科技展館智能互動(dòng)控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種科技展館智能互動(dòng)控制器，包括主控制模塊，還包括環(huán)境檢測(cè)裝置、互動(dòng)信號(hào)采集裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和傳輸裝置，所述的環(huán)境檢測(cè)裝置包括濕度傳感器、溫度傳感器和CO2含量檢測(cè)模塊，所述的互動(dòng)信號(hào)采集裝置包括角度傳感器、壓力傳感器和開(kāi)關(guān)信號(hào)檢測(cè)模塊，所述的濕度傳感器、溫度傳感器、CO2含量檢測(cè)模塊、驅(qū)動(dòng)裝置、傳輸裝置、角度傳感器、壓力傳感器和開(kāi)關(guān)信號(hào)檢測(cè)模塊分別與主控制模塊電連接。本實(shí)用新型可以涵蓋科技展館內(nèi)大多數(shù)展項(xiàng)的控制應(yīng)用，將多種功能模塊集成于單個(gè)控制器，功能更齊全的同時(shí)節(jié)約了成本。
【專利說(shuō)明】 科技展館智能互動(dòng)控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種展館控制裝置，尤其是指一種用于展館互動(dòng)系統(tǒng)的科技展館智能互動(dòng)控制器。

【背景技術(shù)】
[0002]科技展館內(nèi)的展項(xiàng)種類(lèi)繁多，可能每個(gè)展項(xiàng)都是功能定制型的單一產(chǎn)品，因此展項(xiàng)的控制系統(tǒng)難以統(tǒng)一批量生產(chǎn)。科技展館內(nèi)的展項(xiàng)涉及的受控器件可能有伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、交流電機(jī)、電磁鐵(閥)、繼電器、風(fēng)機(jī)、霧機(jī)、特效燈光等，信號(hào)采集部分則可能涉及光電傳感器、接近傳感器、超聲波測(cè)距傳感器、稱重傳感器、激光測(cè)距傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、角度傳感器、熱釋電傳感器、溫度傳感器、按鈕、陀螺儀等等，各應(yīng)用存在電壓、功率、接口方式的很大差異，而現(xiàn)有的控制器都是針對(duì)不同的應(yīng)用采取差異性的設(shè)計(jì)，通用性不足，浪費(fèi)了大量的人力和時(shí)間，且不能提高展品制作效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了解決現(xiàn)有的科技展館控制器通用性不足的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種科技展館智能互動(dòng)控制器，可以涵蓋科技展館內(nèi)大多數(shù)展項(xiàng)的控制應(yīng)用，將多種功能模塊集成于單個(gè)控制器，功能更齊全的同時(shí)節(jié)約了成本。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種科技展館智能互動(dòng)控制器，包括主控制模塊，還包括環(huán)境檢測(cè)裝置、互動(dòng)信號(hào)采集裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和傳輸裝置，所述的環(huán)境檢測(cè)裝置包括濕度傳感器、溫度傳感器和CO2含量檢測(cè)模塊，所述的互動(dòng)信號(hào)采集裝置包括角度傳感器、壓力傳感器和開(kāi)關(guān)信號(hào)檢測(cè)模塊，所述的濕度傳感器、溫度傳感器、CO2含量檢測(cè)模塊、驅(qū)動(dòng)裝置、傳輸裝置、角度傳感器、壓力傳感器和開(kāi)關(guān)信號(hào)檢測(cè)模塊分別與主控制模塊電連接。
[0005]環(huán)境檢測(cè)裝置檢測(cè)周邊環(huán)境的溫度、濕度和CO2含量，給人員舒適的環(huán)境，并檢測(cè)人流密度；互動(dòng)信號(hào)采集裝置采集展項(xiàng)的互動(dòng)信息；主控制模塊通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、交流電機(jī)、繼電器、電磁鐵、電磁閥、燈帶等受控器件正常工作。本實(shí)用新型將多種功能模塊集成于單個(gè)控制器，功能更齊全。
[0006]作為優(yōu)選，所述的互動(dòng)信號(hào)采集裝置還包括電子標(biāo)簽識(shí)別器，所述的電子標(biāo)簽識(shí)別器與主控制模塊電連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述的互動(dòng)信號(hào)采集裝置還包括旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)采集器，所述的旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)采集器與主控制模塊電連接。
[0008]作為優(yōu)選，所述的互動(dòng)信號(hào)采集裝置還包括超聲波測(cè)距模塊，所述的超聲波測(cè)距模塊與主控制模塊電連接。超聲波測(cè)距模塊采用HC-SR04測(cè)距模塊，利用超聲波遇到檢測(cè)物反彈回到接收器，計(jì)算發(fā)射和接收的時(shí)間差，乘以聲波的傳播速度，計(jì)算出被測(cè)物的與傳感器的距離。
[0009]作為優(yōu)選，所述的互動(dòng)信號(hào)采集裝置還包括激光測(cè)距模塊，所述的激光測(cè)距模塊與主控制模塊電連接。激光測(cè)距模塊則是利用激光作為檢測(cè)媒介，更快速且精確。
[0010]作為優(yōu)選，所述的互動(dòng)信號(hào)采集裝置還包括稱重傳感器，所述的稱重傳感器與主控制模塊電連接。稱重傳感器可用于精確測(cè)量參與者的體重。
[0011]作為優(yōu)選，還包括顯示裝置，所述的顯示裝置與主控制模塊電連接。顯示裝置包括數(shù)碼管和小型液晶屏，用于顯示互動(dòng)信號(hào)采集裝置采集的各種信息、環(huán)境檢測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。
[0012]作為優(yōu)選，還包括存儲(chǔ)裝置，所述的存儲(chǔ)裝置與主控制模塊電連接。存儲(chǔ)裝置采用移動(dòng)硬盤(pán)、U盤(pán)、SD卡等存儲(chǔ)介質(zhì)，儲(chǔ)存互動(dòng)信號(hào)采集裝置采集的各種信息、環(huán)境檢測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。
[0013]作為優(yōu)選，所述的傳輸裝置包括有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和無(wú)線Wifi傳輸模塊，所述的有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和無(wú)線Wifi傳輸模塊分別與主控制模塊電連接。有線傳輸模塊采用串口通訊電路，可以根據(jù)實(shí)際需要選擇使用RS232芯片電路或者RS485芯片電路；無(wú)線Wifi傳輸模塊用于構(gòu)建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
[0014]作為優(yōu)選，所述的傳輸裝置還包括藍(lán)牙傳輸模塊，所述的藍(lán)牙傳輸模塊分別與主控制模塊電連接。藍(lán)牙傳輸模塊為基于藍(lán)牙通信的傳輸模塊，可用于近距離的無(wú)線傳輸。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:可以涵蓋科技展館內(nèi)大多數(shù)展項(xiàng)的控制應(yīng)用，將多種功能模塊集成于單個(gè)控制器，功能更齊全的同時(shí)節(jié)約了成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖中，1-主控制模塊，2-環(huán)境檢測(cè)裝置，3-互動(dòng)信號(hào)采集裝置，4-傳輸裝置，5-驅(qū)動(dòng)裝置，6-顯示裝置，7-存儲(chǔ)裝置，21-濕度傳感器，22-溫度傳感器，23-C02含量檢測(cè)模塊，31-電子標(biāo)簽識(shí)別器，32-角度傳感器，33-旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)采集器，34-超聲波測(cè)距模塊，35-激光測(cè)距模塊，36-稱重傳感器，37-壓力傳感器，38-開(kāi)關(guān)信號(hào)檢測(cè)模塊。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]如圖1所示，一種科技展館智能互動(dòng)控制器，包括主控制模塊1、環(huán)境檢測(cè)裝置2、互動(dòng)信號(hào)采集裝置3、驅(qū)動(dòng)裝置5、顯示裝置6、存儲(chǔ)裝置7和傳輸裝置4，環(huán)境檢測(cè)裝置2、互動(dòng)信號(hào)采集裝置3、驅(qū)動(dòng)裝置5、顯示裝置6、存儲(chǔ)裝置7和傳輸裝置4分別與主控制模塊I通過(guò)接口電路連接在一起。
[0020]主控制模塊I為本實(shí)用新型的核心，主控制模塊I的主芯片可采用美國(guó)Atmel公司的Atmega48芯片，該芯片采用先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)，工作在16MHz時(shí)性能可高達(dá)16MIPS，擁有非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，具有定時(shí)器、PWM、ADC、USART、看門(mén)狗等外設(shè)電路。
[0021]展項(xiàng)使用的傳感器或開(kāi)關(guān)按鈕等，通常只需要用5VDC，故輸入電源可選5V或者12VDC,選5V電源輸入時(shí)相對(duì)電源轉(zhuǎn)換率較高,總能耗可降低。若受控器件有伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等24V工作電壓的器件時(shí)，輸入電源可選24VDC，可避免系統(tǒng)因?yàn)槠骷妷翰煌仨毑捎枚嚅_(kāi)關(guān)電源，節(jié)省成本的同時(shí)，也減少了整體的體積。
[0022]環(huán)境檢測(cè)裝置2包括濕度傳感器21、溫度傳感器22和CO2含量檢測(cè)模塊23，濕度傳感器21、溫度傳感器22和CO2含量檢測(cè)模塊23分別與主控制模塊I電連接。
[0023]展廳中需保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸龋坏苁箙⒂^者有一個(gè)舒適的參觀環(huán)境，也能延長(zhǎng)展項(xiàng)中電氣設(shè)備的使用壽命。濕度傳感器21、溫度傳感器22可選用集成濕度傳感器、溫度傳感器功能的單總線數(shù)字溫濕度傳感器DHTll模塊，可同時(shí)測(cè)量溫度和濕度數(shù)據(jù)，其中溫度數(shù)據(jù)的分辨率為0.125°，量程范圍為0-50°，濕度數(shù)據(jù)的分辨率為0.125%RH，量程范圍為20-90%RH，模塊采用單總線數(shù)據(jù)格式，與主控制模塊I 一次通訊的時(shí)間只需4ms，超低功耗且無(wú)需額外部件。
[0024]由于大多數(shù)展廳參觀人流不穩(wěn)定，新風(fēng)系統(tǒng)不論人流情況一直全速開(kāi)啟會(huì)比較浪費(fèi)電能。CO2含量檢測(cè)模塊23可以檢測(cè)空氣中CO2含量的變化，讓操作人員可以知道人流情況而控制新風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)速度，創(chuàng)造舒適的參觀環(huán)境，同時(shí)能節(jié)省能耗。CO2含量檢測(cè)模塊23采用紅外方式檢測(cè)，測(cè)量范圍在0-5000PPM，分辨率可達(dá)5PPM。
[0025]互動(dòng)信號(hào)采集裝置3包括電子標(biāo)簽識(shí)別器31、角度傳感器32、旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)采集器33、超聲波測(cè)距模塊34、激光測(cè)距模塊35、稱重傳感器36、壓力傳感器37和開(kāi)關(guān)信號(hào)檢測(cè)模塊38，電子標(biāo)簽識(shí)別器31、角度傳感器32、旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)采集器33、超聲波測(cè)距模塊34、激光測(cè)距模塊35、稱重傳感器36、壓力傳感器37和開(kāi)關(guān)信號(hào)檢測(cè)模塊38分別與主控制模塊I電連接。
[0026]電子標(biāo)簽識(shí)別器31通過(guò)電子標(biāo)簽獲取相關(guān)位置信息。
[0027]展項(xiàng)中經(jīng)常會(huì)應(yīng)用到一些連續(xù)變化的輸入，比如手柄、滑軌、方向盤(pán)、舵機(jī)等輸入采集，角度傳感器32或者旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)采集器33可以用于采集這類(lèi)連續(xù)的互動(dòng)信息。角度傳感器32的輸出為0-5VDC模擬信號(hào)，精度可達(dá)到0.1°。旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)采集器33分絕對(duì)值型的和增量型的兩種:絕對(duì)值型的旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)采集器33的每個(gè)角度對(duì)應(yīng)一個(gè)絕對(duì)的數(shù)值，控制器的使用效率不高，但是角度的讀取相對(duì)簡(jiǎn)單明了 ；增量型的旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)采集器33采用ABZ三相數(shù)據(jù)輸出，不隨分辨率的變化而改變數(shù)據(jù)線的數(shù)量，因此在需要高精度角度數(shù)據(jù)的場(chǎng)合時(shí)，能大大的減少主控制模塊I的1 口的使用數(shù)量。
[0028]科技館展項(xiàng)常有以參與人員、特定物體的距離做為互動(dòng)條件，或者對(duì)一些具有一定危險(xiǎn)性的展項(xiàng)以測(cè)距作為安全保障等，因此需要在科技展館智能互動(dòng)控制器上集成超聲波測(cè)距模塊34或激光測(cè)距模塊35。超聲波測(cè)距模塊34采用HC-SR04測(cè)距模塊，利用超聲波遇到檢測(cè)物反彈回到接收器，計(jì)算發(fā)射和接收的時(shí)間差，乘以聲波的傳播速度，計(jì)算出被測(cè)物的與傳感器的距離。激光測(cè)距模塊35則是利用激光作為檢測(cè)媒介，更快速且精確。
[0029]科技展館展項(xiàng)中經(jīng)常會(huì)使用壓力作為觸發(fā)互動(dòng)的因素，有時(shí)甚至需要精確測(cè)量參與者的體重，故可以在科技展館智能互動(dòng)控制器上集成壓力傳感器37和稱重傳感器36。壓力傳感器37和稱重傳感器36的信號(hào)變化都是很細(xì)微的，在使用時(shí)都會(huì)集成信號(hào)放大電路，將數(shù)據(jù)放大處理后再輸出。
[0030]按鈕開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)和光電開(kāi)關(guān)是展項(xiàng)應(yīng)用中最為常見(jiàn)的信息采集類(lèi)型，故可以在科技展館智能互動(dòng)控制器上集成開(kāi)關(guān)信號(hào)檢測(cè)模塊38，其作用有人機(jī)互動(dòng)、位置檢測(cè)、動(dòng)作部件限位、安全保護(hù)檢測(cè)、信息傳遞等。
[0031 ] 傳輸裝置4包括有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、藍(lán)牙傳輸模塊和無(wú)線Wifi傳輸模塊，有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、藍(lán)牙傳輸模塊和無(wú)線Wifi傳輸模塊分別與主控制模塊I電連接。有線傳輸模塊采用串口通訊電路，可以根據(jù)實(shí)際需要選擇使用RS232芯片電路或者RS485芯片電路；藍(lán)牙傳輸模塊為基于藍(lán)牙通信的傳輸模塊，可用于近距離的無(wú)線傳輸；無(wú)線Wifi傳輸模塊用于構(gòu)建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
[0032]驅(qū)動(dòng)裝置5包含光耦隔離放大電路、電流放大電路，光耦隔離放大電路分別與主控制模塊1、電流放大電路電連接。展項(xiàng)往往帶有伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、交流電機(jī)、繼電器、電磁鐵、電磁閥、燈帶等受控器件，主控制模塊I通過(guò)光耦隔離放大電路、電流放大電路驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、交流電機(jī)、繼電器、電磁鐵、電磁閥、燈帶等受控器件正常工作。
[0033]顯示裝置6包括數(shù)碼管和小型液晶屏，數(shù)碼管通常使用74HC164或者74HC595配合三極管驅(qū)動(dòng)，小型液晶屏與智能控制器之間采用串口通訊，可用來(lái)顯示互動(dòng)信號(hào)采集裝置3采集的各種信息、環(huán)境檢測(cè)裝置2的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。
[0034]存儲(chǔ)裝置7采用移動(dòng)硬盤(pán)、U盤(pán)、SD卡等存儲(chǔ)介質(zhì)，儲(chǔ)存互動(dòng)信號(hào)采集裝置3采集的各種信息、環(huán)境檢測(cè)裝置2的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。
[0035]以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種科技展館智能互動(dòng)控制器，包括主控制模塊，其特征在于:還包括環(huán)境檢測(cè)裝置、互動(dòng)信號(hào)采集裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和傳輸裝置，所述的環(huán)境檢測(cè)裝置包括濕度傳感器、溫度傳感器和CO2含量檢測(cè)模塊，所述的互動(dòng)信號(hào)采集裝置包括角度傳感器、壓力傳感器和開(kāi)關(guān)信號(hào)檢測(cè)模塊，所述的濕度傳感器、溫度傳感器、CO2含量檢測(cè)模塊、驅(qū)動(dòng)裝置、傳輸裝置、角度傳感器、壓力傳感器和開(kāi)關(guān)信號(hào)檢測(cè)模塊分別與主控制模塊電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的科技展館智能互動(dòng)控制器，其特征在于:所述的互動(dòng)信號(hào)采集裝置還包括電子標(biāo)簽識(shí)別器，所述的電子標(biāo)簽識(shí)別器與主控制模塊電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的科技展館智能互動(dòng)控制器，其特征在于:所述的互動(dòng)信號(hào)采集裝置還包括旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)采集器，所述的旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)采集器與主控制模塊電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的科技展館智能互動(dòng)控制器，其特征在于:所述的互動(dòng)信號(hào)采集裝置還包括超聲波測(cè)距模塊，所述的超聲波測(cè)距模塊與主控制模塊電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的科技展館智能互動(dòng)控制器，其特征在于:所述的互動(dòng)信號(hào)采集裝置還包括激光測(cè)距模塊，所述的激光測(cè)距模塊與主控制模塊電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的科技展館智能互動(dòng)控制器，其特征在于:所述的互動(dòng)信號(hào)采集裝置還包括稱重傳感器，所述的稱重傳感器與主控制模塊電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的科技展館智能互動(dòng)控制器，其特征在于:還包括顯示裝置，所述的顯示裝置與主控制模塊電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的科技展館智能互動(dòng)控制器，其特征在于:還包括存儲(chǔ)裝置，所述的存儲(chǔ)裝置與主控制模塊電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的科技展館智能互動(dòng)控制器，其特征在于:所述的傳輸裝置包括有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和無(wú)線Wifi傳輸模塊，所述的有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和無(wú)線Wifi傳輸模塊分別與主控制模塊電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的科技展館智能互動(dòng)控制器，其特征在于:所述的傳輸裝置還包括藍(lán)牙傳輸模塊，所述的藍(lán)牙傳輸模塊分別與主控制模塊電連接。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK204065719SQ201420592381
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】喻小華 申請(qǐng)人:浙江科信科普發(fā)展有限公司