CN218120120U - 一种基于myRIO加湿器的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种加湿器技术领域的一种基于myRIO加湿器的控制系统，旨在解决现有技术中加湿器功能单一缺乏人性化等问题。其包括分别与主控制器连接的电机驱动电路、障碍物检测电路、温/湿度传感器、水位传感器、热释电传感器和超声波雾化器，所述主控制器在电机驱动电路的运行及障碍物检测电路、温/湿度传感器、水位传感器、热释电传感器和超声波雾化器配合下，实现所述加湿器在室内行走加湿功能；本实用新型适用于干燥地区家庭，能够保证加湿过程的人为工作量，提升加湿器的智能化和安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于myRIO加湿器的控制系统，属于加湿器技术领域。
背景技术
随着社会的发展和人民生活水平的不断提高，人们对生活品质和健康的要求越来越高。加湿器逐渐走进了普通家庭中，特别成为干燥地区家庭必不可少的一种日用家电产品。加湿器能有效调节室内湿度，滋润干燥空气，提高人体舒适度的功能，但是，目前市场上的加湿器多数是需要手动开启和关闭，只提供相对简单的雾量调节，和利用简单的控制电路实现恒湿，其功能比较单一，不能对室内温度、湿度进行检测，在使用的过程中容易过度加湿和干烧，不仅不能保证室内空气质量，还会造成负面影响，存在安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于myRIO加湿器的控制系统，能够通过加湿器内的各模块配合人性化调节室内湿度，滋润干燥空气，减少人为干预，提升加湿器的智能化。
为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：
本实用新型提供了一种基于myRIO加湿器的控制系统，包括：
主控制器，至少配置有第一信号输入端、第二信号输入端、第三信号输入端、第四信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端；
电机驱动电路，与所述主控制器的第一信号输出端连接，同时与所述加湿器传动连接，用于在主控制器的控制下驱动所述加湿器行进；
障碍物检测电路，与所述加湿器同步行进，用于检测加湿器周边障碍物，将检测信号输至所述主控制器的第一信号输入端；
温湿度传感器，与所述主控制器的第二信号输入端连接，用于采集所述加湿器服务区间的温度和湿度信号，并输出至所述主控制器的第二信号输入端；
水位传感器，设置于所述加湿器的水箱中，用于检测所述水箱内的水位并输出至所述主控制器的第三信号输入端；
热释电传感器，与所述主控制器的第四信号输入端连接，用于对所述加湿器服务区间进行人员探测，在检测到人员时，将电荷释放至所述主控制器的第四信号输入端；
超声波雾化器，设于所述加湿器的水箱中，与所述主控制器的第二信号输出端连接，在主控制器的控制下通过超声波使所述加湿器的水箱中的水雾化。
进一步的，还包括报警模块；所述报警模块与所述主控制器连接，所述水位传感器检测到水箱内的水位低于设定值时的信号传递于所述主控制器，所述主控制器控制所述报警模块发出警示。
进一步的，所述主控制器为myRIO主控制器。
进一步的，还包括终端设备，所述终端设备与所述myRIO主控制器通过无线传输模块连接。
进一步的，与所述终端设备连接的所述无线传输模块包括外置的无线路由器或所述myRIO主控制器的自带热点。
进一步的，所述终端设备为手机或者电脑。
进一步的，所述加湿器的工作模式包括自动避障模式和手动模式；所述主控制器与转换开关相连，所述终端设备控制所述主控制器对所述转换开关进行调控，实现自动避障模式或手动模式的相互更换。
进一步的，所述障碍物检测电路包括红外传感器和超声波传感器。
与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：
本实用新型提供了一种基于myRIO加湿器的控制系统，主控制器和电机驱动电路、障碍物检测电路、温湿度传感器、水位传感器、热释电传感器、超声波雾化器连接，能够实现加湿器自主模式下自我控制运行，减少人为对加湿器过度操作；热热释电传感器感应室内有人传递给主控制器，主控制器通过电机驱动电路促使加湿器自主运行，保证室内的湿度的均匀，提升加湿器的人性化服务；湿度传感器实时监测室内湿度传至给主控制器判断是否低于设定湿值能够保证加湿器合理加湿；湿度传感器将检测的温度显示，利于观察；水位传感器检测加湿器内的水位值传至主控制器判断是否低于设定水位值，能够避免水位低的情况下运行加湿器产生的安全问题及加湿器使用寿命减少问题等。
采用NI myRIO主控制器，使得终端设备和NI myRIO主控制器通过无线传输模块连接，采用外置的无线路由器或者myRIO主控制器的自带热点两种任一种无线传输模块，保证用户远程操控终端设备对加湿器进行控制。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种基于myRIO加湿器的控制系统的示意图；
图2为自动模式和遥控模式的操作流程图；
图3为温湿度测量模块的操作流程图；
图4为水位检测模块的操作流程图；
图5为图1的工作原理图；
图6为myRIO主控制器电路原理图；
图7为电机驱动电路原理图；
图8为障碍物检测电路原理图；
图9为温湿度传感器的电路原理图；
图10为电源电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
参见图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型提供了一种基于myRIO加湿器的控制系统，包括主控制器、电机驱动电路、障碍物检测电路、温度传感器、湿度传感器、水位传感器、热释电传感器和超声波雾化器。主控制器上至少配重有第一信号输入端、第二信号输入端、第三信号输入端、第四信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端。
主控制器的第一信号输出端和电机驱动电路连接，电机驱动电路与加湿器传动连接。主控制器控制电机驱动电路使得加湿器能够在加湿器内部设定好的室内区域运行。
运行过程中，与加湿器同步进行工作的障碍物检测电路，能够检测运行过程中所遇见的周边障碍物，并将检测信号输送给主控制器。主控制器接收到障碍物检测电路传输的信号后，通过对电机驱动电路的控制，使得加湿器在设定的区域内安全运行，防止和障碍物发生碰撞。
运行过程中，加湿器内部的温度传感器、湿度传感器分别对室内的温度和湿度进行监测。主控制器的第二信号输入端包括温度信号接入端和湿度信号接入端。温度传感器接入第二信号输入端的温度信号接入端，湿度传感器接入第二信号输入端的湿度信号接入端。温度传感器、湿度传感器采集加湿器服务区间的温度和湿度信号，将该温度信号和湿度信号分别通过温度信号接入端、湿度信号接入端传到主控制器内。
加湿器内设置有水箱，水位传感器安装于该水箱中，将检测数出水箱水位的信号输出传送到主控制器的第三信号输入端。加湿器上设置的热释传感器与主控制器的第四信号输入端连接，热释传感器能够对加湿器服务区间的人员进行探测，检测到该服务区间内有人员活动，热释传感器将电荷释放到主控制器的第四信号输入端，使得主控制器获取热释传感器检测的信号。
超声波雾化器装配在加湿器的水箱内。超声波雾化器通过主控制器的第二信号输出端连接。主主控制器控制通过超声波的作用使得加湿器的水箱中的水雾化，进行加湿。
可选的，在加湿器内还设置有报警模块，报警模块和主控制器连接。当水位传感器检测到水箱内的水位低于加湿器的水位设定值信号传到主控制器内，主控制器控制报警模块发出警示，提醒室内服务区内的人员给加湿器加水。报警模块包括报警铃和提示灯。报警铃和提示灯分别与主控制器连接，水位低于设定水位值时，主控制器控制报警铃响起，伴随提示灯闪烁。
可选的，主控器选择myRIO主控制器，通过终端设备作用。NI myRIO-1900是美国国家仪器有限公司（National Instruments,简称NI）推出的一款嵌入式系统开发平台。开发时利用双核ARM Cortex－A9的实时性能以及Xilinx FPGA可定制化I/O来实现功能。其共有88个引脚，其中有66个可重配置引脚，可满足整个工程的控制需求。按照图6、图7、图8、图9及图10的电路原理图对应分别将电机驱动电路、障碍物检测电路、温度传感器、湿度传感器、水位传感器、热释电传感器和超声波雾化器的电路一一与myRIO主控制器的电路对接装配。
加湿器上的myRIO主控制器和终端设备之间通过无线传输模块连接。myRIO主控制器的使用手册，对终端设备进行设置使得NI myRIO主控制器内的WiFi热点匹配连接。连接到NI myRIO主控制器内的WiFi热点，将加湿器全局变量实现数据实时上传到终端设备中。终端设备内还包括管理服务器，管理服务器将NI myRIO主控制器接收到的实时数据进行上传、存储及分析，可使得出现异常数据能够及时发出报警。
无线传输模块可选用外置的无线路由器，或者是myRIO主控制器的自带热点。终端设备可选用手机或者电脑。选用myRIO主控制器的自带热点时，终端电脑可以连接到myRIO主控制器的无线IP上，在装有无线网卡的上位机中，直接通过无线网络连接功能，与myRIO无线网络进行连接。或者通过外置的无线路由器进行配置，实现与终端设备的wifi连接。
加湿器的工作模式含有自动避障模式和手动模式，主控制器上连接有转换开关。当使用自动避障模式或者手动模式时，终端设备控制主控制器驱动转换开关，调控加湿器使其进行自动避障模式或者手动模式工作。障碍物检测电路包括红外传感器和超声波传感器，能够提升检测障碍物的精确度。终端设备远程操控加湿器分为两种模式，一种是操控加湿器进行自主运行模式，另一种是操控加湿器进行强制控制模式（强制模式是加湿器不具备自主运行的能力模式，完全由用户控制加湿器启动加湿或者关闭加湿）。终端设备可选择平板电脑或者手机对NI myRIO主控制器进行操控，从而控制加湿器运行。
工作时，NI myRIO主控制器控制电机驱动电路，驱动所述加湿器运行，障碍物检测电路将检测的障碍信号传递给NI myRIO主控制器，使得NI myRIO主控制器控制电机驱动电路驱动加湿器避障；加湿器内设定有自动避障模式，加湿器在指定的区域内，根据设定好的位置，通过电机驱动电路的红外传感器及超声波传感器检测，传至给NI myRIO主控制器完成该区域内的自动避障功能。加湿器在固定室内区域内，热释电传感器进行检测，感应到有人在室内活动，热释电传感器将这一信号传达到NI myRIO主控制器，NI myRIO主控制器调取温湿度传感器的温和湿度值和水位监测模块检测的水位值。温度值显示为室内温度，便于人们监控室内温度。当湿度值小于设定湿度值，水位值大于设定水位值时，NI myRIO主控制器控制超声波雾化器进行雾化。雾化的过程中，加湿器在电机驱动电路的作用下，在设定的室内区域内运行加湿。当温湿度值大于设定温湿度值时，加湿器停止加湿工作。
或者当水位值小于设定水位值时，NI myRIO主控制器控制报警模块进行加水提醒，等到人为添水成功后，再进行工作。如图2所示，当加湿器在自动模式下，根据自动模式的工作流程以及加湿器的控制系统内各个模块相互作用，配合完成加湿作用；当加湿器在人为干预的手动模式情况下，人为控制加湿器的电机驱动电路驱动加湿器运动，以及在终端设备上接收温湿度传感器接收采集的温、湿度采集值，可以强制控制模式驱动加湿器进行加湿，或者控制加湿器进行自动模式，使得加湿器自主操作。
结合图3 中温湿度传感器的工作流程，将检测出的湿度值传达至NI myRIO主控制器，NI myRIO主控制器将接受到检测出的湿度值和内部设定湿度值进行比对小于设定湿度值。同时，如图4中水位监测模块的工作流程，对加湿器的水位信息进行读取，水位高于设定水位值，则NI myRIO主控制器会主动驱动超声波雾化器进行雾化加湿；水位低于设定水位值，则NI myRIO主控制器会通过报警模块进行缺水警告的提示。
待机状态下的加湿器，当检测到有人进入加湿器区域时，加湿器自主启动温湿度传感器监测房间的温、湿度，当湿度低于设定的舒适湿度值时，加湿器自动检测水箱水位高度，如果水箱水位低于设定值，则发出提示音提示加水，等水位加到高于设定值后，加湿器自动启动喷雾进行加湿，当湿度值高于或等于设定值后，加湿器自动关闭喷雾。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于myRIO加湿器的控制系统，其特征在于，包括：
主控制器，至少配置有第一信号输入端、第二信号输入端、第三信号输入端、第四信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端；
电机驱动电路，与所述主控制器的第一信号输出端连接，同时与所述加湿器传动连接，用于在主控制器的控制下驱动所述加湿器行进；
障碍物检测电路，与所述加湿器同步行进，用于检测加湿器周边障碍物，将检测信号输至所述主控制器的第一信号输入端；
温湿度传感器，与所述主控制器的第二信号输入端连接，用于采集所述加湿器服务区间的温度和湿度信号，并输出至所述主控制器的第二信号输入端；
水位传感器，设置于所述加湿器的水箱中，用于检测所述水箱内的水位并输出至所述主控制器的第三信号输入端；
热释电传感器，与所述主控制器的第四信号输入端连接，用于对所述加湿器服务区间进行人员探测，在检测到人员时，将电荷释放至所述主控制器的第四信号输入端；
超声波雾化器，设于所述加湿器的水箱中，与所述主控制器的第二信号输出端连接，在主控制器的控制下通过超声波使所述加湿器的水箱中的水雾化。
2.根据权利要求1所述的一种基于myRIO加湿器的控制系统，其特征在于，还包括报警模块；所述报警模块与所述主控制器连接，所述水位传感器检测到水箱内的水位低于设定值时的信号传递于所述主控制器，所述主控制器控制所述报警模块发出警示。
3.根据权利要求1所述的一种基于myRIO加湿器的控制系统，其特征在于，所述主控制器为myRIO主控制器。
4.根据权利要求3所述的一种基于myRIO加湿器的控制系统，其特征在于，还包括终端设备，所述终端设备与所述myRIO主控制器通过无线传输模块连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于myRIO加湿器的控制系统，其特征在于，与所述终端设备连接的所述无线传输模块包括外置的无线路由器或所述myRIO主控制器的自带热点。
6.根据权利要求5所述的一种基于myRIO加湿器的控制系统，其特征在于，所述终端设备为手机或者电脑。
7.根据权利要求4所述的一种基于myRIO加湿器的控制系统，其特征在于，所述加湿器的工作模式包括自动避障模式和手动模式；所述主控制器与转换开关相连，所述终端设备控制所述主控制器对所述转换开关进行调控，实现自动避障模式或手动模式的相互更换。
8.根据权利要求7所述的一种基于myRIO加湿器的控制系统，其特征在于，所述障碍物检测电路包括红外传感器和超声波传感器。
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