CN112965411A - 一种基于人工智能的学习桌桌面升降控制的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于人工智能的学习桌桌面升降控制的方法及装置，其特征在于，S100：学习桌控制系统配置系统主控板、触摸控制面板、OLED显示屏、激光距离传感器、直流电压、电流检测模块、N个电动推杆、第一继电器、第二继电器及第三继电器，所述系统主控板控制所述第一继电器、所述第二继电器及所述第三继电器，其中，所述第一继电器控制电动推杆供电电源的开关，所述第二继电器、所述第三继电器控制N个电动推杆的上升/下降；S200：学习桌控制系统上电，所述学习桌控制系统控制学习桌桌面至初始高度；S300：学习桌控制系统开启阅读学习场景；S400：学习桌控制系统开启写字学习场景；S500：控制学习桌桌面的实时升降。
Description
技术领域
本发明属于人工智能领域，涉及一种基于人工智能的学习桌桌面升降控制的方法和装置。
背景技术
随着人工智能的应用不断普及，基于人工智能的智慧学习桌在市场上应用越来越广泛，产品多样化。其中一种比较尖端的应用的是桌面升降的学习桌。但是，现有技术中，这类学习桌桌面升降有两种方案：一是采用人工升降，即，通过使用者采用类似于手柄的结构且手动摇动手柄实现学习桌桌面升降，这样操作甚是麻烦。二是采用自动升降。现有技术的自动升降多采用步进电机来实现，随之而来的技术问题是，采用步进电机的成本较高，采样精度要求也高，特别对几十毫安级别的电流信号的采样精度要求尤其严格；此外，还需要A/D转换模块及价格昂贵的高级别的微控制单元。因此，如何使学习桌桌面升降操作变得更加简单、升降操作更人性化、升降过程更加安全、成本更加低廉，是当前人工智能的学习桌市场上亟需解决的一个行业痛点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于人工智能的学习桌桌面升降控制的方法和装置，通过采用电动推杆实现学习桌桌面升降，极大地降低了成本并实现了基于人工智能的学习桌桌面升降控制。本发明申请的方法包括以下步骤：
S100：学习桌控制系统配置触摸控制面板、系统主控板、OLED显示屏、激光距离传感器、直流电压/电流检测模块、N个电动推杆、第一继电器、第二继电器及第三继电器，所述系统主控板控制所述第一继电器、所述第二继电器及所述第三继电器，其中，所述第一继电器控制电动推杆供电电源的开关，所述第二继电器、所述第三继电器控制N个电动推杆的上升/下降；
S200：学习桌控制系统上电，所述学习桌控制系统控制学习桌桌面至初始高度；
S300：学习桌控制系统开启阅读学习场景：包括以下步骤：
S301：系统主控板控制所述第一继电器并接通N个电动推杆的电源，所述第二继电器、所述第三继电器控制N个电动推杆的上升；
S302：系统主控板接收激光距离传感器发送的高度数据，OLED显示屏实时显示学习桌桌面高度；
S303：检测学习桌桌面高度是否达到阅读学习场景的预设高度阈值，如果是，执行步骤S304，否则执行步骤S302；
S304：所述第一继电器并断开N个电动推杆的电源，系统主控板存储学习桌桌面当前高度，并通过OLED显示屏显示当前学习桌桌面高度；
S400：学习桌控制系统开启写字学习场景；
S500：控制学习桌桌面的实时升降。
优选地，N为2。
优选地，阅读学习场景的预设高度阈值的范围为50mm至150mm。
优选地，阅读学习场景的预设高度阈值大于写字学习场景的预设高度阈值。
优选地，写字学习场景的预设高度阈值的范围为30mm至70mm。
优选地，所述初始高度由用户设置。
优选地，所述步骤S400包括以下步骤：
S401：获取当前学习桌桌面的高度；
S402：判断当前学习桌桌面的高度减写字学习场景的预设高度阈值的差值是否大于零，如果是，执行步骤S403，否则，执行步骤S4031；
S403：系统主控板控制所述第一继电器并接通N个电动推杆的电源，所述第二继电器、所述第三继电器控制N个电动推杆的下降，执行步骤S404；
S4031：系统主控板控制所述第一继电器并接通N个电动推杆的电源，所述第二继电器、所述第三继电器控制N个电动推杆的上升；
S404：系统主控板接收激光距离传感器发送的高度数据，OLED显示屏实时显示学习桌桌面高度；
S405：系统主控板根据差值检测学习桌桌面高度是否达到写字学习场景的预设高度阈值，如果是，执行步骤S406，否则执行步骤S404；
S406：所述第一继电器并断开N个电动推杆的电源，系统主控板存储学习桌桌面当前高度，并通过OLED显示屏显示当前学习桌桌面高度。
优选地，，所述步骤S500包括以下步骤：
S501：获取当前学习桌桌面的高度；
S502：判断当前学习桌桌面的高度减预期高度阈值的差值是否大于零，如果是，执行步骤S503，否则，执行步骤S5031；
S503：系统主控板控制所述第一继电器并接通N个电动推杆的电源，所述第二继电器、所述第三继电器控制N个电动推杆的下降，执行步骤S504；
S5031：系统主控板控制所述第一继电器并接通N个电动推杆的电源，所述第二继电器、所述第三继电器控制N个电动推杆的上升；
S504：系统主控板接收激光距离传感器发送的高度数据，OLED显示屏实时显示学习桌桌面高度；
S505：系统主控板根据差值检测学习桌桌面高度是否达到预期高度阈值，如果是，执行步骤S506，否则执行步骤S504；
S506：所述第一继电器并断开N个电动推杆的电源，系统主控板存储学习桌桌面当前高度，并通过OLED显示屏显示当前学习桌桌面高度。
一种基于人工智能的学习桌桌面升降控制的装置，其特征在于，包括：系统主控板、触摸控制面板、OLED显示屏、激光距离传感器、直流电压/电流检测模块、N个电动推杆、第一继电器、第二继电器及第三继电器，其中，
系统主控板：用以接收数据、处理分析数据、控制电动推杆及各个继电器；
触摸控制面板：使用者在触摸面板上的操作，向系统主控板发送命令，用以实现用户和系统的交互；
激光距离传感器：用以实时测量学习桌桌面与地面的高度，并把高度发送给系统主控板；
OLED显示屏：用以显示学习桌控制系统的运行状态信息，包括当前桌面高度、当前学习场景；
直流电压/电流检测模块：用以检测电动推杆的运行状态，为系统主控板提供检测数据；
电动推杆：用以实现桌面的升降功能；
所述第一继电器控制电动推杆供电电源的开关，所述第二继电器、所述第三继电器控制N个电动推杆的上升/下降。
本发明的有益效果是：解决了现有技术中，尚无一种基于人工智能的、采用电动推杆的学习桌桌面升降控制的方法和装置的技术问题。
附图说明
图1为本发明所提供的方法的总流程图；
图2示出了本发明提供的装置的示意框图；
图3为本发明所提供实施例中第二继电器、第三继电器控制电动推杆的上升/下降的电路原理图。
具体实施方式
图1示出了本发明所提供的方法的总流程图。应理解，学习桌控制系统开启阅读学习场景、学习桌控制系统开启写字学习场景及控制学习桌桌面的实时升降的顺序可以与本发明提供的方法中的顺序不一致。
本发明采用STM32F103ZET6主控芯片作为系统主控板的控制芯片。系统主控板通过RS485串行接口与触摸控制面板进行通信，以实现用户与学习桌控制系统的交互，实现对学习场景设置和桌面升降的控制。
用户按下控制面板上的“打开”按键，系统主控板接收到触摸控制面板下发“打开”按键的信息，然后自动切换至系统中预设的学习场景并设定在该场景下桌面的高度。系统再根据设定的高度决定桌面是上升还是下降，或者是高度不变。
学习桌桌面升降装置依靠两根长550mm,总行程200mm的高精度的大扭矩电动推杆，电动推杆的运动速度是5mm/s，由正反开关控制。根据电动推杆的工作特性，在硬件上使采用三个高精度高稳定性继电器协调配合，确保两根电动推杆在最大程度上实现工作的同步。这三个继电器编号为1号继电器、2号继电器、3号继电器。1号继电器控制电动推杆供电电源的通断，2号继电器和3号继电器模拟正反开关功能，这三个继电器受系统主控板直接控制。
学习桌桌面控制系统完全是基于UCOSIII实时控制系统开发的，能够进行毫秒级计时，所以可以实现毫米级范围内精准的对桌面的高度进行控制。学习桌通电，桌面处于最初位置(即是设定的零位置)，在该位置上电动推杆没有进行任何升降操作，电动推杆长550mm。假设学习桌通电并按下“打开”按键，进入“阅读学习场景”，在该场景下学习桌桌面的预设高度是在学习桌初始位置基础上上升100mm。系统主控板会控制继电器接通电动推杆电源，电动推杆开始抬升桌面，同时系统主控板接收激光距离传感器的高度数据，当桌面高度达到设定的100mm时，系统主控板会控制3号继电器断开电源，让电动推杆处于停止状态,。待电动推杆处于停止状态后，系统将存储当前桌面的高度，并通过OLED显示屏实时显示桌面高度。
如果用户需要重新调整当前学习场景下桌面高度只需要按触摸控制面板上的“上升”或“下降”按键，按住不放，桌面会自动进行上升或下降，直至松开按键。系统主控板会通过激光距离传感器监测当前桌面的高度，并保存该高度作为当前学习场景的预设高度。
如果用户要切换当前的学习场景用户可以通过按桌面集成的触摸控制面板上的对应学习场景按键进行切换，控制系统在接收到按键信息后，会根据对应场景预设桌面高度对桌面高度重新进行升降操作，最终使桌面达到对应学习场景的预设高度。如当前是“阅读学习场景”，桌面在此学习场景下的高度是在桌面零位置基础上上升100mm，现在要将学习场景切换至“写字学习场景”，而这个学习场景在系统中的预设高度是桌面零位置基础上上升50mm，这样桌面就需要下降50mm才符合“写字学习场景”。所以再用户切换到“写字学习场景”后，系统会根据要下降的高度再结合激光距离传感器检测到的当前桌面高度，得出具体下降高度，然后系统主控板将自动控制2号、3号继电器切换正反开关的状态，再控制1号继电器接通电动推杆电源为电动推杆供电，电动推杆开始下降，同时系统主控板监测激光距离传感器的高度数据，桌面达到设定高度后，系统控制1号继电器切断电动推杆电源，电动推杆停止下来，再控制2、3号继电器切换正反开关状态。这样就完成了切换场景后桌面的自动升降控制。
本发明还提供了一种基于人工智能的学习桌桌面升降控制的装置100，如图2所示，本装置包括：系统主控板101、触摸控制面板102、OLED显示屏103、激光距离传感器104、直流电压/电流检测模块105、N个电动推杆106、第一继电器、第二继电器及第三继电器(未示出)，其中，
系统主控板101：用以接收数据、处理分析数据、控制电动推杆106及各个继电器；
触摸控制面板102：使用者在触摸面板上102的操作，向系统主控板101发送命令，用以实现用户和系统的交互；
激光距离传感器104：用以实时测量学习桌桌面与地面的高度，并把高度发送给系统主控板101；
OLED显示屏103：用以显示学习桌控制系统的运行状态信息，包括当前桌面高度、当前学习场景；
直流电压/电流检测模块105：用以检测电动推杆106的运行状态，
为系统主控板101提供检测数据；
电动推杆106：用以实现桌面的升降功能；
第一继电器(未示出)控制电动推杆供电电源的开关，第二继电器(未示出)、第三继电器(未示出)控制N个电动推杆106的上升/下降。
图3示出了本发明所提供实施例中第二继电器107、第三继电器108控制电动推杆的上升/下降的电路原理图。如图2所示，第二继电器107向上吸合、第三继电器108向下吸合，则控制电动推杆106上升，反之亦然。
应当理解的是，本发明不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于人工智能的学习桌桌面升降控制的方法，其特征在于包括以下步骤：
S100：学习桌控制系统配置触摸控制面板、系统主控板、OLED显示屏、激光距离传感器、直流电压、电流检测模块、N个电动推杆、第一继电器、第二继电器及第三继电器，所述系统主控板控制所述第一继电器、所述第二继电器及所述第三继电器，其中，所述第一继电器控制电动推杆供电电源的开关，所述第二继电器、所述第三继电器控制N个电动推杆的上升/下降，所述系统主控板的控制芯片采用STM32F103ZET6主控芯片系列，所述系统主控板通过RS485串行接口与触摸控制面板进行通信；
S200：学习桌控制系统上电，所述学习桌控制系统控制学习桌桌面至初始高度；
S300：学习桌控制系统开启阅读学习场景：包括以下步骤：
S301：系统主控板控制所述第一继电器并接通N个电动推杆的电源，所述第二继电器、所述第三继电器控制N个电动推杆的上升；
S302：系统主控板接收激光距离传感器发送的高度数据，OLED显示屏实时显示学习桌桌面高度；
S303：检测学习桌桌面高度是否达到阅读学习场景的预设高度阈值，如果是，执行步骤S304，否则执行步骤S302；
S304：所述第一继电器并断开N个电动推杆的电源，系统主控板存储学习桌桌面当前高度，并通过OLED显示屏显示当前学习桌桌面高度；
S400：学习桌控制系统开启写字学习场景；
S500：控制学习桌桌面的实时升降。
2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的学习桌桌面升降控制的方法，其特征在于，N为2。
3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的学习桌桌面升降控制的方法，其特征在于，阅读学习场景的预设高度阈值的范围为50mm至150mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的学习桌桌面升降控制的方法，其特征在于，阅读学习场景的预设高度阈值大于写字学习场景的预设高度阈值。
5.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的学习桌桌面升降控制的方法，其特征在于，写字学习场景的预设高度阈值的范围为30mm至70mm。
6.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的学习桌桌面升降控制的方法，其特征在于，所述初始高度由用户设置。
7.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的学习桌桌面升降控制的方法，其特征在于，所述步骤S400包括以下步骤：
S401：获取当前学习桌桌面的高度；
S402：判断当前学习桌桌面的高度减写字学习场景的预设高度阈值的差值是否大于零，如果是，执行步骤S403，否则，执行步骤S4031；
S403：系统主控板控制所述第一继电器并接通N个电动推杆的电源，所述第二继电器、所述第三继电器控制N个电动推杆的下降，执行步骤S404；
S4031：系统主控板控制所述第一继电器并接通N个电动推杆的电源，所述第二继电器、所述第三继电器控制N个电动推杆的上升；
S404：系统主控板接收激光距离传感器发送的高度数据，OLED显示屏实时显示学习桌桌面高度；
S405：系统主控板根据差值检测学习桌桌面高度是否达到写字学习场景的预设高度阈值，如果是，执行步骤S406，否则执行步骤S404；
S406：所述第一继电器并断开N个电动推杆的电源，系统主控板存储学习桌桌面当前高度，并通过OLED显示屏显示当前学习桌桌面高度。
8.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的学习桌桌面升降控制的方法，其特征在于，所述步骤S500包括以下步骤：
S501：获取当前学习桌桌面的高度；
S502：判断当前学习桌桌面的高度减预期高度阈值的差值是否大于零，如果是，执行步骤S503，否则，执行步骤S5031；
S503：系统主控板控制所述第一继电器并接通N个电动推杆的电源，所述第二继电器、所述第三继电器控制N个电动推杆的下降，执行步骤S504；
S5031：系统主控板控制所述第一继电器并接通N个电动推杆的电源，所述第二继电器、所述第三继电器控制N个电动推杆的上升；
S504：系统主控板接收激光距离传感器发送的高度数据，OLED显示屏实时显示学习桌桌面高度；
S505：系统主控板根据差值检测学习桌桌面高度是否达到预期高度阈值，如果是，执行步骤S506，否则执行步骤S504；
S506：所述第一继电器并断开N个电动推杆的电源，系统主控板存储学习桌桌面当前高度，并通过OLED显示屏显示当前学习桌桌面高度。
9.一种基于人工智能的学习桌桌面升降控制的装置，其特征在于，包括：系统主控板、触摸控制面板、OLED显示屏、激光距离传感器、直流电压/电流检测模块、N个电动推杆、第一继电器、第二继电器及第三继电器，其中，
系统主控板：用以接收数据、处理分析数据、控制电动推杆及各个继电器；
触摸控制面板：使用者在触摸面板上的操作，向系统主控板发送命令，用以实现用户和系统的交互；
激光距离传感器：用以实时测量学习桌桌面与地面的高度，并把高度发送给系统主控板；
OLED显示屏：用以显示学习桌控制系统的运行状态信息，包括当前桌面高度、当前学习场景；
直流电压、电流检测模块：用以检测电动推杆的运行状态，为系统主控板提供检测数据；
电动推杆：用以实现桌面的升降功能；
所述第一继电器控制电动推杆供电电源的开关，所述第二继电器、所述第三继电器控制N个电动推杆的上升/下降。
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| CN115903627A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-04-04 | 长兴精石科技有限公司 | 一种智能控制器及其智能控制系统 |
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