一种基于arm的多维矩阵控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于ARM的多维矩阵控制系统，具体地说是一种能够通过上位机实时或脱机控制多维矩阵目标按照程序设定思路同时协调运作的控制系统。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，人类已经步入了体验经济时代，在这个时代，信息的创造、加工、展示都已经成为了重要的产业。研宄信息的展示已经成了一个热门领域。传统的信息展示以平面的信息展示为主。人类可以依靠视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉来感知信息，而这其中，又以视觉接触处理的信息量最大，所能呈现的效果最佳。
[0003]在目前的信息呈现技术中，3D影像技术已经能够能够呈现部分3D效果。如何通过多维矩阵控制系统在多维空间内呈现3D效果是本实用新型的主要目的。
【发明内容】
[0004]为了解决在多维空间内信息展示的问题，本实用新型的目的是提供一种基于ARM的多维矩阵控制系统方案，采用该系统能够在多维空间里呈现3D效果展示，控制系统的灵活组合，能够适应不同的空间，体现不同的效果。
[0005]本实用新型的目的通过以下技术方案实现:
[0006]一种基于ARM的多维矩阵控制系统，其特征在于:该系统包括安装于服务器电脑上的上位机控制系统；连接上位机与下位机的CAN总线网络；安装于空间顶端或侧面位置的矩阵平台；下位机多路多维矩阵控制器位于矩阵平台的两端区域，多维矩阵控制器由ARM核心电路、电源电路、PWM调制电路、信号采集电路、大电流驱动电路、信号传输电路等组成；多维控制点阵位于矩阵平台的中间位置，多维控制点阵由单点控制排列组成，单点控制模块包括动力部件、钣金支撑部件、制动部件、引导部件、悬挂部件、呈现部件组成；上位机位于服务器电脑中，通过连接上位机与下位机的CAN总线网络(2)，对单点控制模块(32)实现单独和总体控制。
[0007]本实用新型中，上位机控制系统设置有信息效果调试模块、单点测试模块、通信测试模块、特别冗余处理模块、启停模块。上位机控制系统包含多级账户设置，包括开发级、管理员级、操作级账户设置。开发级包括动画效果设计制作、发布、修改功能；管理员级包括动画效果的增加、删减、排序、运行、停止功能；操作级包括动画效果的排序、运行、停止功能。
[0008]信号总线网络安装于上位机平台处，通过信号线与矩阵平台连接。
[0009]矩阵平台通过支架安装与空间的顶端或侧面，多路多维矩阵控制器位于矩阵平台的两端区域。
[0010]多路多维矩阵控制器可以将信号处理与驱动有机结合，通过多维矩阵控制器的快速处理，可以将上位机所发布的呈现信息通过多路单点展示。
[0011]作为本实用新型的一种改进，信号传输网络采用CAN(Controller Area Network)网络类型，CAN网络理论上可以控制无数个节点，信号传输介质为双绞线，具有高可靠性和实时性。
[0012]作为本实用新型的一种改进，多维矩阵控制器为8位一体式控制设计，以满足数量要求大、体积要求小的设计需求。多维矩阵控制器能够实现控制8路信号互相独立，单个配置。多维矩阵控制器之间以编码方式寻址，实现多维矩阵控制器的通用性，而不局限于单一位置。
[0013]单点控制模块采用铝型材钣金设计，以满足轻量化设计要求。单点控制模块自带紧急制动功能、原点标定功能。当系统遭遇意外断电或故障情况，紧急制动能够及时介于，保障系统安全；当系统从无序中启动，原点标定功能能够使系统回归于同一参考点，使系统有限运行。
[0014]采用该系统可以在三维空间内动态显示各种艺术图形、文字、立体图像等信息；也能够使矩阵平台成为文化、理念的一种展现平台，具有很高的实用、创新价值。
[0015]本实用新型能够解决信息在在三维空间的展示问题，丰富信息的呈现方式；能够解决现有信息展示的不足；能够在线或脱机更新需要展示的信息，创造出一种新的多维的信息体现方式，系统配置灵活，安全性高。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的系统结构示意图。
[0017]图2是本实用新型中多维矩阵控制器结构示意图。
[0018]图3是本实用新型中单点控制模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]一种基于ARM的多维矩阵控制系统，该系统包括安装于服务器电脑上的上位机控制系统I ;连接上位机与下位机的CAN总线网络2 ;安装于空间顶端或侧面位置的矩阵平台3 ;多维矩阵控制器31位于矩阵平台3的两侧，多维矩阵控制器31包括ARM核心电路311、电源电路312、PWM调制电路313、信号采集电路314、大电流驱动电路315、信号传输电路316 ;单点控制模块32成阵列排布于矩阵平台3的中部，单点控制模块32由动力部件321、钣金支撑部件322、制动部件323、引导部件324、悬挂部件325、呈现部件326组成；上位机位于服务器电脑中，通过连接上位机与下位机的CAN总线网络(2)，对单点控制模块(32)实现单独和总体控制。
[0020]上位机控制系统采用C#编程，通过模块化的编程设计，实现多级别、多用户登录管理，实现呈现信息效果调试模块、单点测试模块、通信测试模块、特别冗余处理模块、启停模块编程。信息效果调试模块通过选择具体效果图片，实现在上位机上的预览、仿真；单点测试模块通过按钮操作，可控制任一单点控制模块；通信测试模块通过标准通信协议实现矩阵平台的通信控制；特别冗余处理模块根据突发情况，引导进入特别模块，保护平台的安全有效运行；启停模块通过按钮设计，完整整个平台的有序启动与停止。
[0021]连接上位机与下位机的CAN总线网络实现下位机与上位机的网络实时通信。
[0022]安装于空间顶端或侧面位置的矩阵平台是整个系统的呈现端，矩阵平台通过安装支架安装于空间顶端或侧面。
[0023]多维矩阵控制器实现8路单点控制模块的控制与信号采集工作。其中ARM核心电路采用ST公司的STM32系列ARM处理器，实现信号的处理与采集工作；电源电路完成驱动电路的供电分配以及电源电压转换工作；PWM调制电路实现各个单点的控制脉冲调试工作；信号采集电路完成单点控制模块的原点开关信号采集工作；大电流驱动电路根据动力部件的功率大小，完成对应电流的调制工作；信号传输电路完成多维矩阵控制器与CAN总线网络的数据实时通信功能。
[0024]单点控制模块是矩阵平台的基本组成部分，完成各点的动作，每点的组合从而实现总体信息的显示功能。其中动力部件采用步进电机或伺服电机，电机的选型根据呈现部件的质量、距离等来选型，动力部件完成单点控制模块的运动控制；钣金支撑部件为单点控制模块的母体，所有部件均安装于钣金支撑部件上，钣金支撑部件采用铝制材料，具有强度高，质量轻等特点；制动部件采用电磁制动原理，系统运行时释放制动，系统意外断电时使能制动部件，从而保障系统的平稳运行；引导部件根据呈现部件的形状以及需要呈现的效果，呈水平或垂直引导；悬挂部件是系统呈现三维深度的重要体现部分；根据呈现现场体积配置；呈现部件是系统的展示效果，根据所表达的主题选择球形、水滴形、长方体形，椎体形等多种形状，完成系统整体效果的展示。
[0025]基于ARM的多维矩阵控制系统的信息展示源于对信号的数字化建模、信号处理、信号传输、执行，从而丰富信息在三维空间的表现形式。
[0026]基于ARM的多维矩阵控制系统可应用于大型城市综合体、大型商场、大型表演舞台、机场、火车站等公共区域的空间信息展示，亦可应用与靶标系统、企业博物馆、企业门厅等场所。
【主权项】
1.一种基于ARM的多维矩阵控制系统，其特征在于:该系统包括安装于服务器电脑上的上位机控制系统(1)、连接上位机与下位机的CAN总线网络(2)、安装于空间顶端或侧面位置的矩阵平台(3)，多维矩阵控制器(31)位于矩阵平台(3)的两侧，多维矩阵控制器(31)包括ARM核心电路(311)、电源电路(312)、PWM调制电路(313)、信号采集电路(314)、大电流驱动电路(315)、信号传输电路(316);单点控制模块(32)成阵列排布于矩阵平台(3)的中部，单点控制模块(32)由动力部件(321)、钣金支撑部件(322)、制动部件(323)、引导部件(324)、悬挂部件(325)、呈现部件(326)组成。
2.根据权利要求1所述的基于ARM的多维矩阵控制系统，其特征在于:上位机位于服务器电脑中，通过连接上位机与下位机的CAN总线网络(2)，对单点控制模块(32)实现单独和总体控制。
3.根据权利要求1所述的基于ARM的多维矩阵控制系统，其特征在于:多维矩阵控制器(31)同时控制8路单点控制模块(32)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于ARM核心的多维矩阵控制系统，包括安装于服务器电脑上的上位机控制系统；信号总线网络；下位机多路多维矩阵控制器，多路多维矩阵控制器位于矩阵平台的两端区域，多维矩阵控制器由ARM核心电路、电源电路、PWM调制电路、信号采集电路、大电流驱动电路、信号传输电路等组成；多维控制点阵位于矩阵平台的中间位置，多维控制点阵由单点控制排列组成，单点控制包括动力部件、钣金支撑部件、制动部件、引导部件、悬挂部件、呈现部件等组成。采用该系统可以在三维空间内动态显示各种艺术图形、文字、立体图像等信息；也能够使矩阵平台成为文化、理念的一种展现平台，具有很高的实用、创新价值。
【IPC分类】H04N13-04, H04N13-00
【公开号】CN204559790
【申请号】CN201520275049
【发明人】顾爱峰, 刘晓星, 王蕾
【申请人】顾爱峰
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月30日