一种步进电机控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及步进电机控制技术领域，尤其为一种步进电机控制系统及其控制方法，包括wujian100系统、wifi模块、57步进电机、摄像单元、阿里云平台、手机APP、计算机摄像头和手机摄像头，所述摄像单元包括热成像摄像头和图像摄像头，所述热成像摄像头和图像摄像头的输出端均与wujian100系统的输入端单向电连接；本发明专利技术能够对电机的运行状况进行图像监测，便于工作人员查看警报是否为误判，同时采用人脸和账号双重验证，系统安全性更高，解决了步进电机控制系统中的电机测温模块易受周边环境的温度影响，进而导致系统误判并发出错误的警报，同时工作人员在通过网络端登录系统时仅采用账号验证，容易被其他非法人员冒用，系统安全性较低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种步进电机控制系统及其控制方法
本专利技术涉及步进电机控制
，具体为一种步进电机控制系统及其控制方法。
技术介绍
步进电机控制系统使用平头哥A7200T的FPGA开发板搭配57步进电机进行开发，以自适应BP神经网络PID算法作为核心算法、搭载WIFI传输模块、Usart-GPU串口屏等模块，从而实现对步进电机的加减速、正反转以及角度的精准控制。在应用扩展上，基于该系统使用三个步进电机，实现三轴控制。控制算法共采用了开环和闭环两套控制算法，分别是SPTA算法和BP神经网络PID算法(以闭环的神经网络PID算法为核心)，并且可通过自主设计的继电器模块进行开闭环的控制选择。控制界面是将阿里云物联网平台，安卓APP和GPU串口触摸屏有机地结合在一起。可实现云端互联，通过APP操控电机，或者直接利用串口屏直接进行操控。硬件系统包含了平头哥A7200T的开发板、57步进电机、旋转编码器、57步进电机驱动器、Usart-GPU串口触摸显示屏、DHT11温湿度传感器、WIFI传输模块、继电器、高精度电压电流检测模块以及磁吸式K型热电偶电机测温模块，该系统中的电机测温模块能够实时监测电机的温度，并在测得电机温度异常时系统进行警报，但是该系统的电机测温模块易受周边环境的温度影响，进而导致系统误判并发出错误的警报，同时工作人员在通过网络端登录系统时仅采用账号验证，容易被其他非法人员冒用，系统安全性较低，为此我们提出一种能够对电机的运行状况进行图像监测，便于工作人员查看警报是否为误判，同时采用人脸和账号双重验证，系统安全性更高，不易被其他非法人员冒用的步进电机控制系统来解决此问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种步进电机控制系统及其控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种步进电机控制系统，包括wujian100系统、wifi模块、57步进电机、摄像单元、阿里云平台、手机APP、计算机摄像头和手机摄像头，所述摄像单元包括热成像摄像头和图像摄像头，所述热成像摄像头和图像摄像头的输出端均与wujian100系统的输入端单向电连接，所述wujian100系统的输入端单向电连接有温湿度模块，所述wujian100系统的输出端分别单向电连接有继电器模块和步进电机驱动器，所述继电器模块和步进电机驱动器的输出端均与57步进电机的输入端单向电连接，所述wujian100系统的输入端双向电连接有CPU串口屏，所述wujian100系统的输入端与wifi模块的输出端双向电连接，所述wifi模块的输入端与阿里云平台的输出端双向电连，所述阿里云平台的输入端与手机APP的输出端双向电连接，所述wujian100系统的输入端双向电连接有验证单元，所述验证单元包括人脸识别模块、账号验证模块和验证中心。优选的，所述人脸识别模块的输出端与账号验证模块的输入端双向电连接，所述账号验证模块的输出端与验证中心的输入端双向电连接。优选的，所述验证中心的输出端双向电连接有储存模块，所述储存模块为存储服务器。优选的，所述计算机摄像头的输出端与阿里云平台的输入端单向电连接，所述手机摄像头的输出端与手机APP的输入端单向电连接。优选的，所述wifi模块的输入端电连接设置有转速编码器，所述转速编码器的输出端与wifi模块的输入端单向电连接。优选的，所述wujian100系统的输出端单向电连接有报警模块，所述报警模块的输出端与wifi模块的输入端单向电连接。一种步进电机控制系统的控制方法，包括如下步骤：(S1)：在现场对步进电机进行控制时，通过CPU串口屏输入57步进电机的转速、方向和启停等指令，随后CPU串口屏将指令信号传输给wujian100系统，随后wujian100系统将启动指令传输给继电器模块，此时继电器模块控制57步进电机的开启与启停，同时wujian100系统将转速、方向等参数输入给步进电机驱动器，步进电机驱动器能够控制57步进电机的转速和方向；(S2)：在网络端对电机进行操控时，操作人员通过阿里云平台和手机APP进行登录，登录过程中输入相应的账户，同时计算机摄像头或手机摄像头拍摄下操作人员的面部信息，随后阿里云平台将账号和面部信息一同传输给wifi模块，然后wifi模块将信息传输给wujian100系统，此时wujian100系统将相关信息传递给验证单元，验证中心在接收的信息后，通过账号验证模块和人脸验证模块分别对账号和人脸信息进行匹配，当两者匹配均成功时，验证中心判定该操作人员为合法操作人员，同时验证中心将判定结果给wujian100系统，此时wujian100系统便可接收该人员登录，操作人员便可进行相关操作，如果两者其中一项匹配失败或者都失败，验证中心判定该操作人员为非法操作人员，wujian100系统便拒绝其登录；(S3)：当操作人员登录成功后，便可通过阿里云平台和手机APP输入相关的电机参数和启停指令，随后阿里云平台将参数和启停指令传输给wifi模块，并由wifi模块传输给wujian100系统，此时wujian100系统通过继电器模块和步进电机驱动器对57步进电机进行控制；(S3)：57步进电机在运行过程中，温湿度模块能够监测57步进电机的温度，同时热成像摄像头和图像摄像头实时监控57步进电机，热成像摄像头能够监控57步进电机的温度并生成温度图像传输给wujian100系统，同时图像摄像头将监控画面传输给wujian100系统，当温湿度模块监测到57步进电机的温度异常时，其将信号信息传递给系统，随后系统控制报警模块进行报警，操作人员接到报警后，可通过查看热成像摄像头和图像摄像头反馈回的图像而判断电机是否处于异常状态，增加判断的准确性。优选的，所述步骤(S1)中，57步进电机在运行的过程中，转速编码器将监控到电机的转速传输给wifi模块，并由wifi模块将数据分别上传给wujian100系统、阿里云平台和手机APP。优选的，所述步骤(S2)中，验证单元在验证操作完毕后同时将数据传输给储存模块。优选的，所述步骤(S2)中，wujian100系统在拒绝非法人员登录的同时，将信号传递给报警模块，随后报警模块便将报警信号传输给wifi模块，然后wifi模块将报警信息上传给阿里云平台和手机APP。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术能够对电机的运行状况进行图像监测，便于工作人员查看警报是否为误判，同时采用人脸和账号双重验证，系统安全性更高，解决了步进电机控制系统中的电机测温模块易受周边环境的温度影响，进而导致系统误判并发出错误的警报，同时工作人员在通过网络端登录系统时仅采用账号验证，容易被其他非法人员冒用，系统安全性较低的问题。附图说明图1为本专利技术的系统原理框图；图2为本专利技术摄像单元的系统原理框图；图3为本专利技术验证单元的系统原理框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种步进电机控制系统，包括wujian100系统、wifi模块、57步进电机、摄像单元、阿里云平台、手机APP、计算机摄像头和手机摄像头，其特征在于：所述摄像单元包括热成像摄像头和图像摄像头，所述热成像摄像头和图像摄像头的输出端均与wujian100系统的输入端单向电连接，所述wujian100系统的输入端单向电连接有温湿度模块，所述wujian100系统的输出端分别单向电连接有继电器模块和步进电机驱动器，所述继电器模块和步进电机驱动器的输出端均与57步进电机的输入端单向电连接，所述wujian100系统的输入端双向电连接有CPU串口屏，所述wujian100系统的输入端与wifi模块的输出端双向电连接，所述wifi模块的输入端与阿里云平台的输出端双向电连，所述阿里云平台的输入端与手机APP的输出端双向电连接，所述wujian100系统的输入端双向电连接有验证单元，所述验证单元包括人脸识别模块、账号验证模块和验证中心。/n

【技术特征摘要】
1.一种步进电机控制系统，包括wujian100系统、wifi模块、57步进电机、摄像单元、阿里云平台、手机APP、计算机摄像头和手机摄像头，其特征在于：所述摄像单元包括热成像摄像头和图像摄像头，所述热成像摄像头和图像摄像头的输出端均与wujian100系统的输入端单向电连接，所述wujian100系统的输入端单向电连接有温湿度模块，所述wujian100系统的输出端分别单向电连接有继电器模块和步进电机驱动器，所述继电器模块和步进电机驱动器的输出端均与57步进电机的输入端单向电连接，所述wujian100系统的输入端双向电连接有CPU串口屏，所述wujian100系统的输入端与wifi模块的输出端双向电连接，所述wifi模块的输入端与阿里云平台的输出端双向电连，所述阿里云平台的输入端与手机APP的输出端双向电连接，所述wujian100系统的输入端双向电连接有验证单元，所述验证单元包括人脸识别模块、账号验证模块和验证中心。


2.根据权利要求1所述的一种步进电机控制系统，其特征在于：所述人脸识别模块的输出端与账号验证模块的输入端双向电连接，所述账号验证模块的输出端与验证中心的输入端双向电连接。


3.根据权利要求1所述的一种步进电机控制系统，其特征在于：所述验证中心的输出端双向电连接有储存模块，所述储存模块为存储服务器。


4.根据权利要求1所述的一种步进电机控制系统，其特征在于：所述计算机摄像头的输出端与阿里云平台的输入端单向电连接，所述手机摄像头的输出端与手机APP的输入端单向电连接。


5.根据权利要求1所述的一种步进电机控制系统，其特征在于：所述wifi模块的输入端电连接设置有转速编码器，所述转速编码器的输出端与wifi模块的输入端单向电连接。


6.根据权利要求1所述的一种步进电机控制系统，其特征在于：所述wujian100系统的输出端单向电连接有报警模块，所述报警模块的输出端与wifi模块的输入端单向电连接。


7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种步进电机控制系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
(S1)：在现场对步进电机进行控制时，通过CPU串口屏输入57步进电机的转速、方向和启停等指令，随后CPU串口屏将指令信号传输给wujian100系统，随后wujian100系统将启动指令传输给继电器模块，此时继电器模块控制57步进电机的开启与启停，同时wujian100系统将转速、方向等参数输入给步进电机驱动器，步进电机驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈岳海，
申请(专利权)人：陈岳海，
类型：发明
国别省市：安徽;34