本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種伺服電機(jī)無線視頻控制裝置，攝像頭模塊采集電機(jī)運(yùn)行情況的視頻信號，由無線視頻發(fā)送模塊送出，上位機(jī)中的無線視頻接收模塊接收視頻信號通過AV/USB接口傳遞給PC機(jī)，PC機(jī)采集視頻信號并在視頻窗口顯示，PC機(jī)輸出電機(jī)控制指令，再由無線發(fā)送模塊發(fā)射，執(zhí)行機(jī)的控制信號無線接收模塊接收控制指令，控制指令經(jīng)ARM控制器處理后在LCD上面顯示，并通過RS-232串口發(fā)送到伺服驅(qū)動器，驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)了有障礙100米無線視頻遙控伺服電機(jī)的功能。操作人員可遠(yuǎn)離工作現(xiàn)場，通過我們自行開發(fā)的上位機(jī)監(jiān)控軟件，即可觀察工作現(xiàn)場伺服電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行視頻，又可輸入指令控制電機(jī)的啟停和運(yùn)行速度。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及ー種機(jī)械運(yùn)動控制技木，特別涉及一種伺服電機(jī)無線視頻控制裝置。
技術(shù)介紹
伺服電機(jī)具有精度高、噪聲低、高速性能好的特點(diǎn)，在精密醫(yī)療器械，硅晶片傳輸機(jī)器人和激光加工等精密機(jī)械運(yùn)動控制領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。在上述場合下，為了確保精密機(jī)械運(yùn)動控制的精度要求，一般不希望操作人員頻繁地在現(xiàn)場進(jìn)行電機(jī)的啟停，轉(zhuǎn)速調(diào)整等操作，為此有必要研制一種針對伺服電機(jī)的無線視頻監(jiān)控方法和裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
·本技術(shù)是針對高精度伺服電機(jī)需要無線監(jiān)控更發(fā)揮其優(yōu)勢的問題，提出了一種伺服電機(jī)無線視頻控制裝置，利用PC機(jī)、ARM、無線射頻、視頻獲取和伺服驅(qū)動等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了有障礙100米無線視頻遙控伺服電機(jī)的功能。本技術(shù)的技術(shù)方案為ー種伺服電機(jī)無線視頻控制裝置，包括執(zhí)行機(jī)和上位機(jī)，執(zhí)行機(jī)包括ARM控制器，無線視頻發(fā)送模塊，控制信號無線接收模塊和直流伺服電機(jī)驅(qū)動器，上位機(jī)包括PC機(jī)，無線視頻接收模塊，控制信號無線發(fā)送模塊，AV/USB接ロ，攝像頭模塊采集電機(jī)運(yùn)行情況的視頻信號，由無線視頻發(fā)送模塊送出，上位機(jī)中的無線視頻接收模塊接收視頻信號通過AV/USB接ロ傳遞給PC機(jī)，PC機(jī)采集視頻信號并在視頻窗ロ顯示，實(shí)時監(jiān)視遠(yuǎn)程電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，PC機(jī)輸出電機(jī)控制指令，再由無線發(fā)送模塊發(fā)射，執(zhí)行機(jī)的控制信號無線接收模塊接收控制指令，控制指令經(jīng)ARM控制器處理后在LCD上面顯示，并通過RS-232串ロ發(fā)送到伺服驅(qū)動器，驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行。所述攝像頭模塊中攝像頭選用夜視功能的攝像頭；無線視頻發(fā)送/接收模塊選用I. 2GHZ頻段700mW無線視頻傳輸模塊；控制指令無線發(fā)送/接收模塊選用2. 4GHz頻段IOOmff功率的NRF24L01+無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。所述AV/USB接ロ將接收到的AV視頻信號轉(zhuǎn)化為USB格式，選用型號EasyCAPOOI。本技術(shù)的有益效果在于本技術(shù)伺服電機(jī)無線視頻控制裝置，實(shí)現(xiàn)了有障礙100米無線視頻遙控伺服電機(jī)的功能。操作人員可遠(yuǎn)離工作現(xiàn)場，通過我們自行開發(fā)的上位機(jī)監(jiān)控軟件，即可觀察工作現(xiàn)場伺服電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行視頻，又可輸入指令控制電機(jī)的啟停和運(yùn)行速度。附圖說明圖I為本技術(shù)伺服電機(jī)無線視頻控制裝置中執(zhí)行機(jī)結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本技術(shù)伺服電機(jī)無線視頻控制裝置中上位機(jī)結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本技術(shù)伺服電機(jī)無線視頻控制裝置中控制器上位機(jī)程序流程圖；圖4為本技術(shù)伺服電機(jī)無線視頻控制裝置中執(zhí)行機(jī)程序流程圖。具體實(shí)施方式無線攝像頭具有紅外夜視功能，便于夜間監(jiān)控。選用I. 2GHz的無線視頻傳輸模塊，具有較好的穿透力，抗干擾能力強(qiáng)。選用ARM公司新一代32位CorteX-M3處理器作為控制器，具有處理速度快，性價比高的特點(diǎn)。操作人員可遠(yuǎn)離工作現(xiàn)場，通過我們自行開發(fā)的上位機(jī)控制軟件，即可觀察工作現(xiàn)場伺服電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行視頻，又可輸入指令控制電機(jī)的啟停和運(yùn)行速度。利用PC機(jī)、ARM、無線射頻、視頻獲取和伺服驅(qū)動等技木，實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)運(yùn)動遠(yuǎn)程無線視頻觀察和控制。下面分硬件設(shè)計，軟件設(shè)計和操作步驟，實(shí)驗(yàn)效果四部分進(jìn)行說明。執(zhí)行機(jī)硬件包括ARM控制器5，無線視頻發(fā)送模塊1，控制信號無線接收模塊3和直流伺服電機(jī)驅(qū)動器6，如圖I所示。其中，攝像頭模塊I采集電機(jī)運(yùn)行情況的視頻信號，由無線視頻發(fā)送模塊2送出。無線數(shù)據(jù)接收模塊3接收到上位機(jī)發(fā)過來的控制命令信號，經(jīng)ARM控制器5處理后在IXD4上面顯示，并通過RS-232串ロ發(fā)送到伺服驅(qū)動器6，實(shí)現(xiàn)對伺服電機(jī)7的遠(yuǎn)程控制。 上位機(jī)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，上位機(jī)硬件則包括PC機(jī)10，無線視頻接收模塊8，控制信號無線發(fā)送模塊11，AV/USB接ロ 9。其中，無線視頻接收模塊8把接收到的視頻信號通過AV/USB接ロ 9傳遞給PC機(jī)，利用Visual Basic中的視頻控件采集視頻信號并在視頻窗ロ顯示，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)7的遠(yuǎn)程監(jiān)視。在控制窗ロ輸入電機(jī)控制指令，再由無線發(fā)送模塊11發(fā)射出去。所用到的硬件選型原則概述如下(I)攝像頭選用100萬像素IOm夜視功能攝像頭。對工作現(xiàn)場光源無特殊要求。(2)無線視頻發(fā)送/接收模塊選用I. 2GHZ頻段700mW無線視頻傳輸模塊它不會和2. 4GHz控制信號互相干擾，而且它的繞射性比較強(qiáng)，共15個頻道可以選擇，信噪比高達(dá)48db。空曠地帶最遠(yuǎn)可達(dá)到2000m，可穿透一堵實(shí)體墻傳輸200m。(3)控制指令無線發(fā)送/接收模塊選用2. 4GHz頻段IOOmW功率的NRF24L01+無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，空曠地帶最多可傳輸1100m。它帶射頻開關(guān)、帶通濾波器、全雙向射頻功放功能諧波干擾小，支持125個射頻通道，功耗低。(4)直流伺服電機(jī)選用日本安川YASKAWA 1000線直流伺服電機(jī)。運(yùn)動精度高。本技術(shù)同樣支持交流伺服電機(jī)的控制。(5)直流伺服驅(qū)動器選用的XH-DCC8005直流伺服驅(qū)動器。通過對光電編碼器輸出的脈沖信號進(jìn)行4倍頻，使得電機(jī)的運(yùn)動控制分辨率達(dá)到O. 09°。(6)AV/USB接ロ 將接收到的AV視頻信號轉(zhuǎn)化為USB格式，方便PC機(jī)進(jìn)行視頻采集。由于本技術(shù)只有一路視頻信號，所以選用穩(wěn)定性較高采集速度較快的EasyCAPOOl，最大顯示和錄制速度為PAL制式25幀，NTSC制式30幀，滿足使用要求。(7)開關(guān)電源此電源主要是給下位機(jī)控制器、伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)供電，選用朗特寧T-50D 5V3A、12V1A、24V1A三路輸出開關(guān)電源，其中5V給ARM控制器供電，24V給驅(qū)動器供電，這款產(chǎn)品額定功率為50W，如果有負(fù)載的話可以選用更大的功率的開關(guān)電源。軟件設(shè)計主要包括視頻監(jiān)控程序，控制器上位機(jī)程序和執(zhí)行機(jī)程序。視頻監(jiān)控程序主要包含兩個部分視頻顯示部分和為串ロ通信部分。第一部分采用ezdivcap控件,該控件是ー個基于Microsoft的DirectShow技術(shù)開發(fā)的音視頻信號捕捉ActiveX控件。它基于DirectShow過濾器組件技術(shù)設(shè)計,采用完整的ActiveX封裝,可用于多種軟件開發(fā)平臺，全面支持1394、USB熱拔插數(shù)字視頻捕捉設(shè)備。第二部分采用MSComm串ロ通信控件。控制器上位機(jī)流程圖如圖3所示，主要包括各應(yīng)用模塊 初始化，串口中斷等程序模塊。其中最重要的是串口中斷程序、SPI函數(shù)、NRF24L01驅(qū)動程序。因?yàn)镹RF24L01的數(shù)據(jù)傳輸是以SPI方式的，所以首先必須對STM32的SPI進(jìn)行配置，并編寫發(fā)送和接收函數(shù)。NRF24L01驅(qū)動程序包括24L01的初始化、檢測24L01是否存在、發(fā)送接收模式配置、數(shù)據(jù)包大小、發(fā)送和接受地址、數(shù)據(jù)發(fā)送和接收函數(shù)等。其中比較重要的就是發(fā)送和接收地址的定義，因?yàn)樗鼤绊懙桨l(fā)送和接收是否成功const u8 TX_ADDRESS = {0x34, 0x43, 0x10, 0x10, 0x01} ; //發(fā)送地址const u8 RX_ADDRESS = {0x34, 0x43, 0x10, 0x10, 0x01} ; //接收地址串口中斷程序首先需要定義ー個64字節(jié)的接收緩沖數(shù)組USART_RX_BUF和接受狀態(tài)協(xié)議——接收狀態(tài)標(biāo)識USART_RX_STA，其中第7位為接受完成標(biāo)志位，第0_5位為接受到的數(shù)據(jù)個數(shù)，其中毎次傳遞的數(shù)據(jù)以特殊字符“？ ”為結(jié)束標(biāo)志，每條指令以字符“；”為結(jié)束符。毎次接收到的數(shù)據(jù)最本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種伺服電機(jī)無線視頻控制裝置，其特征在于，包括執(zhí)行機(jī)和上位機(jī)，執(zhí)行機(jī)包括ARM控制器，無線視頻發(fā)送模塊，控制信號無線接收模塊和直流伺服電機(jī)驅(qū)動器，上位機(jī)包括PC機(jī)，無線視頻接收模塊，控制信號無線發(fā)送模塊，AV/USB接口，攝像頭模塊采集電機(jī)運(yùn)行情況的視頻信號，由無線視頻發(fā)送模塊送出，上位機(jī)中的無線視頻接收模塊接收視頻信號通過AV/USB接口傳遞給PC機(jī)，PC機(jī)采集視頻信號并在視頻窗口顯示，PC機(jī)輸出電機(jī)控制指令，再由無線發(fā)送模塊發(fā)射，執(zhí)行機(jī)的控制信號無線接收模塊接收控制指令，控制指令經(jīng)ARM控制器處理后在LCD上面顯示，并通過RS？232串口發(fā)送到伺服驅(qū)動器，驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：任強(qiáng)，周升良，孫玉國，
申請(專利權(quán))人：上海理工大學(xué)，
類型：實(shí)用新型
國別省市：
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