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一种移动终端测控步进电机的方法及系统

2021-02-07 23:53:27

一种移动终端测控步进电机的方法及系统

  技术领域

  本发明涉及电机测控领域,具体而言,涉及一种移动终端测控步进电机的方法及系统。

  背景技术

  步进电机具有易于开环精确控制、无积累误差等优点,在众多领域中获得了广泛的应用。在实际应用中,很多电机是没有监测的,而电机一旦出现故障,会对生产和设备造成很大影响。当对步进电机进行监测时,查看步进电机工作状态的便利性有待进一步提高。

  发明内容

  为了解决目前查看步进电机工作状态的便利性有待进一步提高的问题,本申请实施例提供了一种移动终端测控步进电机的方法及系统,能够方便地查看步进电机的工作状态。

  第一方面,本申请实施例提供了一种移动终端测控步进电机的系统,包括:控制板、步进电机驱动器、步进电机、旋转编码器、传输模块、物联网云平台、移动终端;

  所述控制板,用于向步进电机驱动器发送第一控制信号;

  所述步进电机驱动器,用于根据所述第一控制信号驱动步进电机旋转工作;

  所述旋转编码器,用于采集所述步进电机的旋转状态,将采集到的所述步进电机的旋转状态转换成脉冲信号传送给所述控制板;

  所述控制板还用于:对比所述第一控制信号与接收的来自所述旋转编码器的脉冲信号,得到步进电机的运转状态;将所述步进电机的运转状态发送给传输模块;

  所述传输模块,用于将所述步进电机的运转状态发送给物联网云平台;

  所述物联网云平台,用于将步进电机运转实时状态和历史运行状态发送给移动终端;

  所述移动终端,用于显示步进电机的运行状态。

  其中,所述移动终端还用于:向所述物联网云平台发送控制所述步进电机的控制信号;

  所述物联网云平台还用于:将接收到的所述控制信号发送给所述传输模块;

  所述传输模块还用于:将接收到的来自所述物联网云平台的控制信号发送给所述控制板;

  所述控制板还用于:将接收到的来自所述传输模块的控制信号发送给步进电机,对步进电机进行控制。

  其中,所述控制板用于:对比所述第一控制信号与接收的来自所述旋转编码器的脉冲信号是否一致,如果一致,所述步进电机工作正常;如果不一致,所述步进电机工作异常。

  其中,所述控制板为单片机控制板。

  其中,所述传输模块为4G传输模块或者5G传输模块。

  其中,所述移动终端还用于:如果所述第一控制信号与接收的来自所述旋转编码器的脉冲信号不一致,提示报警信号。

  其中,所述第一控制信号包括控制步进电机的开始、停止与旋转速度的信号。

  第二方面,本申请实施例提供了一种移动终端测控步进电机的方法,包括:

  控制板向步进电机驱动器发送第一控制信号;

  步进电机驱动器根据第一控制信号驱动步进电机旋转工作;

  旋转编码器采集步进电机的旋转状态,将采集到的步进电机的旋转状态转换成脉冲信号传送给控制板;

  控制板对比第一控制信号与接收的来自旋转编码器的脉冲信号,得到步进电机的运转状态;将步进电机的运转状态发送给传输模块;

  传输模块将步进电机的运转状态发送给物联网云平台;

  物联网云平台将步进电机运转实时状态和历史运行状态发送给移动终端;

  移动终端显示步进电机的运行状态。

  其中,还包括:

  移动终端向所述物联网云平台发送控制所述步进电机的控制信号;

  物联网云平台将接收到的所述控制信号发送给所述传输模块;

  传输模块将接收到的来自所述物联网云平台的控制信号发送给所述控制板;

  控制板将接收到的来自所述传输模块的控制信号发送给步进电机,对步进电机进行控制。

  其中,所述控制板对比第一控制信号与接收的来自旋转编码器的脉冲信号,得到步进电机的运转状态,包括:

  所述控制板对比所述第一控制信号与接收的来自所述旋转编码器的脉冲信号是否一致,如果一致,所述步进电机工作正常;如果不一致,所述步进电机工作异常。

  本申请实施例移动终端测控步进电机的系统及方法具有如下有益效果:

  本申请中,控制板用于向步进电机驱动器发送第一控制信号;步进电机驱动器用于根据第一控制信号驱动步进电机旋转工作;旋转编码器用于采集步进电机的旋转状态,将采集到的步进电机的旋转状态转换成脉冲信号传送给控制板;控制板还用于对比第一控制信号与接收的来自旋转编码器的脉冲信号,得到步进电机的运转状态;将步进电机的运转状态发送给传输模块;输出模块用于将步进电机的运转状态发送给物联网云台;物联网云平台用于将步进电机运转实时状态和历史运行状态发送给移动终端;移动终端用于显示步进电机的运行状态。本申请实现了移动终端对步进电机状态的实时监控,能够方便地查看步进电机的工作状态,还能够通过移动终端远程控制步进电机的启停与旋转速度。

  附图说明

  图1为本申请实施例移动终端测控步进电机的系统结构示意图;

  图2为本申请实施例移动终端测控步进电机的方法流程示意图。

  具体实施方式

  下面结合附图和实施例对本申请进行进一步的介绍。

  在下述介绍中,术语“第一”、“第二”仅为用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述介绍提供了本发明的多个实施例,不同实施例之间可以替换或者合并组合,因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而,如果一个实施例包含特征A、B、C,另一个实施例包含特征B、D,那么本申请也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例,尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。

  下面的描述提供了示例,并且不对权利要求书中阐述的范围、适用性或示例进行限制。可以在不脱离本申请内容的范围的情况下,对描述的元素的功能和布置做出改变。各个示例可以适当省略、替代或添加各种过程或组件。例如所描述的方法可以以所描述的顺序不同的顺序来执行,并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外,可以将关于一些示例描述的特征组合到其他示例中。

  步进电机也叫步进器,它利用电磁学原理,将电能转换为机械能,人们早在20世纪20年代就开始使用这种电机。随着嵌入式系统(例如打印机、磁盘驱动器、玩具、雨刷、震动寻呼机、机械手臂和录像机等)的日益流行,步进电机的使用也开始暴增。不论在工业、军事、医疗、汽车还是娱乐业中,只要需要把某件物体从一个位置移动到另一个位置,步进电机通常能派上用场。步进电机有许多种形状和尺寸,但不论形状和尺寸如何,它们都可以归为两类:可变磁阻步进电机和永磁步进电机。

  本申请能够通过移动终端(例如手机)远程测控步进电机的运行状态,使用方便。物联网云平台将整理好的数据发送到移动终端,通过移动终端APP判断单片机控制板发送给步进电机的数据与旋转编码器返回给单片机控制板的数据是否一致,来查看步进电机运行情况,当数据不一致时,移动终端APP会提示报警信号,提醒及时处理,避免出现重大故障、损失。还能够通过移动终端发送控制命令,通过物联网云平台,控制步进电机的启动、停止与转速大小。

  图1为本申请实施例移动终端测控步进电机的系统结构示意图,如图1所示,本申请移动终端测控步进电机的系统包括:控制板204、步进电机驱动器201、步进电机202、旋转编码器203、传输模块205、物联网云平台206、移动终端207。

  控制板204,用于向步进电机驱动器发送第一控制信号,用于控制步进电机的启动、停止、转速大小等。步进电机驱动器201,用于根据第一控制信号驱动步进电机202旋转工作。旋转编码器203,用于采集步进电机的旋转状态,将采集到的步进电机的旋转状态转换成脉冲信号传送给控制板。控制板204还用于:对比第一控制信号与接收的来自旋转编码器的脉冲信号,得到步进电机的运转状态;将步进电机的运转状态发送给传输模块。传输模块205,用于将步进电机的运转状态发送给物联网云平台。物联网云平台206,用于将步进电机运转实时状态和历史运行状态发送给移动终端。移动终端207,用于显示步进电机的运行状态。

  在一些实施例中,移动终端207还用于:向物联网云平台发送控制步进电机的控制信号;物联网云平台206还用于:将接收到的控制信号发送给传输模块;传输模块205还用于:将接收到的来自物联网云平台的控制信号发送给控制板;控制板204还用于:将接收到的来自传输模块的控制信号发送给步进电机,对步进电机进行控制。

  在一些实施例中,控制板204用于:对比第一控制信号与接收的来自旋转编码器的脉冲信号是否一致,如果一致,步进电机工作正常;如果不一致,步进电机工作异常。

  在一些实施例中,控制板204向步进电机驱动器发送第一控制信号后,就开始将接收的来自于旋转编码器的脉冲信号与第一控制信号进行比较,旋转编码器采集到的脉冲信号与第一控制信号虽然不一致,但不是因为步进电机工作异常,而是因为存在延时误差,因为步进电机驱动器201接收第一信号、根据第一控制信号驱动步进电机、旋转编码器采集得到脉冲信号等都需要时间。因此,如果第一控制信号与接收的来自旋转编码器的脉冲信号不一致,间隔预设时间,再对比第一控制信号与目前接收的来自旋转编码器的脉冲信号是否一致,如果不一致,再对比第一控制信号与当前接收的来自旋转编码器的脉冲信号是否一致,这样将第一控制信号与接收的来自旋转编码器的脉冲信号对比预设次数,如果还是不一致,则步进电机工作异常。如此,能够避免延时误差的影响,更准确地判断步进电机工作是否异常。其中,预设时间、预设次数可以根据经验值确定。

  在一些实施例中,如果第一控制信号与接收的来自旋转编码器的脉冲信号不一致,则在第一预设时间段内接收多个来自旋转编码器的脉冲信号,对多个来自旋转编码器的脉冲信号进行比较,如果多个来自旋转编码器的脉冲信号没有变化且与第一控制信号不一致,则步进电机工作异常。如果在第一预设时间段内接收的多个来自旋转编码器的脉冲信号与第一控制信号不一致,但是多个脉冲信号有变化,而且变化的趋势是靠近第一控制信号的值,则在第二预设时间段内,继续对比第一控制信号与接收的来自旋转编码器的脉冲信号是否一致。这样一方面能够准确判断步进电机工作是否异常,另一方面也能够减少对比第一控制信号与旋转编码器的脉冲信号的时间,提高工作效率。

  在一些实施例中,控制板为单片机控制板。传输模块为4G传输模块或者5G传输模块。移动终端还用于:如果第一控制信号与接收的来自旋转编码器的脉冲信号不一致,提示报警信号。第一控制信号包括控制步进电机的开始、停止与旋转速度的信号。

  本申请能够在移动终端上实时监测步进电机运行状态。在移动终端查看步进电机运行状态方便、快捷。通过移动终端APP可以控制步进电机的启停,转速。

  本申请实现了步进电机状态的实时监控。通过物联网云平台整理的步进电机历史数据,方便分析步进电机工作实时的工作状态是否正常,便于分析步进电机系统工作寿命。还能够通过移动终端APP远程控制步进电机的启停与旋转速度。步进电机状态的改变,移动终端APP上能够实时体现出来。

  本申请中,单片机控制板发送控制信号到步进电机驱动器,步进电机驱动器驱动步进电机旋转工作,旋转编码器采集步进电机的旋转状态,旋转编码器将采集到的旋转状态转换成脉冲信号传送给单片机控制板,单片机控制板通过运算程序对比发给步进电机的控制信号和接收到来自旋转编码器的脉冲信号得到步进电机的运转状态,单片机控制板将步进电机运转状态发送给传输模块,传输模块将单片机控制板发过来的步进电机运转状态通过4G网络(或5G网络)发送给物联网云台,物联网云平台处理接收到的步进电机运转状态,将步进电机运转实时状态和历史运行状态转换成数据发送到7智能手机端,智能手机端运行APP软件可以显示步进电机的实时运行状态和步进电机的长期运行状态。

  通过智能手机APP可以通过手机的4G网络(或5G网络)发送控制信号到物联网云平台,物联网云平台将接收到智能手机端发出的控制信号通过4G网络(或5G网络)发送给传输模块,传输模块将接收到的来自物联网云平台的控制信号发送给单片机控制板,单片机控制板根据接收到传输模块的控制信号,控制发送给步进电机驱动器的控制信号,达到控制步进电机的开始、停止与旋转速度。

  本申请移动终端监测控制步进电机工作系统采用移动终端的4G网络连接物联网云端,通过移动终端APP能够获取云端传来的步进电机运行数据,能够通过移动终端发送控制命令,通过物联网云平台,控制步进电机的启动、停止与转速。在另一些实施例中,移动终端监测控制步进电机工作系统采用移动终端的5G网络连接物联网云端。

  如图2所示,本申请提供了一种移动终端测控步进电机的方法,包括:

  S101,控制板向步进电机驱动器发送第一控制信号;

  S103,步进电机驱动器根据第一控制信号驱动步进电机旋转工作;

  S105,旋转编码器采集步进电机的旋转状态,将采集到的步进电机的旋转状态转换成脉冲信号传送给控制板;

  S107,控制板对比第一控制信号与接收的来自旋转编码器的脉冲信号,得到步进电机的运转状态;将步进电机的运转状态发送给传输模块;

  S109,传输模块将步进电机的运转状态发送给物联网云平台;

  S111,物联网云平台将步进电机运转实时状态和历史运行状态发送给移动终端;

  S113,移动终端显示步进电机的运行状态。

  其中,还包括:

  移动终端向物联网云平台发送控制步进电机的控制信号;

  物联网云平台将接收到的控制信号发送给传输模块;

  传输模块将接收到的来自物联网云平台的控制信号发送给控制板;

  控制板将接收到的来自传输模块的控制信号发送给步进电机,对步进电机进行控制。

  其中,控制板对比第一控制信号与接收的来自旋转编码器的脉冲信号,得到步进电机的运转状态,包括:

  控制板对比第一控制信号与接收的来自旋转编码器的脉冲信号是否一致,如果一致,步进电机工作正常;如果不一致,步进电机工作异常。

  本申请中,移动终端测控步进电机的方法实施例与移动终端测控步进电机的系统实施例基本相似,相关之处请参考移动终端测控步进电机的系统实施例的介绍。

  本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例的技术方案可借助软件和/或硬件来实现。本说明书中的“单元”和“模块”是指能够独立完成或与其他部件配合完成特定功能的软件和/或硬件,其中硬件例如可以是FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)、IC(Integrated Circuit,集成电路)等。

  本发明实施例的各处理单元和/或模块,可通过实现本发明实施例所述的功能的模拟电路而实现,也可以通过执行本发明实施例所述的功能的软件而实现。

  在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,如:多个单元或组件可以结合,或可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口,设备或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性的、机械的或其它形式的。

  在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中,也可以是各单元分别单独作为一个单元,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中;上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

  以上介绍仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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