一种智能型机电一体化教学设备系统的制作方法

本发明涉及机电一体化技术领域，具体涉及一种智能型机电一体化教学设备系统。

背景技术：

机电一体化又称机械电子学，机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上。机电一体化是由计算机技术、信息技术、机械技术、电子技术、控制技术、光学技术等相融合构成的一门独立的交叉学科。机电一体化主要发展方向为智能化，模块化，网络化，微型化，系统化等。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除rs232外，还有rs485、dcs人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。在专利号为cn201410617281的专利文件中，公开了一种机电一体化教学的设备系统，包括操作台，操作台设置有机械组件单元、显示和操作单元、以及符合德国vde标准的开关控制柜；所述开关控制柜设有可编程控制器、重载连接器、继电器、电磁阀、断路器、马达开关、端子排以及用于电源进线的罗格朗工业插座，可编程控制器的信号输入端或输出端连接所述重载连接器；使用时，所述机械组件单元、显示和操作单元通过所述重载连接器与所述开关控制柜连接。本发明方案具有结构简单、操作方便、造价低等优点；每个部件都是独立接线，所有接口都是通过重载连接器连接，输入、输出信号通过传感器分配器连接，用户只需定义相应的接线协议，易于扩展、适应范围广，并且符合德国vde标准。

上述专利文件每个部件都是独立接线，所有接口都是通过重载连接器连接，输入、输出信号通过传感器分配器连接，用户只需定义相应的接线协议，就可以扩展本控制系统，易于扩展、适应范围广；但是对于如何提供一种结构简单，操作便捷，智能化程度更高，实现远程控制的智能型机电一体化教学设备系统缺少技术性解决方案。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能型机电一体化教学设备系统，用于解决如何提供一种结构简单，操作便捷，智能化程度更高，实现远程控制的智能型机电一体化教学设备系统的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种智能型机电一体化教学设备系统，其特征在于：包括教学楼控制监控系统、控制中心、照明系统、读卡识别系统、光纤传输系统和蓝牙识别系统，所述教学楼控制监控系统由主程序和子程序组成，所述教学楼控制监控系统主要包括安防报警、楼宇对讲和电话远程控制三个模块，可用于教学楼的安防，对讲和远程电话，所述教学楼控制监控系统照明系统、读卡识别系统和蓝牙识别系统均与通过can总线与所述控制中心相连，所述控制中心通过所述光纤传输系统与远程控制端相连，所述控制中心通过所述蓝牙识别系统与智能手机相连，实现手机端的控制。

优选的，所述教学楼控制监控系统上电复位后进行初始化，待初始化完成，系统分别对警情信号、楼宇对讲呼叫信号和电话呼入信号进行检测，如有信号输入，则进入对应的处理模块，在安防报警模块中，设置延时程序以消除抖动和误报警，延时程序主要通过调用键盘扫描子程序实现，如果延时完成后仍有警情，则按顺序进行本地报警、通过can总线向中央控制室报警和拨号电话报警，从而实现多点报警的功能，将损失降到最低。

优选的，所述教学楼控制监控系统楼宇对讲模块中，门口机的呼叫信号经can总线传到分机，分机检测到此信号后，接通对讲机振铃，然后再判断是否摘机，如没有摘机信号，则延时再判断，当住户摘机后，单片机输出信号控制音频通信线路的控制继电器接通，使住户与呼叫者得以进行通话。

优选的，在通话期间，单片机判断其是否挂机，如挂机则返回，未挂机则调用键盘扫描子程序，判断开锁键是否按下，如按下则通过can总线和门口机进行远程开锁，电话远程控制程序模块的工作过程是当有电话呼入时，先检测是否振铃4次，再模拟摘机，摘机后放录音提示输入密码，如密码不正确，则模拟挂机；如密码正确，则放录音提示输入需控制电器的序号，然后检测其返回的控制信号，并调用电器控制子程序，进行家用电器的开关控制，完成后模拟挂机。

优选的，所述照明系统的光信号取样电路主要由光信号采集电路和a/d模数转换电路组成，其中模数转换是电路的核心，信号经过采集送入a/d转换电路，通过单片机处理后，最终作为系统应用程序进行开关灯判断的依据，a/d转换器的位数应根据信号的测量范围和精度来选择，使其有足够的数据长度，保证最大量化误差在设计要求的精度范围内。

优选的，所述读卡识别系统由核心控制单元mcup89lpc932、与mi-fareone卡通讯的mfrc632、与pc机通讯的rs232、提供时间基准的实时时钟芯片pcf8563和存储系统设置数据的存储器at45db021组成，

优选的，所述读卡识别系统主板上电后，读取存储器中的系统设置，然后根据其中的设置初始化整个系统，包括本设备的id号、主站、从站、开机时间、关机时间、数据的存储方式等。

优选的，所述蓝牙识别系统在建立蓝牙数据通信时，需要先对其通信协议进行设置：

(1)uart参数设置：先设置通信协议长度，再设置波特率、硬件控制流参数，校验参数、数据位数及停止位；

(2)工作模式设置：可将蓝牙模块的工作模式设置为主模式或者从模式；

(3)设置蓝牙模块名：名称是蓝牙模块在进行通信的标识之一，通过设置蓝牙模块名协议可以更改蓝牙模块名；

(4)设置安全模式：蓝牙通信中的数据安全主要是有蓝牙通信时的pin码保障的，通过设置安全模式协议，可以根据不同的需要，设置蓝牙通信的安全模式；

(5)设置pin码：设置pin码可以保证仅有可靠的设备通过蓝牙与模块互相通信系统采用的波特率为9600bps.传输距离能达10in，由于采用蓝牙做为传输，具有很强的抗干扰能力。

(三)有益效果

本发明教学楼控制监控系统由主程序和子程序组成，所述教学楼控制监控系统主要包括安防报警、楼宇对讲和电话远程控制三个模块，可用于教学楼的安防，对讲和远程电话，所述教学楼控制监控系统照明系统、读卡识别系统和蓝牙识别系统均与通过can总线与所述控制中心相连，所述控制中心通过所述光纤传输系统与远程控制端相连，所述控制中心通过所述蓝牙识别系统与智能手机相连，实现手机端的控制。本发明结构简单，操作便捷，智能化程度更高，实现远程控制，具有很强的创造性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的教学楼控制监控系统流程图；

图2是本发明的光信号取样电路原理图；

图3是本发明的读卡识别系统原理框图；

图4是本发明的光纤传输系统原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种智能型机电一体化教学设备系统，包括教学楼控制监控系统、控制中心、照明系统、读卡识别系统、光纤传输系统和蓝牙识别系统，教学楼控制监控系统由主程序和子程序组成，教学楼控制监控系统主要包括安防报警、楼宇对讲和电话远程控制三个模块，可用于教学楼的安防，对讲和远程电话，教学楼控制监控系统照明系统、读卡识别系统和蓝牙识别系统均与通过can总线与控制中心相连，控制中心通过光纤传输系统与远程控制端相连，控制中心通过蓝牙识别系统与智能手机相连，实现手机端的控制。

如图1所示的教学楼控制监控系统上电复位后进行初始化，待初始化完成，系统分别对警情信号、楼宇对讲呼叫信号和电话呼入信号进行检测，如有信号输入，则进入对应的处理模块，在安防报警模块中，设置延时程序以消除抖动和误报警，延时程序主要通过调用键盘扫描子程序实现，如果延时完成后仍有警情，则按顺序进行本地报警、通过can总线向中央控制室报警和拨号电话报警，从而实现多点报警的功能，将损失降到最低。

教学楼控制监控系统楼宇对讲模块中，门口机的呼叫信号经can总线传到分机，分机检测到此信号后，接通对讲机振铃，然后再判断是否摘机，如没有摘机信号，则延时再判断，当住户摘机后，单片机输出信号控制音频通信线路的控制继电器接通，使住户与呼叫者得以进行通话。

在通话期间，单片机判断其是否挂机，如挂机则返回，未挂机则调用键盘扫描子程序，判断开锁键是否按下，如按下则通过can总线和门口机进行远程开锁，电话远程控制程序模块的工作过程是当有电话呼入时，先检测是否振铃4次，再模拟摘机，摘机后放录音提示输入密码，如密码不正确，则模拟挂机；如密码正确，则放录音提示输入需控制电器的序号，然后检测其返回的控制信号，并调用电器控制子程序，进行家用电器的开关控制，完成后模拟挂机。

如图2所示的照明系统的光信号取样电路主要由光信号采集电路和a/d模数转换电路组成，其中模数转换是电路的核心，信号经过采集送入a/d转换电路，通过单片机处理后，最终作为系统应用程序进行开关灯判断的依据，a/d转换器的位数应根据信号的测量范围和精度来选择，使其有足够的数据长度，保证最大量化误差在设计要求的精度范围内。

如图3所示的读卡识别系统由核心控制单元mcup89lpc932、与mi-fareone卡通讯的mfrc632、与pc机通讯的rs232、提供时间基准的实时时钟芯片pcf8563和存储系统设置数据的存储器at45db021组成，

优选的，读卡识别系统主板上电后，读取存储器中的系统设置，然后根据其中的设置初始化整个系统，包括本设备的id号、主站、从站、开机时间、关机时间、数据的存储方式等。

优选的，蓝牙识别系统在建立蓝牙数据通信时，需要先对其通信协议进行设置：

(1)uart参数设置：先设置通信协议长度，再设置波特率、硬件控制流参数，校验参数、数据位数及停止位；

(2)工作模式设置：可将蓝牙模块的工作模式设置为主模式或者从模式；

(3)设置蓝牙模块名：名称是蓝牙模块在进行通信的标识之一，通过设置蓝牙模块名协议可以更改蓝牙模块名；

(4)设置安全模式：蓝牙通信中的数据安全主要是有蓝牙通信时的pin码保障的，通过设置安全模式协议，可以根据不同的需要，设置蓝牙通信的安全模式；

(5)设置pin码：设置pin码可以保证仅有可靠的设备通过蓝牙与模块互相通信系统采用的波特率为9600bps.传输距离能达10in，由于采用蓝牙做为传输，具有很强的抗干扰能力。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。