技术领域
[0001] 本发明属于电学领域，尤其涉及一种组合式搭接控制系统。
相关背景技术
[0002] 现有教学装备、教学仪器，工业应用中，都是非标化处理模式，导致现代化中资源的极度浪费，开发周期过长等问题，目前，行业应用中，都是PLC，电器部件实现单一化设计，非智能化，极其复杂等环境问题，设计员工开发周期长，产品资源的极度浪费问题，所以需要实现标准化，模块化，系统单元化势在必行。
具体实施方式
[0046] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0047] 需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0048] 本发明提出了一种组合式搭接控制系统，如图1所示，具体包括：嵌入式控制子系统、中间控制子系统和教学子系统；
[0049] 所述嵌入式控制子系统，用于用于实现单片机、ARM嵌入式、DSP数字信号处理、PFGA控制技术、PLC控制技术、电器控制技术的基础教学任务；
[0050] 所述中间控制子系统，用于控制所述嵌入式控制子系统和教学子系统；
[0051] 所述教学子系统，用于单片机、ARM嵌入式、DSP数字信号处理、PFGA控制技术、PLC控制技术、电器控制技术的控制梯队化控制应用，完成多控制器协同控制方式，如图4所示。
[0052] 进一步地，所述嵌入式控制子系统包括：第一嵌入式控制模块、第二嵌入式控制模块和第三嵌入式控制模块；
[0053] 其中，第一嵌入式控制模块、第二嵌入式控制模块和第三嵌入式控制模块均涵盖单片机、ARM嵌入式、DSP数字信号处理及应用、PFGA控制技术、PLC控制技术、电器控制技术。
[0054] 进一步地，所述第一嵌入式控制模块包括：CPU人工智能单元和GPU人工智能单元；
[0055] 所述第二嵌入式控制模块包括：单片机、FPGA单元和PLC单元；
[0056] 所述第三嵌入式控制模块包括：DSP单元和ARM单元。
[0057] 进一步地，所述中间控制子系统包括：第一控制模块、第二控制模块和第三控制模块；
[0058] 其中，所述第一控制模块、第二控制模块和第三控制模块均为电器控制技术。
[0059] 进一步地，所述教学子系统包括：第一教学模块、第二教学模块和第三教学模块；
[0060] 进一步地，所述第一教学模块包括：执行单元和定位单元；
[0061] 所述第二教学模块包括：雷达单元和光幕单元；
[0062] 所述第三教学模块包括：显示单元、加速度单元和教学单元。
[0063] 进一步地，所述第一嵌入式控制模块、第一控制模块和第一教学模块依次连接；
[0064] 所述第二嵌入式控制模块、第二控制模块和第二教学模块依次连接；
[0065] 所述第三嵌入式控制模块、第三控制模块和第三教学模块依次连接。
[0066] 本发明实现积木电子标号需要写入固定的编号用来识别控制结构的控制定义，如电源点、电压点，电流监测点、ROS通讯方法，基于深度学习控制输出点等控制结构及控制方法，如图10所示。积木式电子编号主要来源于纵向叠加通讯控制方式，也可以完成横向拓扑叠加控制方式，如图11所示，积木的编号来源于控制分类汇总，图标好识别，控制方法总线也好识别的控制方式，采用AI01判定为人工智能控制模块1号；采用M01判定为传统控制模块1号；采用S01判定为传感器模块1号；采用C01判定为计算机控制器模块1号；采用U01判定为微控制器模块1号；采用D01判定为DSP控制器模块1号；采用A01判定为ARM控制器模块1号；
[0067] 本发明实现组合式设计结构，采用通用的定义，进行积木大或者积木小的自定义设计，实现单一学科的技术积累，在教学及科研创新中，完成该技术教学体系。
[0068] 本发明实现电子技术信号DDS发生接入系统定义结构，信号发生装置电路的接入控制，电流源，电压源，放大电路，比例微积分电路等结构的设计与实现，如图6所示，完成模拟电子装置的教学与应用设计方向。
[0069] 本发明实现数字电子的控制方法，比较器的控制接口，实现逻辑控制与触发器等多种常规控制电路的接口及控制方法，建立组合逻辑设计电路的创新单元，建立细胞采集单元的标准接入逻辑控制的最小细胞。
[0070] 本发明实现FPGA技术接入控制系统，实现控制方法，用于大规模集成电路SOC的控制方法及控制接口，实现控制应用的现代化与集成化，实现电路的更加节能低功耗，小型化，完成数字的逻辑、时序、片上系统完成设计，实现自主可控接入逻辑教学，同时完成项目的逻辑数字化控制单元，建立科研应用项目的最小细胞单元的标准接入最小项目细胞单元结构，为建立大的细胞组织结构建立生态系统。
[0071] 本发明实现控制器ARM控制系统及模组的接入，预留可二次开发接口单元，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0072] 本发明按照顺序接口技术接入模拟电路技术基础及控制方案，实现电子技术原理，技术仿真，创新实训完成模块之间的自由组合，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0073] 本发明完成数字电路技术基础教学任务，完成与其他学科的技术交叉，完成组合实训，积木涵盖创新实训，软件仿真及自由创新应用，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0074] 本发明涵盖电工电路技术，电工原理应用，实现单相电源的应用，三相电源的控制系统，涵盖灯光应用及技术实训解决方案，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0075] 本发明完成电路分析的教学实训，实现电路原理分析，电路特性分析，实现智能化教学及应用的解决方案，实现电路特性分析，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0076] 本发明完成电力电子器件特性分析及电力电子信号变换原理的实现，解决现代化教学的基本实训解决方案，建立电力电子教学及实训课程体系方案，建立学科交叉的解决方案，并可以完成电力电子变换，多级变换控制算法，数字电力电子仿真及控制系统，实现虚实结合的控制系统，建立与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0077] 本发明完成模拟信号控制数字电机的调速及电力变换，实现智能化要求，建立体系完善的课程创新系统，实现传统器件组合教学原理，同时，完成数字变换原理，实现DSP数字变换，进行SPWM的自由变换技术，实现传统教学的突破，建立定点算法及浮点算法的控制变换机构，建立工业生态应用的教学实训体系，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0078] 本发明建立自动控制原理系统结构的引入，实现自动控制原理教学实训单元，实现多级变换，信号控制变换，PID控制算法及控制结构，多级变换，一阶变换，根轨迹，二阶变换等控制算法，计算机控制算法，大林算法，神经网络算法，控制结构的视线，并可以搭建信号与系统教学平台，实现数模变换，模数变换，信号合成，信号变换，信号分解等多级信号处理，实现综合教学系统体系，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0079] 本发明建立学科交叉物联网应用，实现模组化传感器采集，工业物联网应用系统体系，建立生态的解决方案，建立测量控制传感器教学结构，组件工业测控教学实训平台，搭建协议，实现与物联网及基础教学数据采集的有机结合，建立深度算法视觉分析及控制采集解决方案，建立工业生态模块化解决方案，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0080] 本发明建立工业485及Modbus数据节点，实现传统4‑20ma，0‑5V的信号标准鉴定变换，建立采集标准数据标准，实现模块的标准化，实现485自由变换，数据透传经过MQTT协议，直达云端控制协议，实现网络自由化，二次开发云端可以采用B/S开发协议，也可以采用低代码二次开发协议，实现SQA相关协议平台的兼容，建立自由生态的物联网学科交叉原型，采用数据接入后分类管理SN1、SN2、SN3……SNn的应用架构中心，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0081] 本发明建立工业PLC自主可选择的控制器接口，支持西门子1200及1500处理器接口，预留其他PLC控制品牌接口，实现主机自由选择的控制方案，建立生态控制体系，完善控制方案，实现工业自动化实训平台，建立天塔之光控制方法及控制结构，实训模块建立种类涵盖实验1，实验2，实验3，实验4……实验n，建立细胞扩展方式，实现微小细胞单元的自由扩展方式，实现细胞之间的自由组合，扩展体系形成，采用数据接入后分类管理SN1、SN2、SN3……SNn的应用架构中心，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0082] 本发明实现高频电子线路模块的融合，实现通信电子技术的学科交叉，建立模块化高频电子线路三点式及阻容震荡电路的原理教学，建立学科交叉特色方案，实现高频信号载波3‑100MHz之间的信号载波，混拼信号收发系统的教学案例，建立教学课件，资源，说明等配件方案，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0083] 本发明通信原理实验平台的融入，实现通讯原理，现代通信系统的有效结合，实现智能化的解决方案，建立有效的生态控制方式，实现AMI，HDB3，码型变换，模拟信号变换，数字信号变换，DSP信号变换，PCM信号处理等多个实验效果平台，建立可自主二次开发，可随时定制开发的控制结构，建立有效的生态控制方案，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0084] 本发明建立光纤通信系统，实现光信号透传，透传频段在1310或1550频段实现载波通信，建立光纤通信教学的案例及演示解决方案，实现单模传输，或多模传输，建立光编码，光解码，激光通信载体教学案例，实现有效的控制教学方案，实现通信系统的教学特色案例，及特色的教学成果展示，如图7所示，并完成光纤教学的课程体系课件解决方案，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0085] 本发明建立移动通信的解决方案，实现半双工，或全双工教学案例，实现码传输，编码传输，数据透传，数据直接传输解决方案，控制案例的实现，建立生态的控制方案，建立综合特色的教学案例，完善的控制方案，实现发射端控制数据和地址协议，接收端的编码和解码协议，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0086] 本发明单片机控制原理，完成单片机模拟信号采集，数字信号发生，及显示实验，电机控制实验，兼容和其他的信号进行数据通信，数据传输，完成单片机原理及单片机应用教学，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0087] 本发明微型计算机控制器原理，介绍8086或8088控制模块，接入控制结构，实验测试显示模块，8255模块，8279模块，建立数据之间并行通信及测试，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0088] 本发明计算机组成原理及计算机体系结构，设计模块建立微控制器接口及控制方法，实现微型计算机体系结构及控制原理，实现未来软件，硬件教学方法的实现，实现人工智能领域的组合创新，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0089] 本发明SOPC控制结构，实现软核设计，数字逻辑设计，FPGA编程时序设计，建立系统的生态网络，实现自主器件设计，器件单元特性设计，建立控制接口，控制方法，二次开放的设计理念，建立完善的控制接口，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0090] 本发明DSP机器视觉图像处理，建立机器视觉图像变化，灰度变换，色彩变换，小波变换等多种图像及视频处理方式，实现数据算法的开发及数学模型实现，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0091] 本发明程控原理及程控交换教学实训平台，建立数据中转，数据控制流实现，建立中转数据控制方法及控制接口的设计，建立数据中转控制中心，建立完善的控制方法程控需要编写，实现自主开发程控切换器原理，实现二次开发的实现，具有可组件组合开发的接口设计，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0092] 本发明机器人原理及人型机器人原理，建立多种控制原理，直流，步进控制方式，脉冲开闭环控制方式，如图8‑9所示，脉冲采集方式，实现控制视觉识别方式，建立一种生态的控制方法及应用原理，建立生态的控制接口，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0093] 本发明建立工业产线的实训，建立工业产线的实训，建立有效的控制方案，工业制造，智能制造应用，将工业机械臂有效结合，建立自由组合，核心控制电压在24V，输入电压选择220V或380V，偏差10％以内，建立有效的工业控制结构，机器视觉有效结合实现工业分拣，工业推送，工业抓取，工业夹取等控制结构，实现汽车制造，工业制造等教学，分拣，立体存储结构，建立教学生态控制方案，多种外围模态，支持二次接口送入控制数据及分类编码数据，软件开发支持浏览器开发软件，或是C/S开发平台软件实现示教编程及语言编程方式，快速完成产线加工设计，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0094] 本发明人工智能算法开发平台的实现，涵盖CPU处理器运行算法结构，涵盖GPU运行算法的结构，实现智能化控制系统的体系方案，建立良好的生态，实现深度视觉与传统机器视觉的有效结合，系统搭载ROS可自主开发的系统，可搭载Ubuntu控制接口，实现算法的有效结合，预留飞将控制系统，时间Yolo算法的引用，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0095] 本发明建立机器视觉控制算法平台，实现模块化人才，机器人解决方案的视线，建立自由人工智能控制平台，飞控平台的解决方案，建立生态教学控制系统，完成课程体系建设，建立学科交叉特色，实现智能化解决方案，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0096] 本发明主控单元，建立人类大脑的控制决策中心，搭建机器人控制中心，实心轮式机器人控制算法，采用GPU控制器，支持雷达运行中扫描，如图12‑13所示，采用轮式，或者麦克纳姆轮结构，支持定轮距，及变轮距控制的结构，实现控制方法自定义结构的设计，实现人工智能与机器人结合，有效运行多点导航算法及聚类算法等平台，实现无人智能驾驶应用，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0097] 本发明建立控制单元结构建立算法开发平台，实现群控及远程控制的结构，实现手机热点及5G手机卡远程IP控制，实现遥控及视觉控制，采用C开发及PYthon控制算法，实现聚类机器视觉，建立ROS开发系统生态模块，完成人工智能教学实训平台解决方案，建立生态的控制结构，完善车的控制接口，机器人或具有独立脉轮的控制结构，机器人或具有差速锁控制结构，实现主控电机，转向舵机控制结构，实现智能化控制及自主导航及巡航任务，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0098] 本发明建立机器人与OPencv，或K210控制结构，实现积木的模块化链接金属片，或3D打印件，或者固定折叠件等材质连接结构，实现自主巡航，建立二维链接结构，实现链路的识别，建立二维云台，实现地空目标控制结构及控制方法，建立有效的生态控制链，建立地面目标及空中目标的识别，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0099] 本发明巡航目标识别及应用后，建立巡航生态，建立目标发射机构，或水弹发射器，或激光发射器，或电磁发射器，建立打击系统，实现目标的识别与目标打击，建立良好的生态控制方案，建立足够的控制结构及控制方法，实现识别目标，存储目标，敌我目标的识别库，建立生态的控制方式，并有效打击敌方目标，建立地面目标打击，低空目标打击的解决方案，实现人工智能控制方式及方法的实现，含控制装置的实现，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0100] 本发明采用双目视觉控制方案，如图3所示，采用激光光流控制器件，有效结合地面机器人及控制机器人控制的方案，及控制链路结构，采用AI控制链路方案，建立地面高度测量，搭载飞行器，如图14所示，实现距离地面高度的测量，实现空地信号的飞行测量解决方案，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0101] 本发明涵盖GPS或北斗信号的接入，实现地面机器人数据测试及数据采集实验，建立链路的采集通信，实现人工智能地面机器人与控制机器人有效结合，实现人工智能控制方案，建立大生态控制方法，有效提高人工智能的解决方案，实现空、地协同，建立相互引导，地面引导空中，空中引导地面，建立模型集群，实现MD0、MD1、MD2、MD3……MDn的集群有效控制，实现立体群控实现方案，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0102] 本发明建立异形机器人的应用，或搭建成异形四驱小狗机器人，或搭建成6足蜘蛛，或搭接成爬行机器人，建立异形生态，或搭建人型机器人，建立模块化自由组合的生态，建立生态教学，实训，也可以完成工业应用，建立生态控制方法及控制结构的实现，建立机器人领域的开发拓展实现，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0103] 本发明实现地面机器人，或控制机器人与控制机械臂的有效结构，实现AGV机器人带机械臂，可以实现目标抓取，任务排查，排雷，防爆任务的执行，也可以实现飞行器带机械臂的实现，如图15所示，完成低空目标的排查，低空目标的防爆，排爆任务实现，有效处理了空中目标的解决方案，建立低空生态，低空敌我识别区，低空巡查区，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0104] 本发明建立安全飞行巡查区，建立飞行器带传感器，飞行器或是固定翼，或是多旋翼，建立大生态，实现飞行器带视觉自主巡航，查看目标，带传感器，实现控制数据采集，风速，风向，光照度，特定位置的防爆气体浓度，空中测量人群密度等生态链，建立无人值守的有效控制方案，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0105] 本发明建立干扰器设计，如图16‑17所示，实现地面的模块干扰装置，实现地面有效信号的屏蔽器，实现控制目标的干扰装置，实现短波，射频，超短波，RF信号，Wifi信号的有效结合，实现干扰，诱导信号干扰，实现进入安全识别区域或是地面装置，或空中装置的有效隔离及干扰，或捕获，建立有效的人工智能教学及实训的安全识别区。
[0106] 本发明建立VR互动的飞行装置，实现VR脑电信号采集，控制无人装置，实现飞行器的控制，建立VR控制装置的互动，实现动态的控制识别区，建立信号反馈与识别，如图5所示，实现脑电波领域的应用及分析，实现虚实结合的控制方式，建立飞行控制识别生态，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0107] 本发明提供配教学案例及教学demo，建立在线学习生态平台，支持自主上传，学生二次开发学习，建立有效的教学案例，实现智能化的教学案例，完善控制方法及通知结构的教学特色方案，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0108] 本发明建立综合显示单元，如图2所示，采用显示屏幕接入，具有HDMI显示屏幕，语音输入装置，或在线语音识别，或离线语音识别，通过屏幕，或播放器进行语音识别播报，屏幕兼容3.5寸，4.3寸，7寸，10寸，11寸及所有HDMI接口显示器，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0109] 本发明建立所有学科单元化组合方式，建立软件及硬件控制系统，系统具有自我检测信号0,1状态测试，建立32位数据总线，数据信号线，实现人工智能教学，人工智能深度教学平台实现，建立完善的控制系统结构，建立友好的控制界面方式的实现，实现嵌入式组态节点显示方式，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0110] 本发明完成电子学科、机械学科、电气控制学科、工业自动化学科、物联网学科、人工智能学科、机器人学科、仿生学科、无人机学科建立学科体系交叉，实现教学资源包，课件，在线资源，硬件组合创新，软件开源创新，竞赛自由设计创新设计思路，建立开放的生态资源模块包，与其他内容之间的学科交叉，学科创新。
[0111] 以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
