本发明专利技术公开了一种基于微处理器远程CCD自动控制系统，包括中央处理器、现场可编程门阵列电路、光电检测电路、光控锁模块、光钥匙模块、白光LED，中央处理器连接现场可编程门阵列电路，现场可编程门阵列电路连接光控锁模块，白光LED连接现场可编程门阵列电路，现场可编程门阵列电路连接光钥匙模块，光电检测电路连接现场可编程门阵列电路；光电检测电路内设置有光敏元件接收器、反射镜、光源、调制波形发生器、调制波形处理器及调制放大器,采用微控制器与现场可编程门阵列相结合的中心控制技术，提高整个系统的处理性能及处理效率，使得整个系统运行更加稳定，并有效降低故障率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动化控制
，具体的说，是一种基于微处理器可见光通信技术的机器人自动控制系统。
技术介绍
智能控制（intelligent controls）在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。控制理论发展至今已有100多年的历史，经历了“经典控制理论”和“现代控制理论”的发展阶段，已进入“大系统理论”和“智能控制理论”阶段。智能控制理论的研究和应用是现代控制理论在深度和广度上的拓展。20世纪80年代以来，信息技术、计算技术的快速发展及其他相关学科的发展和相互渗透，也推动了控制科学与工程研究的不断深入，控制系统向智能控制系统的发展已成为一种趋势。自动化（Automation）是指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。WIFI容易被电磁干扰，传输的方向不可控，密码容易被截获。然而可见光通信是一种点对点的传输模式，具有保密性好的优点。因此，可以将可见光通信技术与门禁技术相结合，具有广阔的运用前景。随着社会的进步，智能智能移动终端得到了大量普及，智能移动终端成为了人们日常生活中随生携带的物品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计出一种基于微处理器远程CCD自动控制系统，满足机器人自动控制所需，通过自动化技术、智能化控制技术、以及微处理器控制技术相结合而进行系统控制，使得机器人在使用过程中能够有效完成所设定工作流程，采用微控制器与现场可编程门阵列相结合的中心控制技术，提高整个系统的处理性能及处理效率，使得整个系统运行更加稳定，并有效降低故障率。本专利技术通过下述技术方案实现：一种基于微处理器可见光通信技术的机器人自动控制系统，包括中央处理器、现场可编程门阵列电路、光电检测电路、光控锁模块、光钥匙模块、接收天线、信号处理电路、电源电路、白光LED；所述信号调制设备负责调制生成原始的电信号；所述LED 灯是单色的 LED；所述光探测器是可见光波段响应较好的 CCD光电转换器件；所述接收天线是可变倍数的光学镜头；所述信号处理电路与光探测器相适应，用于视频电信号的处理，以及确定接收光斑的形状、大小和平均接收光功率；所述探照灯和所述接收天线之间是大气信道，光源发出的光通过大气信道进行传输； 所述远距离可见光通信系统设备主要包括发射端和接收端；发射端可使用OOK、PPM 等调制方式，光源将调制好的光信号以高速、明暗变化的规律进行发射，采用大功率低束散角阵列 LED 作为光源，由于调制速率在一百比特量级，可以采用单片机配合 C++软件编程进行发射端的软硬件设计，实现字符串的发送；接收端，采用 CCD 作为光探测器，硬件设备使用高帧频100fps 以上、高灵敏度、高响应度 CCD 相机；相机以与光源相同帧频进行拍摄，并且设计软件对CCD 相机进行数据的采集和处理，将调制信号的规律呈现出来，得到相应的灰度值，从而完成信息的传递过程，实现字符串的接收；所述充电插口设置于闭合门的侧端；所述现场可编程门阵列电路连接调制波形发生器，所述调制波形发生器连接光源，所述光源连接反射镜，所述反射镜连接光敏元件接收器，所述光敏元件接收器连接调制放大器，所述调制放大器连接调制波形处理器，所述调制波形处理器连接现场可编程门阵列电路。进一步的，为更好的实现本专利技术，所述光控锁模块内设置有编码器、运动控制器、PWM功放、直流伺服电机，所述现场可编程门阵列电路连接编码器，所述编码器连接运动控制器，所述运动控制器连接PWM功放，所述PWM功放连接直流伺服电机，所述直流伺服电机连接编码器。进一步的，为更好的实现本专利技术，还包括参数存储器，所述参数存储器连接中央处理器；所述光钥匙模块内设置有智能移动终端，基于智能移动终端操作系统，设计基于虚拟串口的秘钥发送智能移动终端的软件模块，通过智能移动终端的软件模块发送出秘钥信息，秘钥信息由智能移动终端的 min-USB 口输出；所输出的秘钥信息，基于智能移动终端OTG 功能，经过外部驱动模块加载到LED灯上，通过LED来完成秘钥信息的传送。进一步的，为更好的实现本专利技术，还包括电源电路，所述电源电路分别连接中央处理器及现场可编程门阵列电路。进一步的，为更好的实现本专利技术，所述电源电路包括太阳能电池板、控制器、供电电路，所述太阳能电池板连接控制器，所述控制器连接供电电路，所述供电电路分别连接中央处理器及现场可编程门阵列电路。进一步的，为更好的实现本专利技术，所述电源电路还包括蓄电池，所述蓄电池连接控制器。进一步的，为更好的实现本专利技术，还包括随机存储器，所述随机存储器连接现场可编程门阵列电路。进一步的，为更好的实现本专利技术，所述随机存储器采用静态随机存储器和/或动态随机存储器。进一步的，为更好的实现本专利技术，所述中央处理器采用TMS570LS1114微控制器。进一步的，为更好的实现本专利技术，所述现场可编程门阵列电路主芯片采用Cyclone III。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）本专利技术满足机器人自动控制所需，通过自动化技术、智能化控制技术、以及微处理器控制技术相结合而进行系统控制，使得机器人在使用过程中能够有效完成所设定工作流程，采用微控制器与现场可编程门阵列相结合的中心控制技术，提高整个系统的处理性能及处理效率，使得整个系统运行更加稳定，并有效降低故障率。WIFI容易被电磁干扰，传输的方向不可控，密码容易被截获。然而可见光通信是一种点对点的传输模式，具有保密性好的优点。因此，可以将可见光通信技术与门禁技术相结合，具有广阔的运用前景。随着社会的进步，智能智能移动终端得到了大量普及，智能移动终端成为了人们日常生活中随生携带的物品。光钥匙和智能移动终端相结合，利用智能移动终端应用来实现的开启。可以很好的运用Android系统开发手机AAP光密钥软件，Android系统是基于 Linux 的一个开源的操作系统，主要是使用在移动终端（手机和平板）中。Android系统和其他的系统平台相比，有很大的优势。它的优势最主要的体现在它的开放性。Android系统是完全开源的系统，所有的爱好者和厂商都可以参与到 Android 系统的开发中来，这就为 Android 系统的发展打下了很好基础。Android 系统已经成为了全球装机量第一大的系统。Android 系统的另一大优势就是基于谷歌公司的平台，谷歌公司的地图、搜索、邮箱等服务产品，能够无缝的应用到 Andriod 系统中去。（2）本专利技术所述随机存储器可进一步通过现场可编程门阵列电路的处理性能，在运行时，静态存储器作高速缓冲存储器(Cache)使用，动态存储器做主存储器使用；远距离可见光通信系统，在发射端采用了OOK调制方式，OOK 带宽需求低，而且硬件实现最为简单，解码时候只需要通过直接检测的方法，通过判断光的有无来确定接收到的信息时0或者1；使得发射端成本合理；在接收端，采用 C本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于微处理器远程CCD自动控制系统，其特征在于：包括中央处理器、现场可编程门阵列电路、光电检测电路、光控锁模块、光钥匙模块、接收天线、信号处理电路、电源电路、白光LED；所述信号调制设备负责调制生成原始的电信号；所述LED 灯是单色的 LED；所述光探测器是可见光波段响应较好的 CCD光电转换器件；所述接收天线是可变倍数的光学镜头；所述信号处理电路与光探测器相适应，用于视频电信号的处理，以及确定接收光斑的形状、大小和平均接收光功率；所述探照灯和所述接收天线之间是大气信道，光源发出的光通过大气信道进行传输； 所述远距离可见光通信系统设备主要包括发射端和接收端；发射端可使用OOK、PPM 等调制方式，光源将调制好的光信号以高速、明暗变化的规律进行发射，采用大功率低束散角阵列 LED 作为光源，由于调制速率在一百比特量级，可以采用单片机配合 C++软件编程进行发射端的软硬件设计，实现字符串的发送；接收端，采用 CCD 作为光探测器，硬件设备使用高帧频100fps 以上、高灵敏度、高响应度 CCD 相机；相机以与光源相同帧频进行拍摄，并且设计软件对CCD 相机进行数据的采集和处理，将调制信号的规律呈现出来，得到相应的灰度值，从而完成信息的传递过程，实现字符串的接收；所述充电插口设置于闭合门的侧端；所述中央处理器连接现场可编程门阵列电路，所述现场可编程门阵列电路连接光控锁模块，所述白光LED连接现场可编程门阵列电路，所述现场可编程门阵列电路连接光钥匙模块，所述光电检测电路连接现场可编程门阵列电路；所述光电检测电路内设置有光敏元件接收器、反射镜、光源、调制波形发生器、调制波形处理器及调制放大器，所述现场可编程门阵列电路连接调制波形发生器，所述调制波形发生器连接光源，所述光源连接反射镜，所述反射镜连接光敏元件接收器，所述光敏元件接收器连接调制放大器，所述调制放大器连接调制波形处理器，所述调制波形处理器连接现场可编程门阵列电路。...
【技术特征摘要】
1.一种基于微处理器远程CCD自动控制系统，其特征在于：包括中央处理器、现场可编程门阵列电路、光电检测电路、光控锁模块、光钥匙模块、接收天线、信号处理电路、电源电路、白光LED；所述信号调制设备负责调制生成原始的电信号；所述LED 灯是单色的 LED；所述光探测器是可见光波段响应较好的 CCD光电转换器件；所述接收天线是可变倍数的光学镜头；所述信号处理电路与光探测器相适应，用于视频电信号的处理，以及确定接收光斑的形状、大小和平均接收光功率；所述探照灯和所述接收天线之间是大气信道，光源发出的光通过大气信道进行传输； 所述远距离可见光通信系统设备主要包括发射端和接收端；发射端可使用OOK、PPM 等调制方式，光源将调制好的光信号以高速、明暗变化的规律进行发射，采用大功率低束散角阵列 LED 作为光源，由于调制速率在一百比特量级，可以采用单片机配合 C++软件编程进行发射端的软硬件设计，实现字符串的发送；接收端，采用 CCD 作为光探测器，硬件设备使用高帧频100fps 以上、高灵敏度、高响应度 CCD 相机；相机以与光源相同帧频进行拍摄，并且设计软件对CCD 相机进行数据的采集和处理，将调制信号的规律呈现出来，得到相应的灰度值，从而完成信息的传递过程，实现字符串的接收；所述充电插口设置于闭合门的侧端；所述中央处理器连接现场可编程门阵列电路，所述现场可编程门阵列电路连接光控锁模块，所述白光LED连接现场可编程门阵列电路，所述现场可编程门阵列电路连接光钥匙模块，所述光电检测电路连接现场可编程门阵列电路；所述光电检测电路内设置有光敏元件接收器、反射镜、光源、调制波形发生器、调制波形处理器及调制放大器，所述现场可编程门阵列电路连接调制波形发生器，所述调制波形发生器连接光源，所述光源连接反射镜，所述反射镜连接光敏元件接收器，所述光敏元件接收器连接调制放大器，所述调制放大器连接调制波形处理器，所述调制波形处理器连接现场可编程门阵列电路。2.根据权利要求1所述的一种基于微处理器可见光通信技术的机器人自动控制系统，其特征在于：所述光控锁模块内设置有编码...
【专利技术属性】
技术研发人员：王烨，
申请(专利权)人：苏州杰姆斯特机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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