一种基于互联网的复合焦点时空同步钻孔控制系统的制作方法

文档序号：12363954阅读：315来源：国知局

本发明属于激光钻孔技术领域，尤其涉及一种基于互联网的复合焦点时空同步钻孔控制系统。

背景技术：

目前的激光钻孔，都只限于人工操作，智能化程度低，导致加工件的错误率大大升高，使得产品的废品率居高不下，同时操作过程过于复杂，使得劳动强度过大，具有一定的局限性。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种利用互联网进行操作，智能化程度高，自动化程度高，具有很高的实用性和推广性的一种基于互联网的复合焦点时空同步钻孔控制系统。

本发明是这样实现的，一种基于互联网的复合焦点时空同步钻孔控制系统，包括底座、单片机和外部设备，所述底座上固定安装有防护罩，所述防护罩的左侧内壁上固定安装有扫描运动钻孔激光器，所述扫描运动钻孔激光器的右侧设置有扫描运动钻孔激光调制器，所述扫描运动钻孔激光调制器的右侧设置有激光合束器，且激光合束器的左右两侧均通过第一电动伸缩杆安装在防护罩的顶部，所述激光合束器的右侧设置有反射镜，且反射镜的左右两侧均通过第二电动伸缩杆安装在防护罩的顶部，所述反射镜的正下方设置有静态聚焦器，所述防护罩的内腔底部从左到右依次设置有供电电源、控制器盒、清洗激光器和工作箱，所述工作箱的内腔底部固定安装有操作台，所述工作箱的前后左右四个内壁上均固定安装有第三电动伸缩杆，所述防护罩的右侧内壁上通过第三固定件安装有摄像头，所述单片机的输入端分别与供电电源和摄像头的输出端电性连接，所述单片机的输出端分别与扫描运动钻孔激光器、扫描运动钻孔激光调制器、第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆、清洗激光器、第三电动伸缩杆和自动定位模块的输入端电性连接，所述单片机与无线射频收发模块电性连接，所述外部设备通过互联网与无线射频收发模块连接；

所述底座底部的四个角部均安装有万向轮，且万向轮上安装有刹车片；

所述扫描运动钻孔激光调制器通过第一固定件安装在防护罩的顶部；

所述静态聚焦器通过第二固定件固定安装在防护罩的右侧内壁上；

所述清洗激光器设置在激光合束器的正下方；

所述工作箱设置在反射镜的正下方；

所述操作台上设置有加工件；

所述第三电动伸缩杆的另一端与加工件连接；

所述摄像头朝向工作箱的内腔顶部；

所述防护罩的前端面上通过合页活动安装有与工作箱对应的箱门。

进一步，所述无线射频收发模块设置有中多网关终端快速漫游方法包括一个新的对应表和三个数据包劫持机制；

对应表，即终端mac地址和DNS服务器地址的对应表；mac地址是STA的mac地址，DNS服务器地址是STA的DNS服务器地址，即STA所选MPP节点的IP地址；

三个数据包劫持机制包括：普通数据包的劫持转发机制、ARP请求包的劫持与应答机制和DNS查询应答包的劫持转发机制；

普通数据包的劫持转发机制，Mesh节点收到STA的普通数据包后，截获该数据包，提取数据包源mac地址，根据源mac地址判断是否是接入本Mesh节点的STA，只对接入本Mesh节点的STA的数据包进行劫持处理，然后判断数据包是发往外网还是内网，只对发往外网的数据包进行劫持处理；数据包是接入本Mesh节点的STA的且发往外网，则将数据包目的mac地址修改为Mesh网络中一个通信条件最佳的MPP节点的mac地址；

ARP请求包的劫持与应答机制，L2P协议是分布式ARP表机制，该机制的核心是存储网络中传播的所有ARP响应内容在一些特定的节点组中，给定一个IP地址，客户端发起一个ARP请求，Mesh节点收到ARP请求包后，截获并直接将它转发到存储有响应条目的节点组中的节点，请求被作为单播分组发送，对于使用DAT机制仍无法获得响应条目的ARP请求，协议将按普通ARP请求包广播出去；

当STA的默认网关MPP1无法正常工作时，由于STA发往外网的数据包是使用默认网关mac地址作为数据包目的mac地址，会发起ARP请求去获取默认网关的mac地址，在STA接入的Mesh节点处截获STA对默认网关的ARP请求包，查找本地DAT表中是否有响应条目，有，则直接生成一个ARP应答包进行应答；否则使用一个通信条件最佳MPP节点的mac地址进行响应，STA收到ARP应答后，就将发往外网的数据包发出；

DNS查询应答包的劫持转发机制，STA会先发送一个DNS查询包给DNS服务器，查找该域名对应的IP地址，得到应答之后才能访问该网址，STA的DNS服务器地址和IP地址是自动获取的，通常STA的DNS服务器地址即是默认网关的IP地址，STA的默认网关无法正常工作，STA的DNS服务器故障了，无法给STA提供域名解析服务，无法通过访问域名的方式上网，在STA接入的Mesh节点将STA的DNS查询包进行劫持并将DNS查询包中的目的IP地址由STA的默认网关IP地址修改为一个公网DNS服务器地址，然后将DNS查询包转发到通信条件最佳MPP节点，由该MPP节点发送出去，对于DNS应答包，将数据包中源IP地址由公网服务器地址修改回STA的默认网关的IP地址。

进一步，所述单片机设置有主动式回波干扰抑制模块，所述主动式回波干扰抑制模块的主动式回波干扰抑制方法具体包括如下：

步骤一：在近端节点和远端节点的发送端，首先对近端发送信号即回波自干扰信号和远端发送的有用目标信号分别点乘空间向量：

和

得到实际的近端发送信号和远端发送信号t^NE＝β(θ_n)t^NE(n)和t^FE＝α(θ_f)t^FE(n)，其中θ_n和θ_f分别为近端信号和远端信号的发送角度；

步骤二：近端通信节点的接收信号为：

t^R(n)＝α(θ_f)H^FE(n)t^FE(n)+β(θ_n)H^NE(n)t^NE(n)+W(n)；

其中，为来自远端通信节点的实际发送信号收信号；而为近端节点的实际自身发射信号；分别表示近端和远端第j(j＝N₁,…,N_T)条天线上的发送信号矢量；

与

则分别为远端和近端发射信号的信道转移函数；W(n)为信道加性高斯白噪声；其中，N_T表示通信节点发射天线数目，N_R是接收天线数目，N_f是信号每帧长度，(·)^T表示对矩阵或矢量的转置运算符号；

步骤三：将波束成型器的最佳权值向量点乘该接收信号t^R(n)得到经波束成型后的接收信号即表示为：

构建波束成型器的最佳权向量ω实际，由于发送信号角度已知，因此将下式作为最佳权向量的近似表达式：

ω＝t^R(n)(t^NE(n))^H(t^NE(n)(t^NE(n))^H)^-1；

再根据得到经波束成型后的接收信号

其中(·)^H表示对矩阵或矢量的共轭转置运算符号；

步骤四：在接收端通过利用自适应递归最小二乘RLS算法对混有自干扰、信道噪声的接收信号进行自干扰抑制，令RLS自适应算法的初始迭代次数l＝1，并设置最大迭代次数K以及根据近端输入信号的自相关矩阵设置起始步长μ^NE，自适应滤波器的初始化权值矢量α^NE(0)以及滤波器的长度M，开始迭代过程，设置K＝25、M＝11、μ^NE＝1；

步骤五：根据公式按照以下公式求出近端单天线的估计信号

其中j＝1,…,N_T，N_T表示发送天线总数目，M为自适应滤波器的长度，α^NE(n)表示的是权值矢量，为第j条近端接收天线上经过一次自干扰抑制的接收信号，为第j条近端接收天线上得到的近端信号的估计值；

j＜N_T，则令j＝j+1，估计下一接收天线上的估计信号

j＝N_T，则前进至下一步；

步骤六：按照以下公式更新n时刻的权值矢量并根据迭代结果输出近端发送信号t^NE(n)的估计信号

步骤七：从接收信号中滤除自干扰信号，获得远端信号的估计，之后将该信号送入后续的MIMO译码检测单元。

本发明提供的基于互联网的复合焦点时空同步钻孔控制系统，利用外部设备通过互联网进行控制，使得设备的自动化和智能化程度高，使得加工件的钻孔更加精准，同时通过外部设备可实时了解加工进程，将加工设备设置在防护罩中，防止激光对人体的眼镜和皮肤受到伤害，使得加工过程更加安全，设置有万向轮和刹车片，使得该设备移动便捷。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于互联网的复合焦点时空同步钻孔控制系统结构示意图；

图2是本发明实施例提供的图1的主视图；

图3是本发明实施例提供的工作箱结构示意图；

图4是本发明实施例提供的基于互联网的复合焦点时空同步钻孔控制系统结构框图。

图中：1、底座；2、万向轮；3、刹车片；4、防护罩；5、扫描运动钻孔激光器；6、扫描运动钻孔激光调制器；7、第一固定件；8、激光合束器；9、第一电动伸缩杆；10、反射镜；11、第二电动伸缩杆；12、静态聚焦器；13、第二固定件；14、供电电源；15、控制器盒；16、清洗激光器；17、工作箱；18、操作台；19、加工件；20、第三电动伸缩杆；21、第三固定件；22、摄像头；23、合页；24、箱门；25、单片机；26、自动定位模块；27、无线射频收发模块；28、外部设备；29、互联网。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合图1-图4对本发明的结构作详细的描述：一种基于互联网的复合焦点时空同步钻孔控制系统，包括底座1、单片机25和外部设备28，所述底座1上固定安装有防护罩4，所述防护罩4的左侧内壁上固定安装有扫描运动钻孔激光器5，所述扫描运动钻孔激光器5的右侧设置有扫描运动钻孔激光调制器6，所述扫描运动钻孔激光调制器6的右侧设置有激光合束器8，且激光合束器8的左右两侧均通过第一电动伸缩杆9安装在防护罩4的顶部，所述激光合束器8的右侧设置有反射镜10，且反射镜10的左右两侧均通过第二电动伸缩杆11安装在防护罩4的顶部，所述反射镜10的正下方设置有静态聚焦器12，所述防护罩4的内腔底部从左到右依次设置有供电电源14、控制器盒15、清洗激光器16和工作箱17，所述工作箱17的内腔底部固定安装有操作台18，所述工作箱17的前后左右四个内壁上均固定安装有第三电动伸缩杆20，所述防护罩4的右侧内壁上通过第三固定件21安装有摄像头22，所述单片机25的输入端分别与供电电源14和摄像头22的输出端电性连接，所述单片机25的输出端分别与扫描运动钻孔激光器5、扫描运动钻孔激光调制器6、第一电动伸缩杆9、第二电动伸缩杆11、清洗激光器16、第三电动伸缩杆20和自动定位模块26的输入端电性连接，所述单片机25与无线射频收发模块27电性连接，所述外部设备28通过互联网29与无线射频收发模块27连接。

进一步，所述底座1底部的四个角部均安装有万向轮2，且万向轮2上安装有刹车片3。

进一步，所述扫描运动钻孔激光调制器6通过第一固定件7安装在防护罩4的顶部。

进一步，所述静态聚焦器12通过第二固定件13固定安装在防护罩4的右侧内壁上。

进一步，所述清洗激光器16设置在激光合束器8的正下方。

进一步，所述工作箱17设置在反射镜10的正下方。

进一步，所述操作台18上设置有加工件19。

进一步，所述第三电动伸缩杆20的另一端与加工件19连接。

进一步，所述摄像头22朝向工作箱17的内腔顶部。

进一步，所述防护罩4的前端面上通过合页23活动安装有与工作箱17对应的箱门24。