CN104503376A - 具有识别功能的机器人控制器及其识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有识别功能的机器人控制器及其识别方法，所述机器人控制器包括MCU、多个外设接口、以及网络接口；所述MCU通过网络接口与上位机连接；所述MCU通过所述外设接口与外设连接，所述外设内设置后ID芯片，所述MCU可读取该ID芯片内所存储的该外设的识别码。本发明可极大的方便用户的使用。

Description

具有识别功能的机器人控制器及其识别方法

技术领域

本发明涉及一种控制器，特别是一种具有识别功能的机器人控制器及其识别方法。

背景技术

目前机器人已广泛应用于各个行业以协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作等等，机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。为了便于更好的掌握机器人技术，越来越多的科研院所、企业等都引进了机器人教学系统。这类机器人教学系统一般包含有核心控制器和相应的外设模块，通过将相应的外设模块连接至控制器从而使得教学机器人具有不同的功能。例如通过将具有传感器的检测模块连接至控制器可以利用机器人完成检测功能，通过将具有电机模块的机械臂连接至控制器可以驱动机械臂运动。为了实现更多的功能，目前控制器上接口数量和外设模块的数量都飞速增长，很多外设模块具有相同或相似的外形，难以区分。这样对于教学人员而言，尤其是教学中都是对电子不太了解的用户，经常会出现外设模块选错或插错的问题，造成控制器或外设模块的烧毁。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种具有识别功能的机器人控制器及其识别方法。

一种具有识别功能的机器人控制器，包括MCU、多个外设接口、以及网络接口；所述MCU通过网络接口与上位机连接；所述MCU通过所述外设接口与外设连接，所述外设内设置后ID芯片，所述MCU可读取该ID芯片内所存储的该外设的识别码。

可选的，所述MCU定时查询所述多个外设接口的连接情况，当检测到外设连接时，则通过该外设接口相已连接的外设发送查询指令。

可选的，所述ID芯片接收到查询指令后响应该查询指令，将所述识别码号发送出去。

可选的，还包括存储模块，所述存储模块内存储有所述外设的外设信息，所述外设信息至少包含该外设的识别码。

可选的，所述控制器通过所述网络接口将读取的所述识别码发送给所述上位机；所述上位机内存储有所述外设的外设信息，所述外设信息至少包含该外设的识别码。

可选的，所述MCU根据所读取的识别码判断该外设是否正确连接。

可选的，所述判断该外设是否正确连接包括比较预存储的外设信息与外设的实际连接信息判断该外设是否正确连接。

可选的，还包括指示所述外设是否正确连接的指示灯或扬声器，所述指示灯或扬声器与所述MCU连接。

一种机器人外设识别方法，包括：

S100：连接外设至控制器；

S200：控制器检测到有外设接入后，发出查询指令至该外设内置的ID芯片；

S300：所述ID芯片响应该查询指令，向控制器发送该外设的ID号；

S400：所述控制器根据该ID号，查找预存储的数据库内与该ID号相对应的外设信息；

S500：根据该外设信息判断该外设连接是否正确。

可选的，所述步骤S500包括，S501：若连接正确则将连接信息发送至上位机；或S502：若连接正确则点亮代表正确连接的指示灯，若连接错误则点亮代表错误连接的指示灯；或S503：若连接错误则发出声响提示。

本发明的有益效果是：本发明通过在外设内设置ID芯片，通过控制器读取该ID芯片信息，从而使得控制器可以实现对不同外设的识别，使得用户可以方便的获取外设信息。这样极大的方便了用户的使用，也可以避免外设连接错误的情况。

附图说明

图1是本发明控制器的结构示意图；

图2是本发明外设的结构示意图；

图3是本发明识别方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

实施例一

本发明的具有识别功能的控制器其结构如图1所示，控制器包括主控单元(MCU)、多个外设接口、网络接口等，除此之外控制器还可以包括例如扬声器、电源、存储模块等。MCU通过网络接口与上位机连接。所述的外设接口、存储模块、电源、扬声器等分别与MCU连接，MCU通过外设接口与不同的外部设备连接。本发明中的外设可以包括例如传感器、伺服电机、显示器等。

图2为本发明外设的结构示意图，其包括ID芯片、功能模块、和通讯接口，除这些模块外，本发明的外设还可以包括例如电源、存储器、处理器等，在此不再详述。本发明将ID芯片、功能模块、和通讯接口等封装在一起。外设通过其上的通讯接口与控制器上的外设接口连接，这样就可以实现外设与控制器间的通讯。

外设内的功能模块用于实现外设的基本功能，例如对于温度传感器而言，其功能模块可以实现对于温度的测量，这与现有的传感器相同。功能模块检测各种信号可以通过通讯接口发送给控制板；对于伺服电机而言，功能模块可以为现有的普通伺服电机，可以通过在现有普通伺服电机上加装通讯接口和ID芯片从而形成本发明的外设。本发明外设内还设置有ID芯片，ID芯片内存储有该外设的唯一识别码(ID)，通过该识别码，控制器可以识别出外设的类型。

具体而言，本发明内置的ID芯片可以为只读型ID芯片，也可以是具有读写功能的存储器，其内部存储有该外设的ID号，例如为只读型 CMOS 集成电路微ID芯片，芯片在多晶硅片联结状态时施行激光烧写编程，以便在每块芯片上存储唯一的代码，这种只读型的ID芯片可以防止由于随意改变传感器ID而造成的危害。例如对于某一温度传感器而言，可以在ID芯片内烧录识别码570201399701，这一组数值即是该芯片的ID。进一步的，控制器可以检测是否有外设与外设接口连接，当检测到有外设与外设接口连接后，控制器可以向该外设发送查询指令，ID芯片具有应答功能，当ID芯片接收到查询指令后可以响应该查询指令，将该识别码发送出去。例如，控制器可以通过不断扫描外设接口来判断是否有外设接入，扫描间隔可以设置为100ms等，当有外设与外设接口连接后，控制器内产生中断，发出查询指令。

控制器可以是例如PC机、DSP、单片机等等，控制器与通讯接口连接，以接收由外设发送的信号。控制器内还可以具有存储模块，存储模块连接控制器，控制器可以读取存储模块内存储的数据，控制器还可以向存储模块写入数据。本发明的存储模块内存储有数据库，该数据库内包含有所有外设的ID以及与该ID相对应的有关该外设的信息。例如对于ID为570201399701的温度传感器，数据库中会存储有如下一条信息：

表1

ID	名称	生产日期	驱动程序	连线方法	……
						570201399701	温度传感器	2014-10-21	III-C#	连1#接口	……

该条信息就表明了ID为570201399701的温度传感器是2014-10-21日生产的，其所需要的驱动程序版本为III-C#，该传感器应与控制器的1#外设接口连接……。该条信息中包含了该外设的名称、生产日期、驱动程序、连线方式等，当然除此之外还可以包含更多信息，例如使用注意事项等等。

进一步的，对控制器而言，控制板器也可以不含有存储模块，控制器内可以包含有网络接口，控制器通过网络接口与远端的上位机连接，上位机内存储有外设信息，该外设信息可以与存储模块内存储的数据相同。当MCU获得外设的ID号后，会通过网络接口将该ID号发送给上位机，上位机收到该ID号后会查找与该ID号对应的外设信息。

接下来，对本发明控制器的识别过程做进一步介绍。当工作人员将外设与控制器的接口相连后，控制器检测到连接后会通过接口向外设发送查询指令，外设内的ID芯片收到该查询指令后会通过通讯接口将ID芯片内的ID号发送给控制器，控制器收到该ID号后，会查询存储模块内的数据库，或者将该ID号通过网络接口发送给远端的上位机，通过查找数据库获得与该ID号相对应的外设信息，上位机查找到对应的信息后会将该信息发送给控制器，控制器也可以将从存储模块或上位机获得的该信息显示给工作人员，这样工作人员便了解到该芯片的型号、使用方法等。例如对于ID为570201399701的温度传感器，查询后会将表1中的信息显示给工作人员。

MCU获得外设的信息后会判断该外设的连接是否正确。具体而言，MCU将获得的外设信息与外设的实际连接情况进行对比，从而判断外设连接是否正确。例如对于温度传感器而言，MCU获得的外设信息如表1所示，而MCU是从2#接口获得的该传感器的ID号，则由于外设信息中该温度传感器应连接于1#接口，而实际传感器连接至了2#接口，由此MCU判断该外设连接错误。进一步的，可以在外设接口附近设置对应的指示灯，当该接口连接正确时点亮相应的指示灯。例如可以通过红灯表示连接错误，绿灯表示连接正确。对于上述连接错误的温度传感器而言，2#外设接口的红灯就会点亮，从而表示该外设连接错误。还可以设置扬声器，当出现连接错误时发出声响提示，从而提醒工作人员进行调整。当MCU判断外设连接正确后会将连接信息发送给上位机，从而用户可以在上位机上对该外设进行操作。例如对于伺服电机而言，当上位机获得连接信息后可以通过向MCU发送驱动指令，使得MCU驱动伺服电机运转。

本发明中当带有数字ID的外设连接到控制器上时，控制器会获取外设的ID，并判断模块的连接是否正确，控制器接口处会有不同颜色的LED指示连接的情况，如果连接错误还有的声音提醒，如果正确的话会将连接信息发送给上位机。可以想到的是，ID芯片内除了可以烧录传感器的ID号外，还可以烧录例如传感器的名称、连接方法等信息，这些信息同样可以通过通讯接口读出，在此不再赘述。外设与控制器之间的通讯可以采用有线、无线等方式，例如可以采用串口通讯、射频、红外等通讯手段，这些均为现有技术。本发明通过在外设内设置ID芯片，通过控制器读取该ID芯片信息，从而使得控制器可以实现对不同外设的识别，使得用户可以方便的获取外设信息。这样极大的方便了用户的使用，也可以避免外设连接错误的情况。

实施例二

请参阅图3，本发明还提供一种外设识别方法，具体包括：

S100：连接外设至控制器；

S200：控制器检测到有外设接入后，发出查询指令至该外设内置的ID芯片；

S300：所述ID芯片响应该查询指令，向控制器发送该外设的ID号；

S400：所述控制器根据该ID号，查找预存储的数据库内与该ID号相对应的外设信息；

S500：根据该外设信息判断该外设连接是否正确。

所述步骤S500还包括，S501：若连接正确则将连接信息发送至上位机。S502：若连接正确则点亮代表正确连接的指示灯，若连接错误则点亮代表错误连接的指示灯。S503：若连接错误则发出声响提示。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种具有识别功能的机器人控制器，其特征在于，包括MCU、多个外设接口、以及网络接口；所述MCU通过网络接口与上位机连接；所述MCU通过所述外设接口与外设连接，所述外设内设置后ID芯片，所述MCU可读取该ID芯片内所存储的该外设的识别码。

2.根据权利要求1所述的机器人控制器，其特征在于，所述MCU定时查询所述多个外设接口的连接情况，当检测到外设连接时，则通过该外设接口向已连接的外设发送查询指令。

3.根据权利要求2所述的机器人控制器，其特征在于，所述ID芯片接收到查询指令后响应该查询指令，将所述识别码号发送出去。

4.根据权利要求1所述的机器人控制器，其特征在于，还包括存储模块，所述存储模块内存储有所述外设的外设信息，所述外设信息至少包含该外设的识别码。

5.根据权利要求1所述的机器人控制器，其特征在于，所述控制器通过所述网络接口将读取的所述识别码发送给所述上位机；所述上位机内存储有所述外设的外设信息，所述外设信息至少包含该外设的识别码。

6.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述MCU根据所读取的识别码判断该外设是否正确连接。

7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述判断该外设是否正确连接包括比较预存储的外设信息与外设的实际连接信息判断该外设是否正确连接。

8.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，还包括指示所述外设是否正确连接的指示灯或扬声器，所述指示灯或扬声器与所述MCU连接。

9.一种机器人外设识别方法，其特征在于，包括：

S100：连接外设至控制器；

S200：控制器检测到有外设接入后，发出查询指令至该外设内置的ID芯片；

S300：所述ID芯片响应该查询指令，向控制器发送该外设的ID号；

S400：所述控制器根据该ID号，查找预存储的数据库内与该ID号相对应的外设信息；

S500：根据该外设信息判断该外设连接是否正确。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S500包括，S501：若连接正确则将连接信息发送至上位机；或S502：若连接正确则点亮代表正确连接的指示灯，若连接错误则点亮代表错误连接的指示灯；或S503：若连接错误则发出声响提示。