CN109814450A - 一种几何参数自动调整控制方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种几何参数自动调整控制方法，用户登录进入上位机主界面，配置参数；根据所选调整机构及所指定的目标位置，经通信端口向控制器发出主控指令；控制器读取各参数配置表，并初始化IO端口、ADC端口和通信端口；检测电机当前位置以及各传感器的状态，并向上位机发送当前状态信息；根据当前状态信息，控制电机进行调整操作。本发明还公开了一种几何参数自动调整控制系统，包括IO模块、ADC模块、通信模块、状态检测模块、测距和光电编码器检测模块、电机正反转模块和电机旋转模块。本发明的操作简单、安全，实现了软硬件的结合，通过简单操作即可实现自动调整，提高了检测效率，避免出现安全隐患，能实时对多台调整机构进行控制和管理。

Description

一种几何参数自动调整控制方法及其系统

技术领域

本发明涉及参数测量、调整技术领域，具体涉及一种几何参数自动调整控制方法及其系统。

背景技术

线索空间几何参数规范是保证运营性能良好的基石，根据对特定路段的管理追踪经验，发现外界气温、风速变化，车速不断提升以及投运时间等因素引起的线索空间几何关系变化十分明显。当机械变化达到一定程度时,将会影响电气性能，轻则引发跳闸，重则引起设备大面积损坏。近年来,由于线索故障而引起的运输中断事故时有发生。

长期以来，限速的维护检修大量依赖重复频率较高的人工检测，如使用激光测距仪对线索空间几何参数进行较短间隔的定期测量，强制性定期更换线索；这种维护方法工作量和劳动强度都很大，盲目性强。

传统的人工检测方式检测效率很低，人员上道检测需申请维修天窗时间且安全性不高，尤其无法适应全封闭式管理模式，并且只能进行静态几何参数测量，无法掌握列车真实运行状态下的技术状态。

发明内容

基于此，针对上述问题，有必要提出一种安装便捷、快速，操作简单、安全，检测效率高，避免出现安全隐患，能实时对多台调整机构进行控制和管理的几何参数自动调整控制方法及其系统。

本发明提供一种几何参数自动调整控制方法，其技术方案如下：

一种几何参数自动调整控制方法，包括以下步骤：

a、用户登录，判断用户信息是否存在于数据库中，如果是，则登录通过，进入上位机主界面；如果否，则登录不通过，发出重新登录的通知；

b、配置通信端口参数、调整机构参数和监控摄像机参数；

c、根据所选择的调整机构以及所指定的目标位置，经通信端口向控制器发出主控指令；

d、控制器接收到主控指令后，读取各参数配置表，并初始化IO端口、ADC端口和通信端口；

e、检测电机当前位置以及各传感器的状态，并向上位机发送当前状态信息；

f、根据当前状态信息，控制电机进行调整操作。

在本技术方案中，用户输入用户名密码登录系统，登录成功进入系统主界面后，根据给该用户分配的权限加载对应的模块；在主界面中有主控操作界面、日志信息界面、用户管理界面、摄像机信息界面、调整机构信息界面和串口设置界面，首先用户可进入串口设置界配置通信端口参数，该通信端口参数用于实现上位机和控制器的串口通信，安装便捷，快速；进入调整机构信息界面设置调整机构参数，其主要用于设置调整机构的最大值、最小值、地址等信息，防止越界或调整过大；进入摄像机信息界面设置监控摄像机参数，用于全程监视调整机构的调整过程，方便安全生产；最终在参数调整完后，启动控制流程，向控制器发送主控指令，并接收当前状态信息，进入主控操作界面进行控制操作，显示调整机构和被调设备的状况；

在该主控操作界面包括调整机构控制区域、摄像机云台控制区域、调整信息显示区域、监控图像区域、调整机构选择区域和操作提示区域，其中：

调整机构控制区域，分为水平和垂直两个方向，只需要指定目标位置，再启动调整即可，简单快捷；

摄像机云台控制区域，可以上下左右旋转相机或拉长缩短焦距，以便查看想着重观察的区域，功能齐全；

调整信息显示区域，返回调整机构的调整信息，如负载过大、调整到位或设备自检等信息；

监控图像区域，显示实时图像；

调整机构选择区域，可以在调整机构信息界面内添加多个参数不一的调整机构，然后在该调整机构选择区域里选择需要操作的对象，即实现了软件的通用化，一台计算机可以实现多台调整机构的控制和管理；

操作提示区域，提示已经操作过指令，用于记录；

实现了软硬件的结合，通过简单操作即可实现自动调整，操作原理简单、安全，提高了检测效率，避免出现安全隐患。

优选的，进入主界面后，还包括以下步骤：

可根据用户权限进行用户信息新增、修改和删除的权限操作。用户登录成功后，可进入用户管理界面，根据权限可进行相应的操作，用于管理登陆用户，仅具有权限的人员才能调整，意外或不知情人员调整，会对被调设备产生安全隐患。

优选的，所述权限操作具体包括以下步骤：

若接收到新增用户信息的指令，则将新用户信息和分配的权限储存至数据库；

若接收到修改用户信息的指令，则从数据库调取所选中的用户信息，并根据修改后的用户信息和权限，更新数据库内容；

若接收到删除用户信息的指令，则从数据库中移除所选中的用户信息。

根据进行的操作，更新相应的用户信息，实现用户信息管理。

优选的，所述步骤b中的通信端口为串行通信接口。上位机软件与控制器的通信采用串口通信，安装便捷，快速。

优选的，所述步骤f包括以下步骤：

f101、判断上位机是否接收到当前状态信息的数据，如果是，则进入步骤f102；如果否，则重新接收该当前状态信息；

f102、判断帧头和帧尾的校验码是否都正确，如果是，则进入步骤f103；如果否，则重新接收该当前状态信息；

f103、解析调整机构的参数数据是否合法，如果是，则控制电机进行调整操作；如果否，则重新接收该当前状态信息。

在本技术方案中，一步一步判断运行数据是否正常，只要其中任意一项不正常，则重新接收最新的状态信息，直到判断运行状态是正常的，则为步进电机供电，开始进行调整。

优选的，还包括以下步骤：

f104、控制电机进行调整操作，判断电机是否到达指定的目标位置，如果是，则断开电机电源，结束调整，并向上位机发送当前状态信息；如果否，则进入步骤f105；

f105、继续判断电机是否到达限位点，如果是，则向上位机发送当前状态信息后，重新进入步骤f104；如果否，则进入步骤f106；

f106、判断是否超载或卡滞，如果是，则断开电机电源，结束调整，并向上位机发送当前状态信息；如果否，则向上位机发送当前状态信息后，重新进入步骤f104。

随时向上位机发送当前状态的反馈信息，上位机将信息显示到调整信息显示区域，并可根据反馈的信息在调整机构控制区域和摄像机云台控制区域进行调整，直到电机到达指定的目标位置，就断开步进电机电源，结束调整；整个判断流程清晰，实现软硬件的结合，在电机运行过程中，根据反馈信息进行实时调整，提高了调整的效率，且保证了调整的效果，节约成本，使得检测的数据更加真实、有效。

优选的，还包括以下步骤：

在执行调整操作时，当出现上位机死机或程序跑飞情况，需关闭调整机构，则断开电机电源，中断调整；当运行状态恢复正常，需开启调整机构，则向电机供电，继续调整。

对电机的执行控制由芯片实现，芯片有由软件和硬件实现双重看门狗自动复位功能，当软件出现死机的或跑飞的或由于硬件电路故障导致命令执行不到位的或短路的或卡死的，都会机械性的断开动力电源；要关闭调整机构，直接断开电源即可，要想通上电，需要整个控制系统(包括上位机、控制器和电机)均处于正常运行状态，因为通信模块也是由控制系统控制，需要调整时，由控制系统自行给电机供电，无需外界干预；所以在上位机上不需要向前端的执行机构(即控制器和电机)发送重新启动或复位命令；在保证安全性的同时，提高了执行的流畅性和高效性。

本发明还提供一种几何参数自动调整控制系统，其技术方案如下：

一种几何参数自动调整控制系统，包括IO模块、ADC模块、通信模块、状态检测模块、测距和光电编码器检测模块、电机正反转模块和电机旋转模块；其中：

IO模块，用于对IO端口进行初始化，保证各开关信号能正常检测；

ADC模块，用于对ADC端口进行初始化，确保测距、温度、湿度等辅助传感器信号能正常检测；

通信模块，用于对通信端口进行初始化，与控制器进行通信；

状态检测模块，用于正确读取状态数据并解析，使控制模块能根据状态数据作出正确的动作；

测距和光电编码器检测模块，用于读取测距和光电编码器的数据，并准确解析，为控制系统正确的调整提供依据。

电机正反转模块，用于控制电机的方向；

电机旋转模块，用于精确控制电机的运动。

本发明的有益效果是：

1、本发明的操作简单、安全，实现了软硬件的结合，通过简单操作即可实现自动调整，提高了检测效率，避免出现安全隐患，能实时对多台调整机构进行控制和管理。

2、可根据权限进行相应的操作，更新相应的用户信息，实现用户信息管理；且仅具有权限的人员才能调整，意外或不知情人员调整，会对被调设备产生安全隐患。

3、上位机软件与控制器的通信采用串口通信，安装便捷，快速。

4、在发送了主控指令后，接收反馈的状态信息，一步一步判断运行数据是否正常，只要其中任意一项不正常，则重新接收最新的状态信息，直到判断运行状态是正常的，则为步进电机供电，开始进行调整。

5、实时根据反馈的状态信息进行控制调整，直到电机到达指定的目标位置，就断开步进电机电源，结束调整；整个判断流程清晰，实现软硬件的结合，在电机运行过程中，根据反馈信息进行实时调整，提高了调整的效率，且保证了调整的效果，节约成本，使得检测的数据更加真实、有效。

6、出现故障时，不需要发送重新启动或复位命令；在保证安全性的同时，提高了执行的流畅性和高效性。

附图说明

图1是本发明实施例所述进行上位机登录和参数配置的流程图；

图2是本发明实施例所述进行用户信息管理的流程图；

图3是本发明实施例所述进行调整操作的流程图；

图4是本发明实施例所述进行调整操作时异常状态下的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1

如图1和图3所示，一种几何参数自动调整控制方法，包括以下步骤：

a、用户登录，判断用户信息是否存在于数据库中，如果是，则登录通过，进入上位机主界面；如果否，则登录不通过，发出重新登录的通知；

b、配置通信端口参数、调整机构参数和监控摄像机参数；

c、根据所选择的调整机构以及所指定的目标位置，经通信端口向控制器发出主控指令；

d、控制器接收到主控指令后，读取各参数配置表，并初始化IO端口、ADC端口和通信端口；

e、检测电机当前位置以及各传感器的状态，并向上位机发送当前状态信息；

f、根据当前状态信息，控制电机进行调整操作。

在本实施例中，用户输入用户名密码登录系统，登录成功进入系统主界面后，根据给该用户分配的权限加载对应的模块；在主界面中有主控操作界面、日志信息界面、用户管理界面、摄像机信息界面、调整机构信息界面和串口设置界面，首先用户可进入串口设置界配置通信端口参数，该通信端口参数用于实现上位机和控制器的串口通信，安装便捷，快速；进入调整机构信息界面设置调整机构参数，其主要用于设置调整机构的最大值、最小值、地址等信息，防止越界或调整过大；进入摄像机信息界面设置监控摄像机参数，用于全程监视调整机构的调整过程，方便安全生产；最终在参数调整完后，启动控制流程，向控制器发送主控指令，并接收当前状态信息，进入主控操作界面进行控制操作，显示调整机构和被调设备的状况；

在该主控操作界面包括调整机构控制区域、摄像机云台控制区域、调整信息显示区域、监控图像区域、调整机构选择区域和操作提示区域，其中：

调整机构控制区域，分为水平和垂直两个方向，只需要指定目标位置，再启动调整即可，简单快捷；

摄像机云台控制区域，可以上下左右旋转相机或拉长缩短焦距，以便查看想着重观察的区域，功能齐全；

调整信息显示区域，返回调整机构的调整信息，如负载过大、调整到位或设备自检等信息；

监控图像区域，显示实时图像；

调整机构选择区域，可以在调整机构信息界面内添加多个参数不一的调整机构，然后在该调整机构选择区域里选择需要操作的对象，即实现了软件的通用化，一台计算机可以实现多台调整机构的控制和管理；

操作提示区域，提示已经操作过指令，用于记录；

实现了软硬件的结合，通过简单操作即可实现自动调整，操作原理简单、安全，提高了检测效率，避免出现安全隐患。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，如图2所示，进入主界面后，还包括以下步骤：

可根据用户权限进行用户信息新增、修改和删除的权限操作。用户登录成功后，可进入用户管理界面，根据权限可进行相应的操作，用于管理登陆用户，仅具有权限的人员才能调整，意外或不知情人员调整，会对被调设备产生安全隐患。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上，如图2所示，所述权限操作具体包括以下步骤：

若接收到新增用户信息的指令，则将新用户信息和分配的权限储存至数据库；

若接收到修改用户信息的指令，则从数据库调取所选中的用户信息，并根据修改后的用户信息和权限，更新数据库内容；

若接收到删除用户信息的指令，则从数据库中移除所选中的用户信息。

根据进行的操作，更新相应的用户信息，实现用户信息管理。

实施例4

本实施例在实施例1的基础上，所述步骤b中的通信端口为串行通信接口。上位机软件与控制器的通信采用串口通信，安装便捷，快速。

实施例5

本实施例在实施例1的基础上，如图3所示，所述步骤f包括以下步骤：

f101、判断上位机是否接收到当前状态信息的数据，如果是，则进入步骤f102；如果否，则重新接收该当前状态信息；

f102、判断帧头和帧尾的校验码是否都正确，如果是，则进入步骤f103；如果否，则重新接收该当前状态信息；

f103、解析调整机构的参数数据是否合法，如果是，则控制电机进行调整操作；如果否，则重新接收该当前状态信息。

在本实施例中，一步一步判断运行数据是否正常，只要其中任意一项不正常，则重新接收最新的状态信息，直到判断运行状态是正常的，则为步进电机供电，开始进行调整。

实施例6

本实施例在实施例5的基础上，如图3所示，还包括以下步骤：

f104、控制电机进行调整操作，判断电机是否到达指定的目标位置，如果是，则断开电机电源，结束调整，并向上位机发送当前状态信息；如果否，则进入步骤f105；

f105、继续判断电机是否到达限位点，如果是，则向上位机发送当前状态信息后，重新进入步骤f104；如果否，则进入步骤f106；

f106、判断是否超载或卡滞，如果是，则断开电机电源，结束调整，并向上位机发送当前状态信息；如果否，则向上位机发送当前状态信息后，重新进入步骤f104。

随时向上位机发送当前状态的反馈信息，上位机将信息显示到调整信息显示区域，并可根据反馈的信息在调整机构控制区域和摄像机云台控制区域进行调整，直到电机到达指定的目标位置，就断开步进电机电源，结束调整；整个判断流程清晰，实现软硬件的结合，在电机运行过程中，根据反馈信息进行实时调整，提高了调整的效率，且保证了调整的效果，节约成本，使得检测的数据更加真实、有效。

实施例7

本实施例在实施例6的基础上，如图4所示，还包括以下步骤：

在执行调整操作时，当出现上位机死机或程序跑飞情况，需关闭调整机构，则断开电机电源，中断调整；当运行状态恢复正常，需开启调整机构，则向电机供电，继续调整。

对电机的执行控制由芯片实现，芯片有由软件和硬件实现双重看门狗自动复位功能，当软件出现死机的或跑飞的或由于硬件电路故障导致命令执行不到位的或短路的或卡死的，都会机械性的断开动力电源；要关闭调整机构，直接断开电源即可，要想通上电，需要整个控制系统(包括上位机、控制器和电机)均处于正常运行状态，因为通信模块也是由控制系统控制，需要调整时，由控制系统自行给电机供电，无需外界干预；所以在上位机上不需要向前端的执行机构(即控制器和电机)发送重新启动或复位命令；在保证安全性的同时，提高了执行的流畅性和高效性。

实施例8

本实施例为实施例1的系统，

一种几何参数自动调整控制系统，包括IO模块、ADC模块、通信模块、状态检测模块、测距和光电编码器检测模块、电机正反转模块和电机旋转模块；其中：

IO模块，用于对IO端口进行初始化，保证各开关信号能正常检测；

ADC模块，用于对ADC端口进行初始化，确保测距、温度、湿度等辅助传感器信号能正常检测；

通信模块，用于对通信端口进行初始化，与控制器进行通信；

状态检测模块，用于正确读取状态数据并解析，使控制模块能根据状态数据作出正确的动作；

测距和光电编码器检测模块，用于读取测距和光电编码器的数据，并准确解析，为控制系统正确的调整提供依据。

电机正反转模块，用于控制电机的方向；

电机旋转模块，用于精确控制电机的运动。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种几何参数自动调整控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、用户登录，判断用户信息是否存在于数据库中，如果是，则登录通过，进入上位机主界面；如果否，则登录不通过，发出重新登录的通知；

b、配置通信端口参数、调整机构参数和监控摄像机参数；

c、根据所选择的调整机构以及所指定的目标位置，经通信端口向控制器发出主控指令；

d、控制器接收到主控指令后，读取各参数配置表，并初始化IO端口、ADC端口和通信端口；

e、检测电机当前位置以及各传感器的状态，并向上位机发送当前状态信息；

f、根据当前状态信息，控制电机进行调整操作。

2.根据权利要求1所述的几何参数自动调整控制方法，其特征在于，进入主界面后，还包括以下步骤：

可根据用户权限进行用户信息新增、修改和删除的权限操作。

3.根据权利要求2所述的几何参数自动调整控制方法，其特征在于，所述权限操作具体包括以下步骤：

若接收到新增用户信息的指令，则将新用户信息和分配的权限储存至数据库；

若接收到修改用户信息的指令，则从数据库调取所选中的用户信息，并根据修改后的用户信息和权限，更新数据库内容；

若接收到删除用户信息的指令，则从数据库中移除所选中的用户信息。

4.根据权利要求1所述的几何参数自动调整控制方法，其特征在于，所述步骤b中的通信端口为串行通信接口。

5.根据权利要求1所述的几何参数自动调整控制方法，其特征在于，所述步骤f包括以下步骤：

f101、判断上位机是否接收到当前状态信息的数据，如果是，则进入步骤f102；如果否，则重新接收该当前状态信息；

f102、判断帧头和帧尾的校验码是否都正确，如果是，则进入步骤f103；如果否，则重新接收该当前状态信息；

f103、解析调整机构的参数数据是否合法，如果是，则控制电机进行调整操作；如果否，则重新接收该当前状态信息。

6.根据权利要求5所述的几何参数自动调整控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

f104、控制电机进行调整操作，判断电机是否到达指定的目标位置，如果是，则断开电机电源，结束调整，并向上位机发送当前状态信息；如果否，则进入步骤f105；

f105、继续判断电机是否到达限位点，如果是，则向上位机发送当前状态信息后，重新进入步骤f104；如果否，则进入步骤f106；

f106、判断是否超载或卡滞，如果是，则断开电机电源，结束调整，并向上位机发送当前状态信息；如果否，则向上位机发送当前状态信息后，重新进入步骤f104。

7.根据权利要求6所述的几何参数自动调整控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在执行调整操作时，当出现上位机死机或程序跑飞情况，需关闭调整机构，则断开电机电源，中断调整；当运行状态恢复正常，需开启调整机构，则向电机供电，继续调整。

8.一种几何参数自动调整控制系统，其特征在于，包括IO模块、ADC模块、通信模块、状态检测模块、测距和光电编码器检测模块、电机正反转模块和电机旋转模块；其中：

IO模块，用于对IO端口进行初始化；

ADC模块，用于对ADC端口进行初始化；

通信模块，用于对通信端口进行初始化，与控制器进行通信；

状态检测模块，用于正确读取状态数据并解析；

测距和光电编码器检测模块，用于读取测距和光电编码器的数据，并准确解析；

电机正反转模块，用于控制电机的方向；

电机旋转模块，用于精确控制电机的运动。