本發(fā)明涉及機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能型機(jī)電一體化教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)，機(jī)電一體化最早出現(xiàn)在1971年日本雜志《機(jī)械設(shè)計》的副刊上。機(jī)電一體化是由計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)、光學(xué)技術(shù)等相融合構(gòu)成的一門獨(dú)立的交叉學(xué)科。機(jī)電一體化主要發(fā)展方向為智能化，模塊化，網(wǎng)絡(luò)化，微型化，系統(tǒng)化等。智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除rs232外，還有rs485、dcs人格化。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。事實上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。在專利號為cn201410617281的專利文件中，公開了一種機(jī)電一體化教學(xué)的設(shè)備系統(tǒng)，包括操作臺，操作臺設(shè)置有機(jī)械組件單元、顯示和操作單元、以及符合德國vde標(biāo)準(zhǔn)的開關(guān)控制柜；所述開關(guān)控制柜設(shè)有可編程控制器、重載連接器、繼電器、電磁閥、斷路器、馬達(dá)開關(guān)、端子排以及用于電源進(jìn)線的羅格朗工業(yè)插座，可編程控制器的信號輸入端或輸出端連接所述重載連接器；使用時，所述機(jī)械組件單元、顯示和操作單元通過所述重載連接器與所述開關(guān)控制柜連接。本發(fā)明方案具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、造價低等優(yōu)點(diǎn)；每個部件都是獨(dú)立接線，所有接口都是通過重載連接器連接，輸入、輸出信號通過傳感器分配器連接，用戶只需定義相應(yīng)的接線協(xié)議，易于擴(kuò)展、適應(yīng)范圍廣，并且符合德國vde標(biāo)準(zhǔn)。

上述專利文件每個部件都是獨(dú)立接線，所有接口都是通過重載連接器連接，輸入、輸出信號通過傳感器分配器連接，用戶只需定義相應(yīng)的接線協(xié)議，就可以擴(kuò)展本控制系統(tǒng)，易于擴(kuò)展、適應(yīng)范圍廣；但是對于如何提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷，智能化程度更高，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的智能型機(jī)電一體化教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)缺少技術(shù)性解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種智能型機(jī)電一體化教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)，用于解決如何提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷，智能化程度更高，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的智能型機(jī)電一體化教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)的問題。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種智能型機(jī)電一體化教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于：包括教學(xué)樓控制監(jiān)控系統(tǒng)、控制中心、照明系統(tǒng)、讀卡識別系統(tǒng)、光纖傳輸系統(tǒng)和藍(lán)牙識別系統(tǒng)，所述教學(xué)樓控制監(jiān)控系統(tǒng)由主程序和子程序組成，所述教學(xué)樓控制監(jiān)控系統(tǒng)主要包括安防報警、樓宇對講和電話遠(yuǎn)程控制三個模塊，可用于教學(xué)樓的安防，對講和遠(yuǎn)程電話，所述教學(xué)樓控制監(jiān)控系統(tǒng)照明系統(tǒng)、讀卡識別系統(tǒng)和藍(lán)牙識別系統(tǒng)均與通過can總線與所述控制中心相連，所述控制中心通過所述光纖傳輸系統(tǒng)與遠(yuǎn)程控制端相連，所述控制中心通過所述藍(lán)牙識別系統(tǒng)與智能手機(jī)相連，實現(xiàn)手機(jī)端的控制。

優(yōu)選的，所述教學(xué)樓控制監(jiān)控系統(tǒng)上電復(fù)位后進(jìn)行初始化，待初始化完成，系統(tǒng)分別對警情信號、樓宇對講呼叫信號和電話呼入信號進(jìn)行檢測，如有信號輸入，則進(jìn)入對應(yīng)的處理模塊，在安防報警模塊中，設(shè)置延時程序以消除抖動和誤報警，延時程序主要通過調(diào)用鍵盤掃描子程序?qū)崿F(xiàn)，如果延時完成后仍有警情，則按順序進(jìn)行本地報警、通過can總線向中央控制室報警和撥號電話報警，從而實現(xiàn)多點(diǎn)報警的功能，將損失降到最低。

優(yōu)選的，所述教學(xué)樓控制監(jiān)控系統(tǒng)樓宇對講模塊中，門口機(jī)的呼叫信號經(jīng)can總線傳到分機(jī)，分機(jī)檢測到此信號后，接通對講機(jī)振鈴，然后再判斷是否摘機(jī)，如沒有摘機(jī)信號，則延時再判斷，當(dāng)住戶摘機(jī)后，單片機(jī)輸出信號控制音頻通信線路的控制繼電器接通，使住戶與呼叫者得以進(jìn)行通話。

優(yōu)選的，在通話期間，單片機(jī)判斷其是否掛機(jī)，如掛機(jī)則返回，未掛機(jī)則調(diào)用鍵盤掃描子程序，判斷開鎖鍵是否按下，如按下則通過can總線和門口機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程開鎖，電話遠(yuǎn)程控制程序模塊的工作過程是當(dāng)有電話呼入時，先檢測是否振鈴4次，再模擬摘機(jī)，摘機(jī)后放錄音提示輸入密碼，如密碼不正確，則模擬掛機(jī)；如密碼正確，則放錄音提示輸入需控制電器的序號，然后檢測其返回的控制信號，并調(diào)用電器控制子程序，進(jìn)行家用電器的開關(guān)控制，完成后模擬掛機(jī)。

優(yōu)選的，所述照明系統(tǒng)的光信號取樣電路主要由光信號采集電路和a/d模數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換是電路的核心，信號經(jīng)過采集送入a/d轉(zhuǎn)換電路，通過單片機(jī)處理后，最終作為系統(tǒng)應(yīng)用程序進(jìn)行開關(guān)燈判斷的依據(jù)，a/d轉(zhuǎn)換器的位數(shù)應(yīng)根據(jù)信號的測量范圍和精度來選擇，使其有足夠的數(shù)據(jù)長度，保證最大量化誤差在設(shè)計要求的精度范圍內(nèi)。

優(yōu)選的，所述讀卡識別系統(tǒng)由核心控制單元mcup89lpc932、與mi-fareone卡通訊的mfrc632、與pc機(jī)通訊的rs232、提供時間基準(zhǔn)的實時時鐘芯片pcf8563和存儲系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)的存儲器at45db021組成，

優(yōu)選的，所述讀卡識別系統(tǒng)主板上電后，讀取存儲器中的系統(tǒng)設(shè)置，然后根據(jù)其中的設(shè)置初始化整個系統(tǒng)，包括本設(shè)備的id號、主站、從站、開機(jī)時間、關(guān)機(jī)時間、數(shù)據(jù)的存儲方式等。

優(yōu)選的，所述藍(lán)牙識別系統(tǒng)在建立藍(lán)牙數(shù)據(jù)通信時，需要先對其通信協(xié)議進(jìn)行設(shè)置：

(1)uart參數(shù)設(shè)置：先設(shè)置通信協(xié)議長度，再設(shè)置波特率、硬件控制流參數(shù)，校驗參數(shù)、數(shù)據(jù)位數(shù)及停止位；

(2)工作模式設(shè)置：可將藍(lán)牙模塊的工作模式設(shè)置為主模式或者從模式；

(3)設(shè)置藍(lán)牙模塊名：名稱是藍(lán)牙模塊在進(jìn)行通信的標(biāo)識之一，通過設(shè)置藍(lán)牙模塊名協(xié)議可以更改藍(lán)牙模塊名；

(4)設(shè)置安全模式：藍(lán)牙通信中的數(shù)據(jù)安全主要是有藍(lán)牙通信時的pin碼保障的，通過設(shè)置安全模式協(xié)議，可以根據(jù)不同的需要，設(shè)置藍(lán)牙通信的安全模式；

(5)設(shè)置pin碼：設(shè)置pin碼可以保證僅有可靠的設(shè)備通過藍(lán)牙與模塊互相通信系統(tǒng)采用的波特率為9600bps.傳輸距離能達(dá)10in，由于采用藍(lán)牙做為傳輸，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

(三)有益效果

本發(fā)明教學(xué)樓控制監(jiān)控系統(tǒng)由主程序和子程序組成，所述教學(xué)樓控制監(jiān)控系統(tǒng)主要包括安防報警、樓宇對講和電話遠(yuǎn)程控制三個模塊，可用于教學(xué)樓的安防，對講和遠(yuǎn)程電話，所述教學(xué)樓控制監(jiān)控系統(tǒng)照明系統(tǒng)、讀卡識別系統(tǒng)和藍(lán)牙識別系統(tǒng)均與通過can總線與所述控制中心相連，所述控制中心通過所述光纖傳輸系統(tǒng)與遠(yuǎn)程控制端相連，所述控制中心通過所述藍(lán)牙識別系統(tǒng)與智能手機(jī)相連，實現(xiàn)手機(jī)端的控制。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷，智能化程度更高，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，具有很強(qiáng)的創(chuàng)造性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的教學(xué)樓控制監(jiān)控系統(tǒng)流程圖；

圖2是本發(fā)明的光信號取樣電路原理圖；

圖3是本發(fā)明的讀卡識別系統(tǒng)原理框圖；

圖4是本發(fā)明的光纖傳輸系統(tǒng)原理圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

一種智能型機(jī)電一體化教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)，包括教學(xué)樓控制監(jiān)控系統(tǒng)、控制中心、照明系統(tǒng)、讀卡識別系統(tǒng)、光纖傳輸系統(tǒng)和藍(lán)牙識別系統(tǒng)，教學(xué)樓控制監(jiān)控系統(tǒng)由主程序和子程序組成，教學(xué)樓控制監(jiān)控系統(tǒng)主要包括安防報警、樓宇對講和電話遠(yuǎn)程控制三個模塊，可用于教學(xué)樓的安防，對講和遠(yuǎn)程電話，教學(xué)樓控制監(jiān)控系統(tǒng)照明系統(tǒng)、讀卡識別系統(tǒng)和藍(lán)牙識別系統(tǒng)均與通過can總線與控制中心相連，控制中心通過光纖傳輸系統(tǒng)與遠(yuǎn)程控制端相連，控制中心通過藍(lán)牙識別系統(tǒng)與智能手機(jī)相連，實現(xiàn)手機(jī)端的控制。

如圖1所示的教學(xué)樓控制監(jiān)控系統(tǒng)上電復(fù)位后進(jìn)行初始化，待初始化完成，系統(tǒng)分別對警情信號、樓宇對講呼叫信號和電話呼入信號進(jìn)行檢測，如有信號輸入，則進(jìn)入對應(yīng)的處理模塊，在安防報警模塊中，設(shè)置延時程序以消除抖動和誤報警，延時程序主要通過調(diào)用鍵盤掃描子程序?qū)崿F(xiàn)，如果延時完成后仍有警情，則按順序進(jìn)行本地報警、通過can總線向中央控制室報警和撥號電話報警，從而實現(xiàn)多點(diǎn)報警的功能，將損失降到最低。

教學(xué)樓控制監(jiān)控系統(tǒng)樓宇對講模塊中，門口機(jī)的呼叫信號經(jīng)can總線傳到分機(jī)，分機(jī)檢測到此信號后，接通對講機(jī)振鈴，然后再判斷是否摘機(jī)，如沒有摘機(jī)信號，則延時再判斷，當(dāng)住戶摘機(jī)后，單片機(jī)輸出信號控制音頻通信線路的控制繼電器接通，使住戶與呼叫者得以進(jìn)行通話。

在通話期間，單片機(jī)判斷其是否掛機(jī)，如掛機(jī)則返回，未掛機(jī)則調(diào)用鍵盤掃描子程序，判斷開鎖鍵是否按下，如按下則通過can總線和門口機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程開鎖，電話遠(yuǎn)程控制程序模塊的工作過程是當(dāng)有電話呼入時，先檢測是否振鈴4次，再模擬摘機(jī)，摘機(jī)后放錄音提示輸入密碼，如密碼不正確，則模擬掛機(jī)；如密碼正確，則放錄音提示輸入需控制電器的序號，然后檢測其返回的控制信號，并調(diào)用電器控制子程序，進(jìn)行家用電器的開關(guān)控制，完成后模擬掛機(jī)。

如圖2所示的照明系統(tǒng)的光信號取樣電路主要由光信號采集電路和a/d模數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換是電路的核心，信號經(jīng)過采集送入a/d轉(zhuǎn)換電路，通過單片機(jī)處理后，最終作為系統(tǒng)應(yīng)用程序進(jìn)行開關(guān)燈判斷的依據(jù)，a/d轉(zhuǎn)換器的位數(shù)應(yīng)根據(jù)信號的測量范圍和精度來選擇，使其有足夠的數(shù)據(jù)長度，保證最大量化誤差在設(shè)計要求的精度范圍內(nèi)。

如圖3所示的讀卡識別系統(tǒng)由核心控制單元mcup89lpc932、與mi-fareone卡通訊的mfrc632、與pc機(jī)通訊的rs232、提供時間基準(zhǔn)的實時時鐘芯片pcf8563和存儲系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)的存儲器at45db021組成，

優(yōu)選的，讀卡識別系統(tǒng)主板上電后，讀取存儲器中的系統(tǒng)設(shè)置，然后根據(jù)其中的設(shè)置初始化整個系統(tǒng)，包括本設(shè)備的id號、主站、從站、開機(jī)時間、關(guān)機(jī)時間、數(shù)據(jù)的存儲方式等。

優(yōu)選的，藍(lán)牙識別系統(tǒng)在建立藍(lán)牙數(shù)據(jù)通信時，需要先對其通信協(xié)議進(jìn)行設(shè)置：

(1)uart參數(shù)設(shè)置：先設(shè)置通信協(xié)議長度，再設(shè)置波特率、硬件控制流參數(shù)，校驗參數(shù)、數(shù)據(jù)位數(shù)及停止位；

(2)工作模式設(shè)置：可將藍(lán)牙模塊的工作模式設(shè)置為主模式或者從模式；

(3)設(shè)置藍(lán)牙模塊名：名稱是藍(lán)牙模塊在進(jìn)行通信的標(biāo)識之一，通過設(shè)置藍(lán)牙模塊名協(xié)議可以更改藍(lán)牙模塊名；

(4)設(shè)置安全模式：藍(lán)牙通信中的數(shù)據(jù)安全主要是有藍(lán)牙通信時的pin碼保障的，通過設(shè)置安全模式協(xié)議，可以根據(jù)不同的需要，設(shè)置藍(lán)牙通信的安全模式；

(5)設(shè)置pin碼：設(shè)置pin碼可以保證僅有可靠的設(shè)備通過藍(lán)牙與模塊互相通信系統(tǒng)采用的波特率為9600bps.傳輸距離能達(dá)10in，由于采用藍(lán)牙做為傳輸，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。