CN110687910A - 设备控制方法和装置、存储介质及下位机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设备控制方法和装置、存储介质及下位机。其中，该方法包括：接收工控机发送的指令；在指令为操作指令的情况下，基于操作指令，对设备进行相应操作，并发送响应数据至工控机；在指令为查询指令的情况下，发送查询结果至工控机，其中，查询结果至少包括：设备的固件版本信息。本发明解决了相关技术中设备控制灵活性较差、成本较高的技术问题。

Description

设备控制方法和装置、存储介质及下位机

技术领域

本发明涉及无人驾驶汽车领域，具体而言，涉及一种设备控制方法和装置、存储介质及下位机。

背景技术

在无人驾驶汽车领域中，为了实现自动驾驶，需要在车辆上安装大量传感器，并通过工控机对所有传感器进行控制，并获取所有传感器采集到的数据。但是，现有无人驾驶汽车直接采购多种传感器进行集成，连线复杂，中间还需要很多其他的转接设备，导致无人驾驶汽车稳定性较差，控制不灵活，成本较高。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种设备控制方法和装置、存储介质及下位机，以至少解决相关技术中设备控制灵活性较差、成本较高的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种设备控制方法，包括：接收工控机发送的指令；在指令为操作指令的情况下，基于操作指令，对设备进行相应操作，并发送响应数据至工控机；在指令为查询指令的情况下，发送查询结果至工控机，其中，查询结果至少包括：设备的固件版本信息。

进一步地，在指令为操作指令的情况下，上述方法还包括：获取操作指令中的地址码和功能码；判断地址码与预设地址码是否一致；如果一致，则基于功能码对设备进行相应操作，得到响应数据。

进一步地，基于功能码对设备进行相应操作，得到响应数据包括：基于功能码，确定操作指令的类型；在类型为读操作类型的情况下，从设备中读取操作指令对应的数据，得到响应数据；在类型为写操作类型的情况下，基于操作指令向设备中写入相应的数据，并确定响应数据为写操作完成。

进一步地，在接收工控机发送的指令之前，上述方法还包括：按照复位顺序依次控制多个设备复位；判断多个设备是否复位成功；在多个设备复位成功之后，接收指令。

进一步地，按照复位顺序依次控制多个设备复位包括：上电后进入使能状态，并获取下一个待复位的设备；切换使能状态至复位状态，判断下一个待复位的设备是否复位成功；如果是，则切换复位状态至等待状态，并在等待预设时间之后，切换等待状态至使能状态。

进一步地，判断下一个待复位的设备是否复位成功包括：获取下一个待复位的设备的当前状态和初始状态；将当前状态与初始状态进行比较；在当前状态与初始状态相同的情况下，确定下一个待复位的设备复位成功。

进一步地，在多个设备复位成功之后，上述方法还包括：判断是否返回正常工作状态；如果是，则切换使能状态至接收状态，并接收指令；如果否，则切换使能状态至等待状态。

进一步地，在对设备操作完成之后，将接收状态切换为发送状态；在发送响应数据之后，将发送状态切换为接收状态。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种设备控制装置，包括：接收模块，用于接收工控机发送的指令；第一操作模块，用于在指令为操作指令的情况下，基于操作指令，对设备进行相应操作，并发送响应数据至工控机；第二操作模块，用于在指令为查询指令的情况下，发送查询结果至工控机，其中，查询结果至少包括：设备的固件版本信息。

进一步地，上述装置还包括：获取模块，用于获取操作指令中的地址码和功能码；判断模块，用于判断地址码与预设地址码是否一致；第一操作模块还用于如果一致，则基于功能码对设备进行相应操作，得到响应数据。

进一步地，第一操作模块包括：确定单元，用于基于功能码，确定操作指令的类型；读单元，用于在类型为读操作类型的情况下，从设备中读取操作指令对应的数据，得到响应数据；写单元，用于在类型为写操作类型的情况下，基于操作指令向设备中写入相应的数据，并确定响应数据为写操作完成。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序执行上述的设备控制方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种下位机，包括存储器和处理器，处理器用于运行存储器中存储的程序，其中，程序运行时上述的设备控制方法。

在本发明实施例中，在接收到工控机发送的指令之后，可以对指令进行判断，在指令为操作指令的情况下，基于操作指令，对设备进行相应操作，并发送响应数据至工控机；在指令为查询指令的情况下，发送设备的固件版本信息至工控机，从而达到了提高设备集成度和控制灵活性，降低控制成本的技术效果，进而解决了相关技术中设备控制灵活性较差、成本较高的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种设备控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的MODBUS-RTU协议的数据帧格式的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的N-Box2下位机通道控制的流程图；

图4是根据本发明实施例的一种可选的N-Box2下位机状态机跳转的示意图；以及

图5是根据本发明实施例的一种设备控制装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种设备控制方法，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。

图1是根据本发明实施例的一种设备控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，接收工控机发送的指令。

具体地，工控机即工业计算机IPC(Industry Personal Computer),用于无人驾驶汽车的控制、数据采集等工作。

步骤S104，在指令为操作指令的情况下，基于操作指令，对设备进行相应操作，并发送响应数据至工控机。

具体地，上述的操作指令可以包括：对设备进行控制的控制指令，获取设备采集数据的采集指令等。上述的响应数据可以是对设备进行操作而得到的数据，例如，在操作指令为控制指令的情况下，响应数据可以是设备执行情况的数据；在操作指令为采集指令的情况下，响应数据可以是设备采集到的数据。

步骤S106，在指令为查询指令的情况下，发送查询结果至工控机，其中，查询结果至少包括：设备的固件版本信息。

具体地，为了保证烧入设备内固件版本方便后期查询和维护更新，工控机需要发送查询设备固件版本的查询指令。查询结果不仅仅包括设备的固件版本信息，还包括：硬板版本、githash、编译时间和维护人员等信息。

在一种可选的方案中，可以通过N-Box2下位机实现无人驾驶汽车的大部分传感器集成，N-Box2下位机主要实现设备上下电控制，通道控制和版本查询等功能。在接收到IPC发出的指令之后，可以判断指令类型，当为操作指令时实现通道控制功能；当为查询指令时实现版本查询功能。

采用本发明上述实施例，在接收到工控机发送的指令之后，可以对指令进行判断，在指令为操作指令的情况下，基于操作指令，对设备进行相应操作，并发送响应数据至工控机；在指令为查询指令的情况下，发送设备的固件版本信息至工控机，从而达到了提高设备集成度和控制灵活性，降低控制成本的技术效果，进而解决了相关技术中设备控制灵活性较差、成本较高的技术问题。

可选地，本发明上述实施例中，在指令为操作指令的情况下，该方法还包括：获取操作指令中的地址码和功能码；判断地址码与预设地址码是否一致；如果一致，则基于功能码对设备进行相应操作，得到响应数据。

具体地，工控机与N-Box下位机的数据通信采用MODBUS-RTU协议，Modbus RTU是一种紧凑的，采用二进制表示数据的方式。其数据帧格式如图2所示，主要包括：地址码、Modbus PDU(协议数据单元，Protocol Data Unit)、CRC(循环冗余校验码，CyclicRedundancy Check)，其中，PDU由功能码和Modbus帧的数据段组成。

在一种可选的方案中，如图3所示，为了确保指令的安全性，N-Box2下位机在接收到IPC发送的指令之后，可以解析得到地址码，对比地址码与本机地址码(即上述的预设地址码)是否一致，如果一致，进一步可以通过功能码判断，对指令响应响应操作。

可选地，本发明上述实施例中，基于功能码对设备进行相应操作，得到响应数据包括：基于功能码，确定操作指令的类型；在类型为读操作类型的情况下，从设备中读取操作指令对应的数据，得到响应数据；在类型为写操作类型的情况下，基于操作指令向设备中写入相应的数据，并确定响应数据为写操作完成。

具体地，功能码可以分为两种类型，一种是读操作类型，该类型的操作指令为采集指令；另一种是写操作类型，该类型的操作指令为控制指令。

在一种可选的方案中，如图3所示，N-Box2下位机通过对功能码解析，可以确定工控机发送的指令的具体类型，从而确定工控机需要控制设备还是读取设备采集到的数据，进一步对设备进行相应的操作。

可选地，本发明上述实施例中，在接收工控机发送的指令之前，该方法还包括：按照复位顺序依次控制多个设备复位；判断多个设备是否复位成功；在多个设备复位成功之后，接收指令。

具体地，上述的复位可以是指对设备初始化，将设备切换至初始状态，由于不同设备的初始状态相同，有的设备初始状态为开启，有的设备初始状态为关闭，因此，可以通过对设备进行上下电控制完成设备初始化。

在一种可选的方案中，N-Box2下位机可以根据各个设备的特点，间隔不同时间进行上下电控制，在设备初始化完成后，进入接收状态，等待工控机发送指令。

可选地，本发明上述实施例中，按照复位顺序依次控制多个设备复位包括：上电后进入使能状态，并获取下一个待复位的设备；切换使能状态至复位状态，判断下一个待复位的设备是否复位成功；如果是，则切换复位状态至等待状态，并在等待预设时间之后，切换等待状态至使能状态。

具体地，上述的预设状态可以是根据各个设备特点确定的间隔时间。

在一种可选的方案中，N-Box2下位机可以采用状态跳转的方式实现各个设备复位，如图4所示，可以包括五个状态，分别为IDLE空闲状态、PORTEN使能状态、PORTRST复位状态、DELAY等待状态和DONE完成状态，其中，PORTEN通过设备表维护设备的复位顺序。

N-Box2下位机上电后进入IDLE状态，随即跳转到PORTEN状态。N-Box2下位机进入PORTEN状态后，从设备表中读取下一设备，然后进入PORTRST状态。N-Box2下位机进入PORTRST状态之后，对相关设备进行复位。在设备复位正常之后，N-Box2下位机进入DELAY状态，等待时间到达之后，返回PORTEN状态，继续从设备表读取下一设备，直至所有设备复位完成。

可选地，本发明上述实施例中，判断下一个待复位的设备是否复位成功包括：获取下一个待复位的设备的当前状态和初始状态；将当前状态与初始状态进行比较；在当前状态与初始状态相同的情况下，确定下一个待复位的设备复位成功。

在一种可选的方案中，如图4所示，PORTRST状态通过状态表来维护设备的初始状态，例如，reg[15:0]status_table＝16'b1111_0000_1111_0000，其中每一位代表一个设备，0,1代表其是否开启。在对设备进行复位操作之后，可以判断设备的状态是否切换为初始状态，如果是，则确定设备上电正常。

可选地，本发明上述实施例中，在多个设备复位成功之后，该方法还包括：判断是否返回正常工作状态；如果是，则切换使能状态至接收状态，并接收指令；如果否，则切换使能状态至等待状态。

在一种可选的方案中，如图4所示，N-Box2下位机每次进入PORTEN状态之后，首先判断是否还有未复位的设备，如果有，则进入PORTRST状态，如果没有，也即所有设备均完成复位，则进一步判断是否返回正常工作状态，如果否，则进入DELAY状态继续等待；如果是，则进入DONE状态，完成上下电控制功能。

可选地，本发明上述实施例中，在对设备操作完成之后，将接收状态切换为发送状态；在发送响应数据之后，将发送状态切换为接收状态。

在一种可选的方案中，如图3所示，N-Box2下位机上电处于接收状态，在完成操作之后，可以将状态切换为发送状态，对工控机进行回复，也即，向工控机发送响应数据，然后再切换为接收状态。

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种设备控制装置。

可选地，该装置可以执行上述实施例1中的设备控制方法，该装置的优选实现方式与实施例1相同，在此不做赘述。

图5是根据本发明实施例的一种设备控制装置的示意图，如图5所示，该装置包括：接收模块52、第一操作模块54和第二操作模块56。

其中，接收模块52用于接收工控机发送的指令；第一操作模块54用于在指令为操作指令的情况下，基于操作指令，对设备进行相应操作，并发送响应数据至工控机；第二操作模块56用于在指令为查询指令的情况下，发送查询结果至工控机，其中，查询结果至少包括：设备的固件版本信息。

采用本发明上述实施例，在接收到工控机发送的指令之后，可以对指令进行判断，在指令为操作指令的情况下，基于操作指令，对设备进行相应操作，并发送响应数据至工控机；在指令为查询指令的情况下，发送设备的固件版本信息至工控机，从而达到了提高设备集成度和控制灵活性，降低控制成本的技术效果，进而解决了相关技术中设备控制灵活性较差、成本较高的技术问题。

可选地，本发明上述实施例中，该装置还包括：获取模块和判断模块。

其中，获取模块用于获取操作指令中的地址码和功能码；判断模块用于判断地址码与预设地址码是否一致；第一操作模块还用于如果一致，则基于功能码对设备进行相应操作，得到响应数据。

可选地，本发明上述实施例中，第一操作模块包括：确定单元、读单元和写单元。

其中，确定单元用于基于功能码，确定操作指令的类型；读单元用于在类型为读操作类型的情况下，从设备中读取操作指令对应的数据，得到响应数据；写单元用于在类型为写操作类型的情况下，基于操作指令向设备中写入相应的数据，并确定响应数据为写操作完成。

可选地，本发明上述实施例中，该装置还包括：控制模块。

其中，控制模块还按照复位顺序依次控制多个设备复位；判断模块还用于判断多个设备是否复位成功；接收模块还用于在多个设备复位成功之后，接收指令。

可选地，本发明上述实施例中，控制模块包括：获取单元、判断单元和等待单元。

其中，获取单元用于上电后进入使能状态，并获取下一个待复位的设备；判断单元用于切换使能状态至复位状态，判断下一个待复位的设备是否复位成功；等待单元用于如果是，则切换复位状态至等待状态，并在等待预设时间之后，切换等待状态至使能状态。

可选地，本发明上述实施例中，判断单元包括：获取子单元、比较子单元和确定子单元。

其中，获取子单元用于获取下一个待复位的设备的当前状态和初始状态；比较子单元用于将当前状态与初始状态进行比较；确定子单元用于在当前状态与初始状态相同的情况下，确定下一个待复位的设备复位成功。

可选地，本发明上述实施例中，控制模块还包括：接收单元。

其中，判断单元还用于判断是否返回正常工作状态；接收单元用于如果是，则切换使能状态至接收状态，并接收指令；等待单元还用于如果否，则切换使能状态至等待状态。

可选地，本发明上述实施例中，该装置还包括：切换模块。

其中，切换模块用于在对设备操作完成之后，将接收状态切换为发送状态；在发送响应数据之后，将发送状态切换为接收状态。

实施例3

根据本发明实施例，提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序执行上述实施例1中的设备控制方法。

实施例4

根据本发明实施例，提供了一种下位机，包括存储器和处理器，处理器用于运行存储器中存储的程序，其中，程序运行时上述实施例1中的设备控制方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种设备控制方法，其特征在于，包括：

接收工控机发送的指令；

在所述指令为操作指令的情况下，基于所述操作指令，对设备进行相应操作，并发送响应数据至所述工控机；

在所述指令为查询指令的情况下，发送查询结果至所述工控机，其中，所述查询结果至少包括：所述设备的固件版本信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述指令为所述操作指令的情况下，所述方法还包括：

获取所述操作指令中的地址码和功能码；

判断所述地址码与预设地址码是否一致；

如果一致，则基于所述功能码对所述设备进行相应操作，得到所述响应数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述功能码对所述设备进行相应操作，得到所述响应数据包括：

基于所述功能码，确定所述操作指令的类型；

在所述类型为读操作类型的情况下，从所述设备中读取所述操作指令对应的数据，得到所述响应数据；

在所述类型为写操作类型的情况下，基于所述操作指令向所述设备中写入相应的数据，并确定所述响应数据为写操作完成。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在接收工控机发送的指令之前，所述方法还包括：

按照复位顺序依次控制多个设备复位；

判断所述多个设备是否复位成功；

在所述多个设备复位成功之后，接收所述指令。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，按照复位顺序依次控制多个设备复位包括：

上电后进入使能状态，并获取下一个待复位的设备；

切换所述使能状态至复位状态，判断所述下一个待复位的设备是否复位成功；

如果是，则切换所述复位状态至等待状态，并在等待预设时间之后，切换所述等待状态至所述使能状态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，判断所述下一个待复位的设备是否复位成功包括：

获取所述下一个待复位的设备的当前状态和初始状态；

将所述当前状态与所述初始状态进行比较；

在所述当前状态与所述初始状态相同的情况下，确定所述下一个待复位的设备复位成功。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述多个设备复位成功之后，所述方法还包括：

判断是否返回正常工作状态；

如果是，则切换所述使能状态至接收状态，并接收所述指令；

如果否，则切换所述使能状态至所述等待状态。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

在对所述设备操作完成之后，将所述接收状态切换为发送状态；

在发送所述响应数据之后，将所述发送状态切换为所述接收状态。

9.一种设备控制装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收工控机发送的指令；

第一操作模块，用于在所述指令为操作指令的情况下，基于所述操作指令，对设备进行相应操作，并发送响应数据至所述工控机；

第二操作模块，用于在所述指令为查询指令的情况下，发送查询结果至所述工控机，其中，所述查询结果至少包括：所述设备的固件版本信息。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

获取模块，用于获取所述操作指令中的地址码和功能码；

判断模块，用于判断所述地址码与预设地址码是否一致；

所述第一操作模块还用于如果一致，则基于所述功能码对所述设备进行相应操作，得到所述响应数据。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一操作模块包括：

确定单元，用于基于所述功能码，确定所述操作指令的类型；

读单元，用于在所述类型为读操作类型的情况下，从所述设备中读取所述操作指令对应的数据，得到所述响应数据；

写单元，用于在所述类型为写操作类型的情况下，基于所述操作指令向所述设备中写入相应的数据，并确定所述响应数据为写操作完成。

12.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求1至8中任意一项所述的设备控制方法。

13.一种下位机，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器用于运行所述存储器中存储的程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至8中任意一项所述的设备控制方法。

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