[發(fā)明專利]一種集群控制智能連接系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111596349.2
• 申請(qǐng)日: 2021-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN114371910A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢立寧;何敏藩;戎海武;楊勇;楊敬輝;王克勝;商俊峰;高曉榕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): G06F9/455
• 分類號(hào): G06F9/455
• 代理公司: 北京卓嵐智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 田野

1.一種集群控制智能連接系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)連接模塊，其特征在于：所述網(wǎng)絡(luò)連接模塊通過無線信號(hào)與控制中心和多個(gè)作業(yè)設(shè)備單元相連，多個(gè)所述作業(yè)設(shè)備單元通過藍(lán)牙模塊相連，所述作業(yè)設(shè)備單元包括集群控制單元、航線規(guī)劃模塊、傳感器單元和驅(qū)動(dòng)單元，所述集群控制單元與航線規(guī)劃模塊、傳感器單元和驅(qū)動(dòng)單元電性連接，所述集群控制單元包括節(jié)點(diǎn)控制器模塊、鏈路狀態(tài)更新模塊和集群信息數(shù)據(jù)庫，所述航線規(guī)劃模塊包括GPS定位器、掃描測(cè)距儀和航線數(shù)據(jù)庫，所述節(jié)點(diǎn)控制器模塊包括控制目標(biāo)判斷模塊、鏈路信息查詢模塊和控制指令發(fā)射模塊，所述控制目標(biāo)判斷模塊連接有控制指令接收模塊、控制指令傳遞模塊和作業(yè)執(zhí)行模塊，所述控制指令接收模塊與作業(yè)執(zhí)行模塊相連，所述鏈路信息查詢模塊連接有作業(yè)狀態(tài)檢測(cè)模塊、空間位置查詢模塊和反饋信號(hào)檢測(cè)模塊，所述作業(yè)狀態(tài)檢測(cè)模塊與作業(yè)執(zhí)行模塊相連，所述空間位置查詢模塊連接有反饋信息發(fā)射模塊，所述控制指令發(fā)射模塊與空間位置查詢模塊和反饋信號(hào)檢測(cè)模塊相連，所述反饋信號(hào)檢測(cè)模塊連接有反饋信息分析模塊，所述反饋信息分析模塊連接有反饋調(diào)節(jié)模塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集群控制智能連接系統(tǒng)，其特征在于：所述節(jié)點(diǎn)控制器模塊還包括異狀態(tài)反饋模塊和物理地址反饋模塊，所述異狀態(tài)反饋模塊和物理地址反饋模塊均與作業(yè)狀態(tài)檢測(cè)模塊相連，所述控制中心包括主控制器模塊、集線器、顯示器、報(bào)警器和中心數(shù)據(jù)庫，所述中心數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)作業(yè)設(shè)備單元正常作業(yè)狀態(tài)下的各項(xiàng)指標(biāo)和作業(yè)設(shè)備單元的移動(dòng)路線。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集群控制智能連接系統(tǒng)，其特征在于：所述節(jié)點(diǎn)控制器模塊還包括航線分析模塊、障礙分析模塊和航線調(diào)整模塊，所述航線分析模塊與空間位置查詢模塊和障礙分析模塊相連，所述障礙分析模塊與航線調(diào)整模塊相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集群控制智能連接系統(tǒng)，其特征在于：所述鏈路狀態(tài)更新模塊包括鏈路狀態(tài)檢測(cè)模塊、鏈路狀態(tài)發(fā)射模塊、鏈路狀態(tài)接收模塊和鏈路狀態(tài)存儲(chǔ)模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種集群控制智能連接系統(tǒng)，其特征在于：所述控制中心包括主控制器模塊與集線器、顯示器、報(bào)警器和中心數(shù)據(jù)庫電性連接，所述網(wǎng)絡(luò)連接模塊通過無線信號(hào)與主控制器模塊和多個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器模塊相連，所述節(jié)點(diǎn)控制器模塊與航線規(guī)劃模塊、驅(qū)動(dòng)單元、傳感器單元和藍(lán)牙模塊相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集群控制智能連接系統(tǒng)，其特征在于：所述節(jié)點(diǎn)控制器模塊和鏈路狀態(tài)更新模塊均與集群信息數(shù)據(jù)庫電性連接，所述集群信息數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)由各個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器模塊之間的鏈路連接狀態(tài)信息構(gòu)成的鏈路拓?fù)鋱D和作業(yè)設(shè)備單元正常作業(yè)狀態(tài)下的各項(xiàng)指標(biāo)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集群控制智能連接系統(tǒng)，其特征在于：所述節(jié)點(diǎn)控制器模塊與GPS定位器、掃描測(cè)距儀和航線數(shù)據(jù)庫電性連接，所述航線數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)作業(yè)設(shè)備單元的移動(dòng)路線。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集群控制智能連接系統(tǒng)，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)作業(yè)設(shè)備單元進(jìn)行機(jī)加工和移動(dòng)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集群控制智能連接系統(tǒng)，其特征在于：所述傳感器單元包括位置傳感器、壓力傳感器、扭矩傳感器、角度傳感器、溫濕度傳感器和煙霧傳感器中的一種或幾種。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集群控制智能連接系統(tǒng)的工作方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.初步集群控制連接操作：

控制中心的主控制器模塊通過集線器和網(wǎng)絡(luò)連接模塊對(duì)前期機(jī)加工工序批次對(duì)應(yīng)的作業(yè)設(shè)備單元的集群控制單元發(fā)送控制指令，集群控制單元的節(jié)點(diǎn)控制器模塊通過控制指令接收模塊接收指令，控制目標(biāo)判斷模塊確認(rèn)該節(jié)點(diǎn)控制器模塊是否為控制目標(biāo)，確認(rèn)該節(jié)點(diǎn)控制器模塊是控制目標(biāo)后，作業(yè)執(zhí)行模塊執(zhí)行相應(yīng)的機(jī)加工作業(yè)，作業(yè)狀態(tài)檢測(cè)模塊通過傳感器單元對(duì)作業(yè)設(shè)備單元作業(yè)狀態(tài)下的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果生成新的控制指令，物理地址反饋模塊將節(jié)點(diǎn)控制器模塊的物理地址通過網(wǎng)絡(luò)連接模塊向控制中心的集線器進(jìn)行反饋，主控制器模塊接到反饋信息后確認(rèn)初步集群控制連接操作完成；

S2.深度集群控制連接操作：

各個(gè)作業(yè)設(shè)備單元內(nèi)的鏈路狀態(tài)更新模塊對(duì)附近的節(jié)點(diǎn)控制器模塊之間的鏈路連接狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并通過網(wǎng)絡(luò)連接模塊配合鏈路狀態(tài)發(fā)射模塊和鏈路狀態(tài)接收模塊以及鏈路狀態(tài)存儲(chǔ)模塊對(duì)集群信息數(shù)據(jù)庫內(nèi)的鏈路拓?fù)鋱D進(jìn)行更新，鏈路信息查詢模塊通過集群信息數(shù)據(jù)庫獲取當(dāng)前的鏈路拓?fù)鋱D，空間位置查詢模塊通過航線規(guī)劃模塊內(nèi)的GPS定位器對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器模塊當(dāng)前的位置信息，控制指令發(fā)射模塊配合鏈路信息查詢模塊和空間位置查詢模塊制定指令傳輸路徑，并對(duì)作業(yè)狀態(tài)檢測(cè)模塊生成的控制指令和指令傳輸路徑進(jìn)行傳輸，接收到控制指令和指令傳輸路徑的節(jié)點(diǎn)控制器模塊通過控制目標(biāo)判斷模塊自身是否為控制目標(biāo)，若該節(jié)點(diǎn)控制器模塊不是控制目標(biāo)，則通過控制指令傳遞模塊按照指令傳輸路徑傳遞控制指令和指令傳輸路徑，若該節(jié)點(diǎn)控制器模塊是控制目標(biāo)，則該節(jié)點(diǎn)控制器模塊的作業(yè)執(zhí)行模塊配合發(fā)射控制指令的節(jié)點(diǎn)控制器模塊執(zhí)行相應(yīng)的機(jī)加工作業(yè)，并通過鏈路信息查詢模塊配合空間位置查詢模塊和反饋信息發(fā)射模塊制定反饋信號(hào)和反饋信息的傳輸路徑，將反饋型號(hào)和反饋信息按照傳輸路徑傳輸至發(fā)射控制指令的節(jié)點(diǎn)控制器模塊，發(fā)射控制指令的節(jié)點(diǎn)控制器模塊若通過反饋信號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)到反饋型號(hào)，則通過反饋信息分析模塊配合反饋調(diào)節(jié)模塊對(duì)后續(xù)機(jī)加工作業(yè)進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，反之，則重新獲取指令傳輸路徑并傳輸控制指令，整個(gè)機(jī)加工生產(chǎn)線的各批次按照上述方法完成機(jī)加工工作；

S3.異狀態(tài)集群調(diào)節(jié)：

機(jī)加工過程中空間位置查詢模塊和航線分析模塊配合GPS定位器和航線數(shù)據(jù)庫對(duì)作業(yè)設(shè)備單元與原定的作業(yè)設(shè)備單元的移動(dòng)路線進(jìn)行匹配分析，障礙分析模塊配合掃描測(cè)距儀對(duì)障礙物進(jìn)行檢測(cè)，存在位置偏離或障礙物的情況下，航線調(diào)整模塊配合空間位置查詢模塊、航線分析模塊和障礙分析模塊規(guī)劃新的移動(dòng)路線，作業(yè)狀態(tài)檢測(cè)模塊通過傳感器單元檢測(cè)到作業(yè)設(shè)備單元作業(yè)狀態(tài)下的指標(biāo)異常，異狀態(tài)反饋模塊配合網(wǎng)絡(luò)連接模塊和集線器將異常指標(biāo)傳遞給主控制器模塊，主控制器模塊通過顯示器顯示異常指標(biāo)，并通過報(bào)警器提醒工作人員對(duì)作業(yè)設(shè)備單元的異常狀態(tài)進(jìn)行排查。