一种基于微处理器人工智能控制系统器技术方案

本发明专利技术公开了一种基于微处理器人工智能控制系统器，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人工智能控制系统器，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、智能加湿器、信号处理电路、电源电路、白光LED；所述智能加湿器还包括水位传感器、温度传感器、湿度采集传感器、声光报警器以及显示电路，当所述智能加湿器根据控制指令开始工作时，微控制器向所述水位传感器、温度传感器、湿度采集传感器发出执行指令，获得加湿器内的水量数据信号、室温信号以及室内湿度信号，微处理器对所述水量数据信号、室温信号以及室内湿度信号进行放大、测量、A/D 转换之后传送到加湿判断电路，控制加湿器按设定参数工作，同时把数据反馈给所述显示电路进行数据的可视化处理，最终达到对环境进行智能加湿的目的。当环境的相对湿度值高于设定值时或者加湿器水量不足时，所述声光报警器发出报警信号；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；所述智能加湿器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；所述探照灯和所述智能加湿器之间是大气信道，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。智能加湿器可以根据室内的温度来自动调节湿度，当空气中的水气量一定时，提高温度，湿度则会降低；可以自行设定相对湿度值，当环境的相对湿度值低于设定值时，系统将自动加湿；当环境的相对湿度值高于设定值时， 声光报警器发出报警信号。用户可以根据所在环境自行设置湿度限值，采集的相对湿度值、 温度值和湿度限值，都可以在液晶显示屏上显示。有高中低水位开关， 在没有水的情况下， 则LED亮， 提示用户加水， 以防止干烧。另外，智能加湿器能够通过GSM通信模块实现了远程控制，用户可以在回家之前启动智能加湿器，改善室内空气湿度，在离开家以后关闭，即使忘记出门之前关闭智能加湿器，也可以通过手机发出控制指令，关闭智能加湿器，这样能够合理规划智能加湿器的使用时间，延迟使用寿命以及节约能源。所述湿度采集传感器是SHT21传感器，此时不在需要温度传感器；该传感器能够对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于微处理器人工智能控制系统器，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、智能加湿器、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；所述智能加湿器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；所述探照灯和所述智能加湿器之间是大气信道，光源发出的光通过大气信道进行传输；所述智能加湿器包括微控制器、加湿器开关以及光接收模块，所述光接收模块从LED灯组中接收LED通信信号，对所述LED通信信号处理后获得控制指令，并将所述控制指令输送到微控制器，所述微控制器根据所述控制指令生成加湿器开关的执行指令，所述加湿器开关是电磁继电器，所述电磁继电器与加湿器的加湿装置连接；所述智能加湿器还包括水位传感器、温度传感器、湿度采集传感器、声光报警器以及显示电路，当所述智能加湿器根据控制指令开始工作时，微控制器向所述水位传感器、温度传感器、湿度采集传感器发出执行指令，获得加湿器内的水量数据信号、室温信号以及室内湿度信号，微处理器对所述水量数据信号、室温信号以及室内湿度信号进行放大、测量、A/D 转换之后传送到加湿判断电路，控制加湿器按设定参数工作，同时把数据反馈给所述显示电路进行数据的可视化处理，最终达到对环境进行智能加湿的目的；当环境的相对湿度值高于设定值时或者加湿器水量不足时，所述声光报警器发出报警信号； 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人工智能控制系统器，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、智能加湿器、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；所述智能加湿器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；所述探照灯和所述智能加湿器之间是大气信道，光源发出的光通过大气信道进行传输；所述智能加湿器包括微控制器、加湿器开关以及光接收模块，所述光接收模块从LED灯组中接收LED通信信号，对所述LED通信信号处理后获得控制指令，并将所述控制指令输送到微控制器，所述微控制器根据所述控制指令生成加湿器开关的执行指令，所述加湿器开关是电磁继电器，所述电磁继电器与加湿器的加湿装置连接；所述智能加湿器还包括水位传感器、温度传感器、湿度采集传感器、声光报警器以及显示电路，当所述智能加湿器根据控制指令开始工作时，微控制器向所述水位传感器、温度传感器、湿度采集传感器发出执行指令，获得加湿器内的水量数据信号、室温信号以及室内湿度信号，微处理器对所述水量数据信号、室温信号以及室内湿度信号进行放大、测量、A/D 转换之后传送到加湿判断电路，控制加湿器按设定参数工作，同时把数据反馈给所述显示电路进行数据的可视化处理，最终达到对环境进行智能加湿的目的；当环境的相对湿度值高于设定值时或者加湿器水量不足时，所述声光报警器发出报警信号； 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...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁福德，李成，
申请(专利权)人：袁福德，
类型：发明
国别省市：山东;37