CN106054722A - 一种电机的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机的控制系统，包括中控设备、第二开关和保护装置；所述中控设备连接所述第二开关；所述第二开关连接电机；所述第二开关设置在所述保护装置内部，以防止所述第二开关被误操作，所述中控设备包括控制器和与所述控制器耦接的多个功能模块，所述多个功能模块包括以下中的至少一者：安防预警监控系统模块、灯光控制电路模块、窗帘控制电路模块、扩展电路模块、通讯电路模块、身份识别电路模块、课堂录播及远程监控电路模块、多媒体音视频切换及幕布投影控制电路模块，所述中控设备还包括通过串口与所述控制器耦接的联网装置，被配置成连接网络；以及所述控制器被配置成执行串口信号与网络信号之间的协议转换。

Description

一种电机的控制系统

技术领域

本发明属于新能源汽车领域，具体涉及一种用于新能源汽车电机的控制系统。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

在生产新能源汽车电机过程中，常因机器故障或机器检修而需要控制机器停止运行。通常情况下，采用中控设备控制机器停机或者启动。但是，停机后，当维修人员在清理、检修机器的过程中，由于沟通错误或中控室人员的误操作等问题，极易导致在维修人员未离开维修设备的情况下，中控人员误开机，而使维修人员受到伤害。

因此,需要提供一种用于新能源汽车电机的控制系统来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于新能源汽车电机的控制系统，以便安全可靠的控制机器设备的停机或者启动，防止因误开机而对维修人员造成伤害。

一种电机的控制系统，所述控制系统包括中控设备、第二开关和保护装置；所述中控设备连接所述第二开关；所述第二开关连接电机；所述第二开关设置在所述保护装置内部，以防止所述第二开关被误操作，所述中控设备包括控制器和与所述控制器耦接的多个功能模块，所述多个功能模块包括以下中的至少一者：安防预警监控系统模块、灯光控制电路模块、窗帘控制电路模块、扩展电路模块、通讯电路模块、身份识别电路模块、课堂录播及远程监控电路模块、多媒体音视频切换及幕布投影控制电路模块，所述中控设备还包括通过串口与所述控制器耦接的联网装置，被配置成连接网络；以及所述控制器被配置成执行串口信号与网络信号之间的协议转换所述控制系统包括外电源供电模块、充电模块、驱动电机、电池、控制模块和操纵模块，外电源供电模块、驱动电机、电池、操纵模块分别通过引线与控制模块的对应端子连接，电池上连接充电模块，整体构成电机控制系统。

优选地，所述控制模块包括外电源传感继电器、电机正反转控制模块、供电端二极管和充电端二极管，电机正反转控制模块连接驱动电机和操纵模块，外电源供电模块经外电源传感继电器、供电端二极管连接电机正反转控制模块，电池经充电端二极管、外电源传感继电器的常闭触点连接电机正反转控制模块。

优选地，所述安防预警监控系统模块包括报警器。

优选地，所述安防预警监控系统模块包括相耦合的传感器和传感器电路，其中所述传感器电路被配置成从所述传感器获取环境监测信号。

优选地，所述传感器包括以下中的电机的控制系统：烟雾传感器和光线传感器。

优选地，所述控制器包括DSP数字信号处理器和ARM控制信号处理器。

优选地，所述ARM控制信号处理器为STM32F107处理器。

优选地，所述扩展电路模块被配置成提供可编程模拟量接口和/或数字量接口。

优选地，所述身份识别电路模块包括指纹识别单元和/或IC卡识别单元。

优选地，所述第二开关为电源开关。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的一种电机的控制系统，通过设置所述保护装置和第二开关，能够有效避免设备误开机对维修人员的安全威胁，显著提高了设备安全可靠性，并且使得中控设备实现联网、单机操作与网络控制、远程管理相结合；嵌入式平台低功耗、发热小、稳定性高；嵌入式Linux操作系统高效稳定；嵌入式平台运算能力强,接口丰富,扩展性强；开放式结构,实现用户管理控制自定义；体现定制性；所述安防预警监测电路中的传感器和报警器实现了所述中控系统对于环境的实时监测和报警。

具体实施方式

为了清楚了解本发明的技术方案，将在下面的描述中提出其详细的结构。显然，本发明实施例的具体施行并不足限于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的优选实施例详细描述如下，除详细描述的这些实施例外，还可以具有其他实施方式。

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

一种电机的控制系统，所述控制系统包括中控设备、保护装置、第二开关，所述中控设备电连接所述第二开关，所述第二开关电连接电机，所述保护装置设置在所述第二开关的外部，并且在所述保护装置上设置有锁。所述保护装置为封闭金属箱体，所述锁用于控制所述箱体开启或者关闭。所述第二开关为电源开关，所述中控设备，包括控制器和与所述控制器耦接的多个功能模块，所述多个功能模块包括以下中的至少一者：安防预警监控系统模块、灯光控制电路模块、窗帘控制电路模块、扩展电路模块、通讯电路模块、身份识别电路模块、课堂录播及远程监控电路模块、多媒体音视频切换及幕布投影控制电路模块，所述中控设备还包括通过串口与所述控制器耦接的联网装置，被配置成连接网络；以及所述控制器被配置成执行串口信号与网络信号之间的协议转换。所述控制器安装有以Linux操作系统为核心的嵌入式软件。所述控制系统包括外电源供电模块、充电模块、驱动电机、电池、控制模块和操纵模块，外电源供电模块、驱动电机、电池、操纵模块分别通过引线与控制模块的对应端子连接，电池上连接充电模块，整体构成电机控制系统。所述控制模块包括外电源传感继电器、电机正反转控制模块、供电端二极管和充电端二极管，电机正反转控制模块连接驱动电机和操纵模块，外电源供电模块经外电源传感继电器、供电端二极管连接电机正反转控制模块，电池经充电端二极管、外电源传感继电器的常闭触点连接电机正反转控制模块；

工作时，当外部电源接入时，外电源传感继电器6的常闭触点动作，外部电源通过外电源供电模块1对驱动电机4供电；同时，充电模块2对电池进行智能充电；当无外电源接入时，外电源传感继电器6的常闭触点为闭合状态，此时，由电池5对驱动电机4供电；充电端二极管9在无外电源时，防止电池通过充电模块2耗电；供电端二极管8在无外电源时，防止电池通过充电模块2耗电，同时通过外电源传感继电器6实现对外电源的感知与供电方式转换，在此过程中，驱动电机4优先使用外电源供电，延长电池的使用寿命；两种供电方式下，使用者操作操纵模块10，操纵信号通过电机正反转控制模块7控制驱动电机4实现正反转。

通过上述技术方案，使得所述中控设备实现联网、单机操作与网络控制、远程管理相结合所述控制器包括DSP数字信号处理器和ARM控制信号处理器。所述控制器采用TMS320C5402型DSP数字信号处理器和STM32F107型ARM控制信号处理器的组合嵌入式架构，嵌入式架构可以充分发挥以上两种技术架构的优点：嵌入式平台低功耗、发热小、稳定性高；接口丰富，扩展性强；开放式结构。TMS320C5402芯片和STM32F107处理器外接电源管理模块、有源晶振模块和看门狗模块。采用TMS320C5402芯片的GPIO引脚分别接在音视频切换电路、远程监控电路、安防预警监测电路，IP电话通讯电路，IC卡电路。STM32F107处理器的GPIO引脚分别接窗帘控制电路、灯光控制电路、幕布控制电路，所述ARM控制信号处理器为STM32F107处理器。STM32F107是意法半导体推出全新STM32互连型（Connectivity）系列微控制器中的一款性能较强产品，此芯片集成了各种高性能工业标准接口，且STM32不同型号产品在引脚和软件上具有完美的兼容性，可以轻松适应更多的应用。新STM32的标准外设包括10个定时器、两个12位1-Msample/sAD（模数转换器）（快速交替模式下2Msample/s）、两个12位DA（数模转换器）、两个I2C接口、五个USART接口和三个SPI端口和高质量数字音频接口IIS，另外STM32F107拥有全速USB（OTG）接口，两路CAN2.0B接口，以及以太网10/100MAC模块。此芯片可以满足工业、医疗、楼宇自动化、家庭音响和家电市场多种产品需求。

所述控制器安装有以Linux操作系统为核心的嵌入式软件。嵌入式Linux系统，系统中包括数据通信模块和参数配置模块。数据通信模块负责将串口设备的数据转换为以太网的数据格式，并将数据发送到网络上；将接收到的以太网的数据转换为串口数据类型，将其发送到串行接口上。该串口与网络转接器仅实现数据的转发，与数据传输的内容无关。参数配置模块在转接器上运行一个支持CGI（通用网关接口）功能的Web服务器，能够生成动态页面。用户通过浏览器在地址栏输入Web服务器IP，将进入配置页面，用户填写配置信息提交给服务器，服务器收到信息后生成配置文件。浏览器通过HTTP访问Web服务器，服务器解析该请求，URL（统一资源定位符）地址下的HTML文档发送给浏览器。服务器通过FORM表单中METHOD属性POST方法，将此信息放入环境变量CONTENT_LENGTH中。CGI从环境变量中读取浏览器传来的请求信息，通过对URL参数名/值的解码，获取相关的配置信息。参数配置模块还支持运行TELNET服务器。Telnet协议是TCP/IP协议族中的一员，是Internet远程登陆服务的标准协议和主要方式。它为用户提供了在本地计算机上完成远程主机工作的能力。提供多种方式方便用户远程登录配置我们的服务器。

所述多个功能模块通过I2C总线与所述控制器耦接。I2C总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。

所述安防预警监控系统模块包括相耦合的传感器、报警器和传感器电路，其中所述传感器电路被配置成从所述传感器获取环境监测信号，所述传感器包括烟雾传感器和光线传感器。所述烟雾传感器选用MQ-2型烟雾传感器，其优点有：稳定性好、探测范围广、使用寿命长、灵敏度高及驱动电路简单，可用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等的探测。所述传感器数据电路还包含一个A/D数据转换器，MQ-2型烟雾传感器从环境中采集的模拟量，经A/D数据转换器转换成数据量，提交给控制器。

所述扩展电路模块被配置成提供可编程模拟量接口和/或数字量接口，方便系统的功能扩展及升级。

所述身份识别电路模块包括指纹识别单元和/或IC卡识别单元。所述指纹识别单元采用FPC1011C指纹传感器，FPC1011C是瑞典FingerPrints公司成功推出的一种电容式面装指纹传感器，具有高图像质量（363dpi的分辨率）、高耐磨（高达100万次）、高抗静电（可达15kV以上）、低功耗（3.3V工作电压下的功耗为50mw）等特点，是一种全新的基于certus传感器平台的电容式指纹传感器。其工作电压为2.5V或者3.3V，传感器还具有高速的SPI接口，8脚的软排线可以方便地接入各种系统。

本发明的另一个方面，还提供了一种中控系统，该中控系统包括上述技术方案任一项所述的中控设备以及教学电脑。在上述实施方式的基础上，在所述联网装置中添加ZLSN2030EX嵌入式联网模块将ZLSN2030EX嵌入式联网模块中和所述控制器连接的连线连接上，和网口RJ45接口连接的连线连接上，通过计算机的web浏览器或专用工具访问模块，设置模块的目的IP，用以实现网络数据与串口数据的转发，通过点击网页上的按钮等实现在模块串口输出控制命令，实现通过嵌入式网页控制的目的。实现了单机操作与网络控制、远程管理相结合的目的。

本发明在传统的中控机基础上，增加了稳定的安防报警功能，同时支持本地报警和网络报警。多媒体教学工作统一由教学电脑完成；非教学工作由多媒体网络中控完成，例如：监控、安防报警、外设控制等，以及具备中控机联网的功能。安防预警、监控编码功能直接由ARM+DSP电路板完成（非PC主板插卡式架构），可24小时不间断工作，高稳定性。解决了传统教室安防系统需要独立安装，专人维护的带来的一系列麻烦。本系统通过模块化组合，可实现用户自定义管理控制，功能定义准确明晰，使中控系统实现远程控制、本管理、监控、安防与维护，保证数据的快速传输、保存和查询，方便中控室与多媒体教室前端的同步与互动。在扩展性方面系统预留了多个可编程模拟量、数字量接口，便于后期拓展升级。全面提升多媒体教室应用管理以及监测预警等功能。

所述电机控制系统的工作原理如下：当因机械故障或者设备检修而需要使所述电机停机时，同时通过所述中控设备和第二开关控制电源电路断路，并且维修人员锁闭所述保护装置，从而使其他人员无法控制所述第二开关；维修完毕后，维修人员打开所述保护装置，闭合所述第二开关，所述中控设备可以正常控制所述电机开启。因此，通过设置所述第二开关和保护装置，即使中控人员对所述中控设备误操作，也不会导致所述电机非正常启动；同时，如果维修人员操作失误，所述中控设备也能保证电源电路开路，对维修人员给予双重保护。

本发明实施例所述电机控制系统主要为用于饲料生产的电机控制系统，通过设置所述保护装置和第二开关，能够有效避免设备误开机对维修人员的安全威胁，显著提高了设备安全可靠性。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括中控设备、第二开关和保护装置；所述中控设备连接所述第二开关；所述第二开关连接电机；所述第二开关设置在所述保护装置内部，以防止所述第二开关被误操作，所述中控设备包括控制器和与所述控制器耦接的多个功能模块，所述多个功能模块包括以下中的至少一者：安防预警监控系统模块、灯光控制电路模块、窗帘控制电路模块、扩展电路模块、通讯电路模块、身份识别电路模块、课堂录播及远程监控电路模块、多媒体音视频切换及幕布投影控制电路模块，所述中控设备还包括通过串口与所述控制器耦接的联网装置，被配置成连接网络；以及所述控制器被配置成执行串口信号与网络信号之间的协议转换,所述控制系统包括外电源供电模块、充电模块、驱动电机、电池、控制模块和操纵模块，外电源供电模块、驱动电机、电池、操纵模块分别通过引线与控制模块的对应端子连接，电池上连接充电模块，整体构成电机控制系统。

2.根据权利要求1所述的电机的控制系统，其特征在于，所述控制模块包括外电源传感继电器、电机正反转控制模块、供电端二极管和充电端二极管，电机正反转控制模块连接驱动电机和操纵模块，外电源供电模块经外电源传感继电器、供电端二极管连接电机正反转控制模块，电池经充电端二极管、外电源传感继电器的常闭触点连接电机正反转控制模块。

3.根据权利要求1所述的电机的控制系统，其特征在于，所述安防预警监控系统模块包括报警器。

4.根据权利要求1所述的电机的控制系统，其特征在于，所述安防预警监控系统模块包括相耦合的传感器和传感器电路，其中所述传感器电路被配置成从所述传感器获取环境监测信号。

5.根据权利要求4所述的电机的控制系统，其特征在于，所述传感器包括以下中的电机的控制系统：烟雾传感器和光线传感器。

6.根据权利要求1所述的电机的控制系统，其特征在于，所述控制器包括DSP数字信号处理器和ARM控制信号处理器。

7.根据权利要求6所述的电机的控制系统，其特征在于，所述ARM控制信号处理器为STM32F107处理器。

8.根据权利要求1所述的电机的控制系统，其特征在于，所述扩展电路模块被配置成提供可编程模拟量接口和/或数字量接口。

9.根据权利要求1所述的电机的控制系统，其特征在于，所述身份识别电路模块包括指纹识别单元和/或IC卡识别单元。

10.根据权利要求1所述的电机的控制系统，其特征在于，所述第二开关为电源开关。