一種基于fpga的濕雨傘快速自動干燥機及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于FPGA控制的濕雨傘快速自動干燥機及其控制方法。
【背景技術】
[0002]下雨天，顧客光臨大型超市、商場等場所，都隨身攜帶著濕淋淋的雨傘，不僅出現潮濕臟亂而且顧客容易滑倒。為了解決這一問題，商場大多提供塑料袋來，但塑料袋不環(huán)保，而且有時候塑料袋破裂，就會引起一些麻煩。目前已有一些濕雨傘干燥裝置和方法，但是需要人控制。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明目的是:提供一種基于FPGA控制的濕雨傘快速自動干燥機及其控制方法。
[0004]本發(fā)明的技術方案是:
一種基于FPGA的濕雨傘快速自動干燥機，所述干燥機包括一柱形圓筒，所述圓筒底部設置有雨傘轉動裝置，圓筒內側壁上設置有濕度采集模塊，圓筒側壁的頂部和底部分別接通熱風循環(huán)系統(tǒng)，所述雨傘轉動裝置、濕度采集模塊和熱風循環(huán)系統(tǒng)均連接到FPGA控制中心；所述雨傘轉動裝置包括豎直設置的第一轉軸，所述第一轉軸連接伺服電機FPGA控制中心控制伺服電機，通過第一轉軸帶動雨傘旋轉。
[0005]優(yōu)選的，所述圓筒頂部設置有蓋板，所述蓋板為兩片半圓形蓋片，兩片半圓形蓋片中間帶有卡槽；所述蓋板連接有定時器，定時器輸出PWM波，蓋板作為正電荷的負載層。
[0006]優(yōu)選的，所述第一轉軸頂部固定一個水平的盤片，所述盤片連接有定時器，定時器輸出PWM波，盤片作為負電荷的負載層，在蓋板與盤片之間形成電場。
[0007]優(yōu)選的，所述蓋板上方還蓋有筒蓋。
[0008]優(yōu)選的，所述第一轉軸側表面設有一圈密集的豎直凸齒，伺服電機的第二轉軸的側表面設有與第一轉軸相適配的豎直凸齒，第一轉軸高于第二轉軸，第一轉軸的外側套有一彈簧，所述彈簧上端接觸盤片的下表面，下端接觸第二轉軸的頂部。
[0009]優(yōu)選的，所述濕度采集模塊包括16個濕度傳感器，16個濕度傳感器分為4層、每層4個分布在圓筒內側壁上，每個濕度傳感器采集各自位置上的濕度信息發(fā)送到FPGA控制中心。
[0010]優(yōu)選的，所述圓筒內側壁上還設置有紫外線燈，所述紫外線燈由FPGA控制中心連接控制。
[0011]優(yōu)選的，所述圓筒內中部還固定一個圓形內圈，圓形內圈的直徑為雨傘的2?4倍。
[0012]優(yōu)選的，所述第一轉軸頂部設置有觸發(fā)按鍵，所述觸發(fā)按鍵連接到FPGA控制中心。
[0013]一種基于FPGA的濕雨傘快速自動干燥機的控制方法，所述控制方法包括步驟:
I)當有雨傘放入干燥機時，雨傘前端部頂到觸發(fā)按鍵，干燥機開始工作，FPGA控制中心控制蓋板和筒蓋先后合上；
2)濕度傳感器采集各自位置上的濕度信號，并發(fā)送到FPGA控制中心，FPGA控制中心采用RBF算法計算出干燥機內的濕度權值，并判斷濕度權值是否大于設定的閾值；
3)若濕度權值大于設定的閾值，FPGA控制中心控制伺服電機以一定的速度轉動，控制熱風循環(huán)系統(tǒng)向干燥機內通入熱風，控制蓋板與盤片之間產生脈沖電場，開啟紫外燈；
4)若濕度權值小于設定的閾值，FPGA控制中心控制關閉伺服電機、熱風循環(huán)系統(tǒng)、脈沖電場和紫外燈，然后控制打開蓋板和筒蓋，結束干燥。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點是:
本發(fā)明所提供的基于FPGA的濕雨傘快速自動干燥機及其控制方法，利用干燥機內的濕度傳感器采集各個部位的濕度，經過RBF算法計算出濕度權值，然后FPGA控制中心根據濕度權值控制伺服電機的轉速、脈沖電場、熱風循環(huán)系統(tǒng)同步工作，從而實現快速干燥濕雨傘的效果，簡單實用，易于操作，安全，且占地面積小，適合于大量推廣。
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述:
圖1為本發(fā)明所述的濕雨傘快速自動干燥機的平面結構示意圖；
圖2為本發(fā)明所述的濕雨傘快速自動干燥機的主要結構的立體圖；
圖3為本發(fā)明實施例的蓋板打開關閉示意圖；
圖4為本發(fā)明實施例的筒蓋打開關閉示意圖；
圖5為本發(fā)明實施例的FPGA控制中心連接示意圖；
圖6為本發(fā)明實施例的濕度傳感器采用RBF算法計算濕度權值的示意圖；
圖7本發(fā)明實施例的在脈沖電場作用下雨滴變換的示意圖；
圖8為本發(fā)明的濕雨傘快速自動干燥機的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1和2所示，本發(fā)明所揭示的濕雨傘快速自動干燥機，所述干燥機包括一柱形圓筒I，所述圓筒I底部設置有雨傘轉動裝置，所述雨傘轉動裝置包括豎直設置的第一轉軸2，所述第一轉軸2下端連接伺服電機的第二轉軸12，所述第一轉軸2側表面設有一圈密集的豎直凸齒，伺服電機的第二轉軸12的側表面設有與第一轉軸2相適配的豎直凸齒，第一轉軸2高于第二轉軸12，FPGA控制中心控制伺服電機，由第二轉軸12帶動第一轉軸2旋轉，通過第一轉軸2帶動雨傘旋轉。圓筒內側壁上設置有濕度傳感器3，圓筒側壁的頂部和底部分別接通熱風循環(huán)系統(tǒng)4，所述雨傘轉動裝置、濕度采集模塊和熱風循環(huán)系統(tǒng)均連接到FPGA控制中心。所述圓筒頂部設置有蓋板5和筒蓋6，所述第一轉軸外部固定一個水平的盤片7，所述蓋板5與盤片7分別連接到定時器，蓋板5與盤片7分別作為正負電荷的負載層，FPGA控制中心配置定時器產生PWM波，在蓋板與盤片之間形成脈沖電場。所述第一轉軸頂部設置有觸發(fā)按鍵11，在雨傘的作用下可以觸發(fā)整個系統(tǒng)的工作。第一轉軸的外側還套有一彈簧8，所述彈簧上端接觸盤片的下表面，下端接觸第二轉軸的頂部，第一轉軸2在雨傘的壓力和彈簧的彈力下，可以沿著凸齒上下位移，以適應不同雨傘的長度。所述圓筒內側壁上還安裝由FPGA控制中心連接控制的紫外線燈9。圓筒內中部還固定一個圓形內圈10，圓形內圈的直徑為雨傘3倍，即使在高速轉動時雨傘打開了，可以保護雨傘也同時保護干燥機。
[0017]所述干燥機直徑40cm,高度100cm，因此占地面積小，設計10cm是為了安全起見，防止小朋友調皮而發(fā)生意外。
[0018]所述濕度采集模塊包括16個濕度傳感器，16個濕度傳感器分為4層、每層4個分布在圓筒內側壁上，所述濕度傳感器采用VHR01-SPI，它是基于溫度和相對濕度的數字式溫濕度傳感器模塊，SPI接口輸出溫度和相對濕度，每個濕度傳感器采集各自位置上的溫度和濕度信息發(fā)送到FPGA控制中心。
[0019]熱風循環(huán)系統(tǒng)是由一個熱泵產生，為了達到快速干燥的效果，控制熱泵產生循環(huán)的風速，保持筒內的溫度是恒定在70°C。圓筒內側壁周圍安裝了 4個紫外線消毒燈，快速殺滅細菌。干燥機側壁有排水口，底部連接著雨水收集器，最終連接著下水道。
[0020]圖3和圖4分別是蓋板和筒蓋打開關閉兩種狀態(tài)示意圖，所述蓋板包括兩片半圓形蓋片，兩片半圓形蓋片中間帶有卡槽，當不工作時，筒蓋和兩片蓋板都打開；當把濕雨傘放入干燥機中頂住第一轉軸上的觸發(fā)按鍵，觸發(fā)中斷，FPGA控制中心控制蓋板的兩片蓋片向內運動，卡住雨傘把柄，然后關閉筒蓋。筒蓋關閉后，避免在高速旋轉過程中，任何物質飛出來擦傷別人。當雨傘頂住觸發(fā)按鍵，且在蓋板關閉的情況下啟動伺服電機。
[0021]圖5 FPGA控制中心是使用Altera Cyclone IV系類的EP4CE15F17C8N芯片。編程時集成了 RBF算法、實時操作系統(tǒng)控制，從而更準確、實時地控制伺服電機、熱風循環(huán)系統(tǒng)和脈沖電場。濕度傳感器共16個，從上之下分布著4層且每層4個，實時采集不同部位的濕度值。同一層的濕度傳感器取平均值(精度更高)，然后將不同層的平均值經過RBF