXD。(当路由器把信号给Flash-Net核心模块后，Flash-Net核心模块以串口方式把数据信号发给单片机。起到数据传输作用。)

用线材把Flash-Net/C51/AVR核心模块9中的单片机I/O口中的P3.3连到继电器模块6上的Port-8上。(单片机接收到数据后转换成电平方式传送给I/O口。起到信号处理作用。)

再用线材把继电器模块6上的常开端接到灯光风扇模块2上。(当单片机发送电平信号给继电器时，继电器将以吸合方式让灯泡形成回路，让灯泡亮。起到电平驱动开关作用。)

具体实施例2

参照图14，所述电机模块1、网络wifi模块5、继电器模块6、Flash-Net/C51/AVR核心模块9组合构成新的综合教学实验平台。

用网线把网络wifi模块5中的TP-LINK路由器单元5-1中的CH1-CH4任意一个网卡接口和Flash-Net/C51/AVR核心模块9中的TCP/IP网卡接口连上。(当手机、平板电脑等移动设备连接该网络wifi模块5中的TP-LINK路由器单元5-1。手机上安装智能家居控制界面APP后打开，点击开灯，手机会出送一串数据给网络wifi模块5。网络wifi模块5接收到数据信号经过网线把信号传输到Flash-Net/C51/AVR核心模块9中的Flash-Net核心模块上。起到网络传输的作用。)

用线材把Flash-Net/C51/AVR核心模块9中的串行I/O扩展电路DO5至DO6连接到继电器模块6上的Port-8至Port-7。(当TP-LINK路由器单元5-1把信号给Flash-Net核心模块后，Flash-Net核心模块以Modbus协议把数据转换成电平方式，起到数据转换作用。)

用线材把继电器模块6的常开端接到电机模块1中的电动窗帘控制单元1-5的驱动端。(Modbus协议把数据转换成电平方式送给继电器时，继电器将以吸合方式让电动窗帘形成回路，让电动窗帘正转跟反转，达到窗帘开跟关的状态。起到电平驱动电机作用。)

具体实施例3

参照图15，所述报警模块4、网络wifi模块5、Flash-Net/C51/AVR核心模块9、传感器模块15组合构成新的综合教学实验平台。

用线材把报警模块4上的一路输入接口连接到Flash-Net/C51/AVR核心模块9的单片机I/O口中，在报警键盘4-1上设置这路为布防模式。起到设置安防区报警作用。

用线材把传感器模块15上的烟雾传感器的输出端连接到Flash-Net/C51/AVR核心模块9的单片机I/O口中。如果这里着火了还是有煤气漏都会把信号传给单片机。起到信号采集传输作用。

用线材把Flash-Net/C51/AVR核心模块9中的单片机I/O口中的P3.0和P3.1分别接到Flash-Net核心模块上的NET-TXD和NET-RXD。当传感器模块15采集信号后传给Flash-Net/C51/AVR核心模块9，Flash-Net/C51/AVR核心模块9把电平信号给报警模块4，启动报警，同时发信号传给Flash-Net/C51/AVR核心模块9上，起到驱动报警器和数据处理传输作用。

用网线把网络wifi模块5中的TP-LINK路由器单元5-1中的CH1-CH4任意一个网卡接口和Flash-Net/C51/AVR核心模块9中的TCP/IP网卡接口连上。当单片机把信号传给Flash-Net核心模块后，Flash-Net核心模块经过网线模式传给TP-LINK路由器单元5-1，TP-LINK路由器单元5-1再以网络方式传给手机等移动设备，让手机时时刻刻观察小区的情况。起到网络传输作用。

具体实施例4

参照图16，所述网络wifi模块5、Flash-Net/C51/AVR核心模块9、传感器模块15组合构成新的综合教学实验平台。

用线材把传感器模块15上的超声波传感器的输出端连接到Flash-Net/C51/AVR核心模块9中的单片机I/O口中。单片机经处理。如果没有车来时，距离是比较远的。如果有车来时，距离是比较近的。这样我们就可以进行时时刻刻观察车库里的车位。起到信号采集传输作用。

用线材把Flash-Net/C51/AVR核心模块9的单片机I/O口中的P3.0和P3.1分别接到Flash-Net核心模块的NET-TXD和NET-RXD。当传感器采集信号后传给单片机，单片机经过处理后把信号传给Flash-Net核心模块上，起到数据处理传输作用。

用网线把网络wifi模块5中的TP-LINK路由器单元5-1中的CH1-CH4任意一个网卡接口和Flash-Net/C51/AVR核心模块9中的TCP/IP网卡接口连上。当单片机把信号传给Flash-Net核心模块后，Flash-Net核心模块经过网线模式传给路由器，路由器再以网络方式传给手机等移动设备，让手机时时刻刻观察车库里的车位的情况。起到网络传输作用。

综上所述，采用本实用新型所提供的一种FLASH电气自动化控制教学实验平台，将使用到Adobe FLASH制作的动画媒体文件结合Flash-Net/C51/AVR核心模块和PLC可编程控制器模块等核心组成部分的接口来对各个实验项目在计算机或移动终端等设备上实现进行仿真，采集和控制实验台上的对象。还将实验平台通过云服务器接入到互联网中，让学习者的体验更加逼真，形象。本实用新型实现了客户终端到试验台各个部件的通信、控制、联动。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。