CN201178395Y - 远程网络自动控制电机装置 - Google Patents

Abstract

一种远程网络自动控制电机装置，在远程两地，通过计算机和因特网通讯，计算机与控制模块连接，控制模块与电机驱动模块连接，电机驱动模块连接电机，远程两地根据对方的电机状态来精确地控制对方的电机运作。控制模块是微处理控制器，接收计算机从网上发来的指令，经译码后传输给电机驱动模块，驱动电机动作。本实用新型的优点是通过即时网络通信工具实现精确控制或远程精确控制电机的动作。

Description

远程网络自动控制电机装置

技术领域

本实用新型涉及一种精确的网络电机控制系统，特别是关于通过因特网环路，远程精确控制电机运动的控制装置。

背景技术

以往的电机控制系统采用专用的控制线或者专用的控制网络对电机进行控制，其缺点在于：1)成本高；2)控制不精确；3)通用性差。

实用新型内容

本实用新型的技术问题是要提供一种通过即时网络通信工具实现本地/远程精确控制电机运作的远程网络自动控制电机装置。

为了解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种远程网络自动控制电机装置，在远程两地，通过计算机和因特网通讯，计算机与控制模块连接，控制模块与电机驱动模块连接，电机驱动模块连接电机，远程两地根据对方的电机状态来精确地控制对方的电机运作。

所述的控制模块是一微处理控制器，其发送电机控制指令和电机运动状态到计算机，同时接收计算机从网上发来的控制指令和运动状态，经译码后传输给电机驱动模块，驱动电机运动，同时相应显示对方电机运动状态。

控制模块具有脉冲调制电路，根据计算机从网上发来的指令，改变输出脉冲宽度，从而改变电机的转速，并根据网上发来的指令，改变电机的正、反转向，然后将该电机的运动状态通过网络回传给发出指令的控制模块，根据该运动状态信息，再结合控制模块的按键/或者其他所设定的输入信息，控制模块发出精确的控制指令。

所述的控制模块设置有多个按键以及指示，包括：本地控制键、远程控制键、电机转速控制键、电机转向控制键以及手动/自动控制键，电源指示灯，远程本地模式指示灯，电机状态指示。

由控制模块上的控制键，实现：

1)本地/远程控制电机；

2)远程控制状态下，按手动控制或按预设指令自动控制远程电机；

3)本地控制状态下，按手动控制或按预设指令自动控制本地电机；

4)自动控制状态下，通过网上，按预设指令控制电机动作。

控制模块的工作方式分为网络远程控制模式和本地控制模式。在网络远程控制模式中，控制模块接受网络传送过来的指令，经译码后成电机驱动指令，直接送到所连接的电机驱动模块中，驱动电机的运动，同时，电机运动状态回传给控制控制模块，控制模块同时将精确控制指令和电机状态上传到网络计算机，通过网络传输到远程网络计算机，精确控制指令用以控制远程电机，而电机运动状态则得以让控制模块知道该模块所控制的电机的运动状态。结合电机运动状态和按键或者其他所设定的输入信息，控制模块得以发出精确的控制指令来精确操作电机的运动。在本地控制模式中，控制模块发出电机驱动指令，直接传送到所连接的电机驱动模块中，直接驱动本地电机的运动，电机再将运动状态回传给控制模块，结合电机运动状态和按键或者其他所设定的输入信息，控制模块得以精确控制电机的运动。

计算机与控制模块通过USB接口连接，另有通过计算机USB取电并供给控制模块的电源模块。电源模块由电池或者网络计算机的USB线供电，提供给电机驱动模块，并且通过电源转换芯片，转换为控制模块所需要的电压。

电机驱动模块通过连接接口和直流有刷电机直接相连，根据控制模块发出的信号控制电机的正反转和电机的转动速度。电机驱动模块也可以是直流有刷电机、或是步进电机、或是无刷电机的驱动模块，改变控制信号来改变不同电机的运作。

计算机就是连接在因特网上的普通计算机，计算机运行免费的即时网络通信工具，如：QQ，MSN，ICQ，Yahoo message，Sina UC中的一种或者几种，这些即时网络通信工具通过服务器，实现以点对点的连接。USB线不仅仅给系统提供电源，网络计算机和控制模块之间的数据传输也是通过USB线实现，也可以采取无线数据传输。控制模块所发出或者接受到的所有指令或者状态信息，均通过即时网络通信工具的会话窗口以聊天消息的方式在两台网络计算机之间传递。

本实用新型的优越功效在于：

1)通过即时网络通信工具实现本地控制或远程控制电机的动作；

2)实现低成本和便捷的网络电机运动精确控制；

3)本控制模块的芯片是一个运算速度高达60MHz的精简指令集8051控制器，具有良好的系统扩展能力，增加电机驱动模块可扩展为多电机控制系统；改变电机驱动模块可控制不同类型的电机。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型电源模块电路图；

图3为本实用新型电机驱动模块电路图；

图4为本实用新型控制按键电路图；

图5为本实用新型控制模块电路图；

图中标号说明

1-即时通信工具；        2-计算机；

3-控制模块；            4-电源模块；

5-电机驱动模块；        6-电机。

具体实施方式

请参阅附图所示，对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，本实用新型提供了一种远程网络自动控制电机装置，在远程两地，通过计算机2和因特网通讯，计算机2与控制模块连接3，控制模块3与电机驱动模块5连接，电机驱动模块5连接电机6，远程两地相互控制对方的电机6运作。

所述的控制模块3是一微处理控制器，其接收计算机从网上发来的指令，经译码后传输给电机驱动模块5，驱动电机6动作。

控制模块3接受从网络上发送回来的远程电机的运动状态，结合按键的输入状态，发送精确的控制指令到远程控制模块从而精确控制电机的运动。

控制模块3具有脉冲调制电路，根据计算机从网上发来的指令，改变输出脉冲宽度，从而改变电机6的转速，并根据网上发来的指令，改变电机6的正、反转向。

如图4所示，所述的控制模块3设置有多个按键，包括：本地控制键、远程控制键、电机转速控制键、电机转向控制键以及手动/自动控制键。

由控制模块3上的控制键，实现：

1)本地/远程控制电机；

2)远程控制状态下，按手动控制或按预设指令自动控制远程电机；

3)本地控制状态下，按手动控制或按预设指令自动控制本地电机；

4)自动控制状态下，通过网上，按预设指令控制电机动作。

控制模块3的工作方式分为网络远程控制模式和本地控制模式。在网络远程控制模式中，本地控制模块3接受网络传送过来的精确控制指令和远程的电机运动状态，精确控制指令经译码后成电机驱动指令，直接送到所连接的本地电机驱动模块5中，驱动本地电机6的运动，同时结合远程电机运动状态和本地按键或者其他设定的输入，将控制模块3用于控制远程电机6的精确控制指令和本地电机6的运动状态上传到网络计算机2，通过网络传输到远程网络计算机1，从而去精确控制远程电机6。在本地控制模式中，控制模块3将结合按键输入和当前电机运动状态，直接发送精确控制命令到所连接的电机驱动模块5中，直接驱动本地电机6的运动。

计算机2与控制模块3通过USB接口连接，另有通过计算机2的USB线取电并供给控制模块3的电源模块4。电源模块4由电池或者网络计算机2的USB线供电，提供给电机驱动模块5，并且通过电源转换芯片，转换为控制模块3所需要的电压。如图2所示，本实用新型采用电池供电，也可以直接从与计算机2相连的USB线通过mini USB接口J1取电，同时将电压通过U3转换为控制模块3所需要的电压，当U3开始工作时，指示灯D5将被点亮。

电机驱动模块5通过连接接口和直流有刷电机6直接相连，根据控制模块3发出的信号控制电机6的正反转和电机6的转动速度。电机驱动模块3也可以是直流有刷电机、或是步进电机、或是无刷电机的驱动模块，改变控制信号来改变不同电机的运作。如图3所示，在电机驱动模块5中，CTL1信号控制其中一个电机6的转动方向，而PWM1控制其驱动的占空比，从而控制该电机6的速度。由于另外一个电机6仅仅实现速度的调节，因此只需要一个PWMO信号来控制电机6的转动速度。电机6通过插座P4直接和控制模块3相连，增加电机驱动模块5可扩展到多电机控制。

如图5所示，U1芯片FS7805B是控制模块3的核心，它的内核是一个运算速度高达60MHz的精简指令集8051控制器，并且内嵌安全加密模组的USB2.0控制器，众多的GPIO资源可实现多信号的采集以及输出，具有良好的系统扩展能力。U2是装载单片机程序的EPROM，U4是用来记录控制器的编号，每个控制器都具有唯一的编号，在因特网中，可以根据该编号识别每一个控制器。TP1，TP2，TP3，TP4，分别输入两个电机的数字化电机运动状态(速度/方向)信息，TP5，TP6，TP7，TP8分别指示两个电机状态改变信息。当相应的速度/方向状态发生变化时，输出高电平。指示灯D89用以指示是处于本地控制还是远程网络控制模式，芯片U1的输入/输出脚预留了很多芯片管脚。

如图4所示，K1、K2、K3、K4、K5、K6是控制模块3上的控制键。其中：K1、K2是其中电机之一的速度加减控制按键，K3、K4是另外一个电机的速度加减控制按键，K5用以控制电机6的正反转，K6是手动/自动模式选择控制按键。在K6控制的手动模式下，电机6的运动将由K1、K2、K3、K4、K5来手动控制；而在自动模式下，电机6的运动将按照预先设定的模式自动运转。SW1是电源开关，SW2是模式切换按键，它决定是控制本地电机6还是控制远程电机6。在正常工作中，作为速度调节的K1、K2、K3、K4的按键信号被芯片U1采集到，U1然后结合电机的转动速度状态决定输出PWM信号的占空比，通过占空比来调整电机的转动速度。占空比为1是电机6全速转动，占空比为0则是电机不是停止转动。同时，U1采集到K5按键信号，结合电机的当前转动方向，根据按键的高低电平改变电机的转动方向。在由SW2决定的本地控制模式下，速度和方向按键结合当前本地电机6的运动状态，直接输出控制命令到本地的电机驱动模块5。而在远程网络控制模式下，远程电机6的运动状态发送给与之直接相连的远程控制模块3，远程控制模块3再通过采用USB与之直接相连的远程网络计算机2以指令形式通过即时通信工具1在对话窗口中以聊天消息的方式，发送到本地网络计算机2的即时通信工具1的对话窗口中，然后本地网络计算机2提取对话窗口中的信息，经过USB直接下传到与之直接相连的本地控制模块3中，本地控制模块3结合经过网络传回来的远程电机6的运动状态，再根据输入的按键状态信息，将精确的控制指令通过USB上传到与之相连的本地网络计算机2，本地网络计算机2通过即时通信工具1在对话窗口中以聊天消息的方式，将精确的控制指令以聊天消息的方式，发送到远程网络计算机2的即时通信工具1的对话窗口中，然后远程网络计算机2提取对话窗口中的指令信息，经过USB直接下传导与之直接相连的远程控制模块3种，远程控制模块3将精确控制指令转成电机控制信号，直接传递给远程电机驱动模块5，通过该控制环路从而实现对远程电机6的精确控制。如，在远程网络控制模式中，假设远程电机6的速度为3，远程电机6的速度方向等信息，首先由远程控制模块3通过USB线上传到远程网络计算机2，然后通过即时通信工具1将该信息经由网络传送到本地计算机2，本地计算机2再将该信息直接下传到本地控制模块3，如果此时本地控制模块3检测到速度增加按键动作，那么本地控制模块3将根据远程电机的当前速度3，发出速度速度4的指令E8051D一0:1:520，本地控制模块3通过USB线将该指令上传到与之相连的网络计算机2，经由该网络计算机2的即时通信工具1会话窗口，将该指令发送到远程网络计算机2中的即时通信工具1的会话窗口中，远程网络计算机2通过USB线将接收到的E8051D-0:1:520指令下传到与之相连的远程控制模块3，远程控制模块3接受到之后，经过查找、比对，直接经过PWM1信号命令远程电机驱动模块5直接控制远程电机6改变到速度4上，从而实现通过远程网络实现电机的精确控制。

Claims (6)

1、一种远程网络自动控制电机装置，其特征在于：

在远程两地，通过计算机和因特网通讯，计算机与控制模块连接，控制模块与电机驱动模块连接，电机驱动模块连接电机，远程两地相互控制对方的电机运作。

2、按权利要求1所述的一种远程网络自动控制电机装置，其特征在于：

所述的控制模块是一微处理控制器，其接收计算机从网上发来的指令，经译码后传输给电机驱动模块，驱动电机动作。

3、按权利要求2所述的一种远程网络自动控制电机装置，其特征在于：

本地控制模块根据由网络传过来的远程电机的运动状态，结合本地控制模块输入的运动指令决定电机的精确运动指令，并且将该指令经过网络传送到远程控制模块，从而来远程驱动电机，改变远程电机的正、反转向及速度。

4、按权利要求2所述的一种远程网络自动控制电机装置，其特征在于：

所述的控制模块设置有多个按键以及指示灯，包括：本地控制键、远程控制键、电机转速控制键、电机转向控制键以及手动/自动控制键，电源指示灯，远程/本地模式指示灯，以及电机的状态指示。

5、按权利要求4所述的一种远程网络自动控制电机装置，其特征在于：

由控制模块上的控制键，实现：

1)本地/远程控制电机；

2)远程控制状态下，按手动控制或按预设指令自动控制远程电机；

3)本地控制状态下，按手动控制或按预设指令自动控制本地电机；

4)自动控制状态下，通过网上，按预设指令控制电机动作。

6、按权利要求1所述的一种远程网络自动控制电机装置，其特征在于：

计算机与控制模块通过USB、eSATA、1394、Zigbee或者其他的无线通信协议接口连接，另有通过计算机的USB线取电并供给控制模块的电源模块。

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