一種基于arm的多維矩陣控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于ARM的多維矩陣控制系統，具體地說是一種能夠通過上位機實時或脫機控制多維矩陣目標按照程序設定思路同時協調運作的控制系統。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發展，人類已經步入了體驗經濟時代，在這個時代，信息的創造、加工、展示都已經成為了重要的產業。研宄信息的展示已經成了一個熱門領域。傳統的信息展示以平面的信息展示為主。人類可以依靠視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺來感知信息，而這其中，又以視覺接觸處理的信息量最大，所能呈現的效果最佳。
[0003]在目前的信息呈現技術中，3D影像技術已經能夠能夠呈現部分3D效果。如何通過多維矩陣控制系統在多維空間內呈現3D效果是本實用新型的主要目的。
【發明內容】
[0004]為了解決在多維空間內信息展示的問題，本實用新型的目的是提供一種基于ARM的多維矩陣控制系統方案，采用該系統能夠在多維空間里呈現3D效果展示，控制系統的靈活組合，能夠適應不同的空間，體現不同的效果。
[0005]本實用新型的目的通過以下技術方案實現:
[0006]一種基于ARM的多維矩陣控制系統，其特征在于:該系統包括安裝于服務器電腦上的上位機控制系統；連接上位機與下位機的CAN總線網絡；安裝于空間頂端或側面位置的矩陣平臺；下位機多路多維矩陣控制器位于矩陣平臺的兩端區域，多維矩陣控制器由ARM核心電路、電源電路、PWM調制電路、信號采集電路、大電流驅動電路、信號傳輸電路等組成；多維控制點陣位于矩陣平臺的中間位置，多維控制點陣由單點控制排列組成，單點控制模塊包括動力部件、鈑金支撐部件、制動部件、引導部件、懸掛部件、呈現部件組成；上位機位于服務器電腦中，通過連接上位機與下位機的CAN總線網絡(2)，對單點控制模塊(32)實現單獨和總體控制。
[0007]本實用新型中，上位機控制系統設置有信息效果調試模塊、單點測試模塊、通信測試模塊、特別冗余處理模塊、啟停模塊。上位機控制系統包含多級賬戶設置，包括開發級、管理員級、操作級賬戶設置。開發級包括動畫效果設計制作、發布、修改功能；管理員級包括動畫效果的增加、刪減、排序、運行、停止功能；操作級包括動畫效果的排序、運行、停止功能。
[0008]信號總線網絡安裝于上位機平臺處，通過信號線與矩陣平臺連接。
[0009]矩陣平臺通過支架安裝與空間的頂端或側面，多路多維矩陣控制器位于矩陣平臺的兩端區域。
[0010]多路多維矩陣控制器可以將信號處理與驅動有機結合，通過多維矩陣控制器的快速處理，可以將上位機所發布的呈現信息通過多路單點展示。
[0011]作為本實用新型的一種改進，信號傳輸網絡采用CAN(Controller Area Network)網絡類型，CAN網絡理論上可以控制無數個節點，信號傳輸介質為雙絞線，具有高可靠性和實時性。
[0012]作為本實用新型的一種改進，多維矩陣控制器為8位一體式控制設計，以滿足數量要求大、體積要求小的設計需求。多維矩陣控制器能夠實現控制8路信號互相獨立，單個配置。多維矩陣控制器之間以編碼方式尋址，實現多維矩陣控制器的通用性，而不局限于單一位置。
[0013]單點控制模塊采用鋁型材鈑金設計，以滿足輕量化設計要求。單點控制模塊自帶緊急制動功能、原點標定功能。當系統遭遇意外斷電或故障情況，緊急制動能夠及時介于，保障系統安全；當系統從無序中啟動，原點標定功能能夠使系統回歸于同一參考點，使系統有限運行。
[0014]采用該系統可以在三維空間內動態顯示各種藝術圖形、文字、立體圖像等信息；也能夠使矩陣平臺成為文化、理念的一種展現平臺，具有很高的實用、創新價值。
[0015]本實用新型能夠解決信息在在三維空間的展示問題，豐富信息的呈現方式；能夠解決現有信息展示的不足；能夠在線或脫機更新需要展示的信息，創造出一種新的多維的信息體現方式，系統配置靈活，安全性高。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的系統結構示意圖。
[0017]圖2是本實用新型中多維矩陣控制器結構示意圖。
[0018]圖3是本實用新型中單點控制模塊結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]一種基于ARM的多維矩陣控制系統，該系統包括安裝于服務器電腦上的上位機控制系統I ;連接上位機與下位機的CAN總線網絡2 ;安裝于空間頂端或側面位置的矩陣平臺3 ;多維矩陣控制器31位于矩陣平臺3的兩側，多維矩陣控制器31包括ARM核心電路311、電源電路312、PWM調制電路313、信號采集電路314、大電流驅動電路315、信號傳輸電路316 ;單點控制模塊32成陣列排布于矩陣平臺3的中部，單點控制模塊32由動力部件321、鈑金支撐部件322、制動部件323、引導部件324、懸掛部件325、呈現部件326組成；上位機位于服務器電腦中，通過連接上位機與下位機的CAN總線網絡(2)，對單點控制模塊(32)實現單獨和總體控制。
[0020]上位機控制系統采用C#編程，通過模塊化的編程設計，實現多級別、多用戶登錄管理，實現呈現信息效果調試模塊、單點測試模塊、通信測試模塊、特別冗余處理模塊、啟停模塊編程。信息效果調試模塊通過選擇具體效果圖片，實現在上位機上的預覽、仿真；單點測試模塊通過按鈕操作，可控制任一單點控制模塊；通信測試模塊通過標準通信協議實現矩陣平臺的通信控制；特別冗余處理模塊根據突發情況，引導進入特別模塊，保護平臺的安全有效運行；啟停模塊通過按鈕設計，完整整個平臺的有序啟動與停止。
[0021]連接上位機與下位機的CAN總線網絡實現下位機與上位機的網絡實時通信。
[0022]安裝于空間頂端或側面位置的矩陣平臺是整個系統的呈現端，矩陣平臺通過安裝支架安裝于空間頂端或側面。
[0023]多維矩陣控制器實現8路單點控制模塊的控制與信號采集工作。其中ARM核心電路采用ST公司的STM32系列ARM處理器，實現信號的處理與采集工作；電源電路完成驅動電路的供電分配以及電源電壓轉換工作；PWM調制電路實現各個單點的控制脈沖調試工作；信號采集電路完成單點控制模塊的原點開關信號采集工作；大電流驅動電路根據動力部件的功率大小，完成對應電流的調制工作；信號傳輸電路完成多維矩陣控制器與CAN總線網絡的數據實時通信功能。
[0024]單點控制模塊是矩陣平臺的基本組成部分，完成各點的動作，每點的組合從而實現總體信息的顯示功能。其中動力部件采用步進電機或伺服電機，電機的選型根據呈現部件的質量、距離等來選型，動力部件完成單點控制模塊的運動控制；鈑金支撐部件為單點控制模塊的母體，所有部件均安裝于鈑金支撐部件上，鈑金支撐部件采用鋁制材料，具有強度高，質量輕等特點；制動部件采用電磁制動原理，系統運行時釋放制動，系統意外斷電時使能制動部件，從而保障系統的平穩運行；引導部件根據呈現部件的形狀以及需要呈現的效果，呈水平或垂直引導；懸掛部件是系統呈現三維深度的重要體現部分；根據呈現現場體積配置；呈現部件是系統的展示效果，根據所表達的主題選擇球形、水滴形、長方體形，椎體形等多種形狀，完成系統整體效果的展示。
[0025]基于ARM的多維矩陣控制系統的信息展示源于對信號的數字化建模、信號處理、信號傳輸、執行，從而豐富信息在三維空間的表現形式。
[0026]基于ARM的多維矩陣控制系統可應用于大型城市綜合體、大型商場、大型表演舞臺、機場、火車站等公共區域的空間信息展示，亦可應用與靶標系統、企業博物館、企業門廳等場所。
【主權項】
1.一種基于ARM的多維矩陣控制系統，其特征在于:該系統包括安裝于服務器電腦上的上位機控制系統(1)、連接上位機與下位機的CAN總線網絡(2)、安裝于空間頂端或側面位置的矩陣平臺(3)，多維矩陣控制器(31)位于矩陣平臺(3)的兩側，多維矩陣控制器(31)包括ARM核心電路(311)、電源電路(312)、PWM調制電路(313)、信號采集電路(314)、大電流驅動電路(315)、信號傳輸電路(316);單點控制模塊(32)成陣列排布于矩陣平臺(3)的中部，單點控制模塊(32)由動力部件(321)、鈑金支撐部件(322)、制動部件(323)、引導部件(324)、懸掛部件(325)、呈現部件(326)組成。
2.根據權利要求1所述的基于ARM的多維矩陣控制系統，其特征在于:上位機位于服務器電腦中，通過連接上位機與下位機的CAN總線網絡(2)，對單點控制模塊(32)實現單獨和總體控制。
3.根據權利要求1所述的基于ARM的多維矩陣控制系統，其特征在于:多維矩陣控制器(31)同時控制8路單點控制模塊(32)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于ARM核心的多維矩陣控制系統，包括安裝于服務器電腦上的上位機控制系統；信號總線網絡；下位機多路多維矩陣控制器，多路多維矩陣控制器位于矩陣平臺的兩端區域，多維矩陣控制器由ARM核心電路、電源電路、PWM調制電路、信號采集電路、大電流驅動電路、信號傳輸電路等組成；多維控制點陣位于矩陣平臺的中間位置，多維控制點陣由單點控制排列組成，單點控制包括動力部件、鈑金支撐部件、制動部件、引導部件、懸掛部件、呈現部件等組成。采用該系統可以在三維空間內動態顯示各種藝術圖形、文字、立體圖像等信息；也能夠使矩陣平臺成為文化、理念的一種展現平臺，具有很高的實用、創新價值。
【IPC分類】H04N13-04, H04N13-00
【公開號】CN204559790
【申請號】CN201520275049
【發明人】顧愛峰, 劉曉星, 王蕾
【申請人】顧愛峰
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月30日