CN111801656B - 机器人控制系统、心跳监测方法及监测模块、存储介质 - Google Patents

Abstract

一种机器人控制系统、心跳监测方法及监测模块(703)、存储介质(801)，心跳监测方法包括接收被监测模块(708)发送的被采样信号(B)，利用采样信号(A)对被采样信号(B)进行采样；获取当前采样时刻(t1，t2，t3，t4)被采样信号(B)的信号值(401，501，601)，将上一采样时刻(t1，t2，t3，t4)被采样信号(B)的信号值(401，501，601)存入多级寄存器中的第一级寄存器(402，502，602)作为当前采样时刻第一级寄存器的信号值，将多级寄存器中的第n级寄存器在上一采样时刻的信号值存入多级寄存器的第n+1级寄存器作为当前采样时刻的第n+1级寄存器的信号值；在预设时间内比较同一采样时刻(t1，t2，t3，t4)下多级寄存器中相邻两级寄存器的信号值，若存在相邻两级寄存器的信号值不同的情况，则确定被监测模块存在心跳信号。这一设计能有效避免因易受外界环境的干扰导致信号漏采而引发误报警的问题。

Description

机器人控制系统、心跳监测方法及监测模块、存储介质

技术领域

本申请涉及工业控制技术领域，特别是一种机器人控制系统、心跳监测方法及监测模块、存储介质。

背景技术

心跳监测是一种在工业机器人控制系统中用于判定被监测模块是否处于正常状态的手段。工业机器人控制系统一般要求安全等级较高，因此会设计有单独的安全模块用于监测如逻辑控制模块、主控模块、驱动模块、电源模块等被监测模块的健康状态。监测机制是：被监测模块发送一路稳定的心跳信号，一般是24V方波信号20～5000Hz，由安全模块统一监测，当出现心跳信号丢失时，安全模块则确定被监测模块出现了异常状态，会执行安全停止动作，以保证安全。

现有的心跳监测方法是安全模块发出采样信号、被监测模块发出被采样信号。寄存器位于安全模块中，利用采样信号对被采样信号进行采样，获取被采样信号的信号值，寄存器寄存该信号值，对比同一时刻获取的该信号值与寄存器的寄存值，若同一时刻获取的该信号值与寄存器的寄存值不同，确定心跳存在。图1是现有技术机器人心跳监测方法一实施方式的原理示意图。波形A为采样信号，波形B为被采样信号，图1中t1、t2、t3为采样时刻，采样时刻获取的被采样信号的信号值用101表示，采样时刻寄存器的寄存值用102表示。在t1时刻，获取的被采样信号的信号值101为0，寄存器初始的寄存值102为0；在t2时刻，获取的被采样信号的信号值101为1，寄存器将该信号值1存入自身，但由于寄存器具备延时特性，即寄存器需要一段时间才能将获取的该信号值1存入自身，这段时间称为时间窗，在时间窗过后，寄存器才能将获取的被采样信号的信号值存入自身，且寄存器的时间窗小于采样信号的采样周期，即在t2时刻寄存器来不及将获取的该信号值1存入自身，但会在下一采样时刻t3之前将该信号值1存入自身，故t2时刻获取的被采样信号的信号值和寄存器的寄存值分别为1和0；在t3时刻，获取的被采样信号的信号值和寄存器的寄存值分别为1和1。在采样时刻触发判断被采样信号的信号值101与寄存器的寄存值102是否相同，若不同确定被监测模块的心跳存在，若相同确定被监测模块的心跳不存在。由于在t1时刻获取的被采样信号的信号值101和寄存器的寄存值102相同，确定t1时刻被监测模块心跳不存在；t2时刻获取的被采样信号的信号值101和寄存器的寄存值102不同，确定t2时刻被监测模块心跳存在；t3时刻获取的被采样信号的信号值101和寄存器的寄存值102相同，确定t3时刻被监测模块心跳不存在。

图2是现有技术机器人心跳监测方法中亚稳态的判断原理图。在机器人的检测系统中，安全模块与被监测模块之间相对独立，时钟信号不同源且通常是跨板信号，因此采样信号和被采样信号的方波存在亚稳态，相位差不稳定，极易受干扰，芯片器件性能会受到影响。如图2所示，会出现t2采样时刻，由于出现温度冲击或强电磁干扰，被采样信号B由高位状态跳变为低位状态，即被采样信号由1跳变为0，t2时刻获取的被采样信号的信号值201跳变为0，由于寄存器需要经时间窗t才能完成对信号值0的寄存，且在时间窗t内冲击结束，即经时间窗t后被采样信号恢复为高位状态，所以在t2时刻获取的被采样信号的信号值201为0，且t2时刻寄存器的寄存值202等于上一t1时刻获取的被采样信号的信号值0；在t3时刻获取的被采样信号的信号值201为1，且t3时刻寄存器的寄存值202等于t2时刻后经时间窗t时存入自身的值1，同时在采样时刻触发判断被监测模块的心跳是否存在。由上述可知，现有技术会导致心跳监测过程中，在t2时刻，获取的被监测模块的信号值201和寄存器的寄存值202均为0，在t3时刻，获取的被监测模块的信号值201和寄存器的寄存值202均直接跳变为1，从而出现信号漏采，导致安全模块误判被监测模块的心跳信号不存在。故采用现有心跳监测方法时会出现由于外界环境的变化导致判断状态值突变的情况，从而导致信号漏采并引发错误报警。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是现有心跳监测时容易受到外界环境的干扰导致信号漏采而引发的误报警的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的第一个技术方案是：提供一种机器人控制系统的心跳监测方法，该心跳监测方法包括：接收被监测模块发送的被采样信号，利用采样信号对被采样信号进行采样；在当前采样时刻，获取当前采样时刻的被采样信号的信号值，将上一采样时刻的被采样信号的信号值存入多级寄存器中的第一级寄存器作为当前采样时刻的第一级寄存器的信号值，将多级寄存器中的第n级寄存器在上一采样时刻的信号值存入多级寄存器的第n+1级寄存器作为当前采样时刻的第n+1级寄存器的信号值，其中n为区间[1，k]中的整数，k+1为多级寄存器的级数；在预设时间内比较同一采样时刻下多级寄存器中相邻两级寄存器的信号值，若存在相邻两级寄存器的信号值不同的情况，则确定被监测模块存在心跳信号。

为解决上述技术问题，本申请采用的第二个技术方案是：提供一种机器人控制系统用的心跳监测模块，该心跳监测模块包括多级寄存器、采样时钟源和处理器，多级寄存器之间信号连接，采样时钟源提供采样信号，处理器在工作时执行如下步骤：接收被监测模块发送的被采样信号，利用采样信号对被采样信号进行采样；在当前采样时刻，获取当前采样时刻的被采样信号的信号值，将上一采样时刻的被采样信号的信号值存入多级寄存器中的第一级寄存器作为当前采样时刻的第一级寄存器的信号值，将多级寄存器中的第n级寄存器在上一采样时刻的信号值存入多级寄存器的第n+1级寄存器作为当前采样时刻的第n+1级寄存器的信号值，其中n为区间[1，k]中的整数，k+1为多级寄存器的级数；在预设时间内比较同一采样时刻下多级寄存器中相邻两级寄存器的信号值，若存在相邻两级寄存器的信号值不同的情况，则确定被监测模块存在心跳信号。

为解决上述技术问题，本申请采用的第三个技术方案是：提供一种机器人控制系统，包括被监测模块以及如上任一所述的心跳监测模块，心跳监测模块与被监测模块连接，心跳监测模块用于判断被监测模块是否存在心跳信号。

为解决上述技术问题，本申请采用的第四个技术方案是：提供一种存储介质，存储有程序数据，程序数据能够被执行以实现上述任一所述的心跳监测方法。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请引入多级寄存器判断机制，在当前采样时刻获取被采样信号的信号值，并将上一采样时刻的被采样信号的信号值存入多级寄存器中的第一级寄存器作为当前采样时刻的第一级寄存器的信号值，将多级寄存器中的第n级寄存器在上一采样时刻的信号值存入多级寄存器的第n+1级寄存器作为当前采样时刻的第n+1级寄存器的信号值，再比较同一采样时刻的相邻两级寄存器的信号值，若相邻两级寄存器的信号值不同则确定存在心跳信号，能有效避免因易受到外界环境的干扰导致信号漏采而引发的误报警的问题，进而能提高对外界温度变化和磁场干扰的抵抗能力。

附图说明

图1是现有技术机器人心跳监测方法一实施方式的原理示意图；

图2是现有技术机器人心跳监测方法中亚稳态的判断原理图；

图3是本申请提供的心跳监测方法一实施方式的流程示意图；

图4是本申请提供的心跳监测方法第一实施方式的原理示意图；

图5是本申请提供的心跳监测方法第二实施方式的原理示意图；

图6是本申请提供的心跳监测方法一实施方式的亚稳态过滤作用的原理示意图；

图7是本申请提供的机器人控制系统一实施方式的结构示意图；

图8是本申请提供的存储介质一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，均属于本申请保护的范围。

参阅图3，图3是本申请提供的心跳监测方法一实施方式的流程示意图，该方法包括：

S301：接收被监测模块发送的被采样信号，利用采样信号对被采样信号进行采样。

本实施方式中，被监测模块提供被采样信号，心跳监测模块提供采样信号，采样信号的频率大于被采样信号频率的2～4倍。多级寄存器位于心跳监测模块中，本申请中的多级寄存器的级数为两级或两级以上。

在一具体实施方式中，采样信号为方波信号，采样时刻为方波信号的上升沿时刻。在其他实施方式中也可设置采样时刻为方波信号的下降沿时刻或不同于上升沿和下降沿的其他时刻，在另外的实施方式中也可设置采样信号不为方波信号，本申请对此不做具体限定。

请参阅图4，图4是本申请提供的心跳监测方法第一实施方式的原理示意图。被采样信号B波形位于高位态时，被采样信号B的信号值为1，位于低位态时，被采样信号B的信号值为0。本申请的所有实施方式中，采样值只是用来区分被采样信号B的波形状态，信号值并不限定为1和0。本实施方式中，被采样信号B由被监测模块中的被采样时钟源提供，采样信号由心跳监测模块中采样时钟源提供。被采样信号为2kHz的B方波信号，采样信号为10kHz的A方波信号。在A方波信号的上升沿对B方波信号进行采样，A方波信号的上升沿对应的时刻为采样时刻，在采样时刻对B方波信号进行采样。B方波信号的高位态和低位态分别用1和0表示，其他实施例中也可用其他值来表示，在此不做限定。

在其他实施方式中，被采样信号频率可以不为2kHz，采样信号可以不为10kHz，但采样信号A频率大于被采样信号B频率的2～4倍。被采样信号B与采样信号A的频率可以根据具体情况设置，只要保证倍数关系即可，在此不作具体限定。

由于采样信号A与被采样信号B的时钟源不同，在跨时钟域的信号传输过程中，可能出现亚稳态的情况，在一具体实施方式中，通过将采样时钟源与被采样时钟源经过同步器的同步处理，能减小亚稳态传播下去的概率。

S302：在当前采样时刻，获取当前采样时刻的被采样信号的信号值，将上一采样时刻的被采样信号的信号值存入多级寄存器中的第一级寄存器作为当前采样时刻的第一级寄存器的信号值，将多级寄存器中的第n级寄存器在上一采样时刻的信号值存入多级寄存器的第n+1级寄存器作为当前采样时刻的第n+1级寄存器的信号值，其中n为区间[1，k]中的整数，k+1为多级寄存器的级数。

请继续参阅图4，该实施方式中，k的值为1，多级寄存器的级数为两级，即包括第一级寄存器402和第二级寄存器403。在当前采样时刻，将上一采样时刻的被采样信号的信号值存入第一级寄存器402作为当前采样时刻的第一级寄存器402的信号值，将第一级寄存器402在上一采样时刻的信号值存入第二级寄存器403作为当前采样时刻的第二级寄存器403的信号值。

具体地，以采样信号A的上升沿时刻为采样时刻，在当前采样时刻t1，对被采样信号B进行采样，此时被采样信号B为低位态，即采样时刻t1对应的被采样信号B的信号值401为0，且采样时刻t1对应的第一级寄存器402和第二级寄存器403的初始值均为0；在当前采样时刻t2，对被采样信号B进行采样，采样时刻t2对应的被采样信号B的信号值401为1，将上一采样时刻t1的被采样信号B的信号值0存入第一级寄存器402作为t2时刻的第一级寄存器402的信号值，即t2时刻第一级寄存器402的信号值为0，并将第一级寄存器402在上一采样时刻t1的信号值0存入第二级寄存器403作为t2时刻的第二级寄存器403的信号值，即t2时刻第二级寄存器403的信号值为0；在当前采样时刻t3，采样时刻t3对应的被采样信号B的信号值401为1，将采样时刻t2的被采样信号B的信号值1存入第一级寄存器402作为t3时刻的第一级寄存器402的信号值，即t3时刻第一级寄存器402的信号值为1，并将第一级寄存器402在t2时刻的信号值0存入第二级寄存器403作为t3时刻的第二级寄存器403的信号值，即t3时刻第二级寄存器403的信号值为0；在当前采样时刻t4，采样时刻t4对应的被采样信号B的信号值401为1，将采样时刻t3的被采样信号B的信号值1存入第一级寄存器402作为t4时刻的第一级寄存器402的信号值，即t4时刻第一级寄存器402的信号值为1，并将第一级寄存器402在t3时刻的信号值1存入第二级寄存器403作为t4时刻的第二级寄存器403的信号值，即t4时刻第二级寄存器403的信号值为1。

请参阅图5，图5是本申请提供的心跳监测方法第二实施方式的原理示意图，与图4中不同的是，本实施方式中，k的值为2，寄存器的级数为三级，即图5中的寄存器包括第一级寄存器502、第二级寄存器503和第三级寄存器504。在当前采样时刻，将上一采样时刻的被采样信号B的信号值存入第一级寄存器502作为当前采样时刻的第一级寄存器502的信号值，将第一级寄存器502在上一采样时刻的信号值存入第二级寄存器503作为当前采样时刻的第二级寄存器503的信号值，将第二级寄存器503在上一采样时刻的信号值存入第三级寄存器504作为当前采样时刻的第三级寄存器504的信号值。

具体地，在当前采样时刻t1，被采样信号B的信号值501为0，第一级寄存器502、第二级寄存器503和第三级寄存器504的初始信号值均为0；在时刻t2，被采样信号B的信号值为1，将t1时刻被采样信号B的信号值0存入第一级寄存器502作为t2时刻第一级寄存器502的信号值，即t2时刻第一级寄存器502的信号值为0，将第一级寄存器502在t1时刻的信号值0存入第二级寄存器503作为t2时刻第二级寄存器503的信号值，并将第二寄存器503在t1时刻的信号值0存入第三级寄存器504作为t2时刻第三级寄存器504的信号值；在时刻t3，被采样信号B的信号值为1，根据上述相同的方法得到t3时刻第一级寄存器502、第二级寄存器503、第三级寄存器504的信号值分别为1、0、0；在t4时刻，被采样信号的信号值为1，根据上述相同的方法得到t4时刻第一级寄存器502、第二级寄存器503、第三级寄存器504的信号值分别为1、1、0；在t5时刻，被采样信号的信号值为1，根据上述相同的方法得到t5时刻第一级寄存器502、第二级寄存器503、第三级寄存器504的信号值分别为1、1、1。

在另外的实施方式中，寄存器的级数还可以为不同于两级和三级的其他级数，本申请不做具体限定。

步骤303：在预设时间内比较同一采样时刻下多级寄存器中相邻两级寄存器的信号值，若存在相邻两级寄存器的信号值不同的情况，则确定被监测模块存在心跳信号。

请继续参阅图4，在预设时间内比较同一采样时刻t1下第一级寄存器402和第二级寄存器403的信号值，由于t1时刻第一级寄存器402和第二级寄存器403的信号值均为0，则确定t1时刻被监测模块不存在心跳信号；在时刻t2，由于相邻的第一级寄存器402和第二级寄存器403的信号值相同为0，则确定t2时刻被监测模块不存在心跳信号；在t3时刻，由于相邻的第一级寄存器402和第二级寄存器403的信号值分别为1和0，即相邻第一级寄存器402和第二级寄存器403的信号值不同，则确定t3时刻被监测模块存在心跳信号；在t4时刻，由于相邻的第一级寄存器402和第二级寄存器403的信号值相同为1，则确定t4时刻被监测模块不存在心跳信号。即本实施方式中，同一采样时刻下若第一级寄存器402的信号值为0且第二级寄存器403的信号值为1，或若第一级寄存器402的信号值为1且第二级寄存器403的信号值为0，则确定被监测模块存在心跳信号。

在图5中，通过判断同一采样时刻下相邻的第二级寄存器503和第三级寄存器504的信号值是否相同来判断被监测模块是否存在心跳信号。具体地，在同一采样时刻t1、同一采样时刻t2、同一采样时刻t3下，相邻的第二级寄存器503和第三级寄存器504的信号值相同均为0，则确定时刻t1、t2、t3下被监测模块不存在心跳信号；在同一采样时刻t4下，相邻的第二级寄存器503和第三级寄存器504的信号值不同，二者分别为1和0，则确定t4时刻被监测模块存在心跳信号；在同一采样时刻t5，相邻的第二级寄存器503和第三级寄存器504的信号值相同均为0，则确定时刻t5下被监测模块不存在心跳信号。即本实施方式中，同一采样时刻下若第二级寄存器503的信号值为0且第三级寄存器504的信号值为1，或若第二级寄存器503的信号值为1且第三级寄存器504的信号值为0，则确定被监测模块存在心跳信号。

通过本申请的心跳监测方法能过滤错误数据，具体请参阅图6，图6是本申请提供的心跳监测方法一实施方式的亚稳态过滤作用的原理示意图。t1时刻，被采样信号B的信号值601为0，第一级寄存器602和第二级寄存器603的初始信号值均为0。在t2时刻，由于受外界条件的干扰，被采样信号B由高位态1跳变为低位态0，寄存器的时间窗t小于采样时间间隔，且在采样时间窗t内，被采样信号B由低位态恢复到高位态。在t2时刻，被采样信号B的信号值601为0，将时刻t1被采样信号B的信号值0存入第一级寄存器602作为t2时刻的第一级寄存器602的信号值，即t2时刻第一级寄存器602的信号值为0，并将第一级寄存器602在时刻t1的信号值0存入第二级寄存器603作为t2时刻的第二级寄存器603的信号值，即t2时刻第二级寄存器603的信号值为0。在t3时刻，被采样信号B的信号值601为1，将时刻t2被采样信号B的信号值存入第一级寄存器602作为t3时刻的第一级寄存器602的信号值，被采样信号B在t2时刻的信号值为0，但需经时间窗t后才能将被采样信号的信号值存入第一级寄存器602中，而经时间窗t时被采样信号的信号值已恢复为高位态1，即t2时刻经时间窗t时，第一级寄存器602存储的被采样信号B的信号值为1，所以t3时刻第一级寄存器602的信号值为1，且将第一级寄存器602在时刻t2的信号值0存入第二级寄存器603作为t3时刻的第二级寄存器603的信号值，即t3时刻第二级寄存器603的信号值为0。在t4时刻，被采样信号B的信号值601为1，将时刻t3被采样信号B的信号值1存入第一级寄存器602作为t4时刻的第一级寄存器602的信号值，即t4时刻第一级寄存器602的信号值为1，并将第一级寄存器602在时刻t3的信号值1存入第二级寄存器603作为t4时刻的第二级寄存器603的信号值，即t4时刻第二级寄存器603的信号值为1。

在同一采样时刻t1、同一采样时刻t2下第一级寄存器602和第二级寄存器603的信号值相同均为0，则确定时刻t1、t2下被监测模块不存在心跳信号；在时刻t3下，第一级寄存器602和第二级寄存器603的信号值不相同，则确定时刻t3下被监测模块存在心跳信号；在时刻t4下，第一级寄存器602和第二级寄存器603的信号值相同均为1，则确定时刻t1、t2下被监测模块不存在心跳信号。

第一级寄存器602与第二级寄存器603在t2、t3、t4的值分别为(0-0)、(0-1)、(1-1)，并没有发生第一级寄存器602与第二级寄存器603的值从(0-0)直接跳变为(1-1)的情况，从而能滤去错误数据，有效避免了因易受到外界环境的干扰导致信号漏采而引发的误报警的问题，进而能提高对外界温度变化和磁场干扰的抵抗能力。

由上述可知，本申请引入多级寄存器判断机制，在当前采样时刻获取被采样信号的信号值，并将上一采样时刻的被采样信号的信号值存入多级寄存器中的第一级寄存器作为当前采样时刻的第一级寄存器的信号值，将多级寄存器中的第n级寄存器在上一采样时刻的信号值存入多级寄存器的第n+1级寄存器作为当前采样时刻的第n+1级寄存器的信号值，再比较同一采样时刻的相邻两级寄存器的信号值，若相邻两级寄存器的信号值不同则确定存在心跳信号，能有效避免因易受到外界环境的干扰导致信号漏采而引发的误报警的问题，进而能提高对外界温度变化和磁场干扰的抵抗能力。

本申请还提供一种机器人控制系统用的心跳监测模块，该心跳监测模块包括多级寄存器、采样时钟源和处理器，多级寄存器之间信号连接，采样时钟源提供采样信号，处理器在工作时执行以下步骤：接收被监测模块发送的被采样信号，利用采样信号对被采样信号进行采样；在当前采样时刻，获取当前采样时刻的被采样信号的信号值，将上一采样时刻的被采样信号的信号值存入多级寄存器中的第一级寄存器作为当前采样时刻的第一级寄存器的信号值，将多级寄存器中的第n级寄存器在上一采样时刻的信号值存入多级寄存器的第n+1级寄存器作为当前采样时刻的第n+1级寄存器的信号值，其中n为区间[1，k]中的整数，k+1为多级寄存器的级数；在预设时间内比较同一采样时刻下多级寄存器中相邻两级寄存器的信号值，若存在相邻两级寄存器的信号值不同的情况，则确定被监测模块存在心跳信号。

在一具体实施方式中，采样信号的频率大于被采样信号频率的2～4倍；采样信号为方波信号，当前采样时刻为方波信号的上升沿时刻；心跳监测模块的硬件为CPLD固件；被监测模块包括主控模块和逻辑控制模块，心跳监测模块与主控模块以及逻辑控制模块耦合连接，用于判断主控模块及逻辑控制模块是否存在心跳信号。

在一实施例中，多级寄存器包括第一级寄存器和第二级寄存器，在当前采样时刻，获取当前采样时刻的被采样信号的信号值，将上一采样时刻的被采样信号的信号值存入第一级寄存器作为当前采样时刻的第一级寄存器的信号值，将第一级寄存器在上一采样时刻的信号值存入第二级寄存器作为当前采样时刻的第二级寄存器的信号值；在预设时间内比较同一采样时刻下第一级寄存器和第二级寄存器的信号值，若存在二者信号值不同的情况，则确定被监测模块存在心跳信号。

在另一实施例中，多级寄存器包括第一级寄存器、第二级寄存器和第三级寄存器，在当前采样时刻，获取当前采样时刻的被采样信号的信号值，将上一采样时刻的被采样信号的信号值存入第一级寄存器作为当前采样时刻的第一级寄存器的信号值，将第一级寄存器在上一采样时刻的信号值存入第二级寄存器作为当前采样时刻的第二级寄存器的信号值，将第二级寄存器在上一采样时刻的信号值存入第三级寄存器作为当前采样时刻的第三级寄存器的信号值。在预设时间内比较同一采样时刻下第二级寄存器和第三级寄存器的信号值，若存在二者信号值不同的情况，则确定被监测模块存在心跳信号。

本申请还提供一种机器人控制系统，请参阅图7，图7是本申请提供的机器人控制系统一实施方式的结构示意图。如图7所示，机器人控制系统包括被监测模块708以及如上任一所述的心跳监测模块703，心跳监测模块703与被监测模块708连接，心跳监测模块703用于判断被监测模块708是否存在心跳信号。其中，被监测模块708用于提供被采样信号，在本实施方式中，被监测模块708包括主控模块701和逻辑控制模块702，心跳监测模块703与主控模块701以及逻辑控制模块702连接，以判断主控模块701和逻辑控制模块702是否存在心跳信号。各被监测模块708均具有相应的信号钟源，具体地，主控模块701具有信号钟源706，逻辑控制模块702具有信号钟源707。在其他实施方式中，被监测模块708还可包含其他功能模块，具体不作限定。

在一具体实施方式中，心跳监测模块703的硬件为CPLD固件，该心跳监测模块703包括第一级寄存器、第二级寄存器、采样时钟源704与处理器705，采样时钟源704与处理器705耦接。第一级寄存器及第二级寄存器之间信号连接，采样时钟源704用于提供采样信号。采样信号频率大于被采样信号频率的2～4倍。处理器705用于执行如上任一实施方式所述的心跳监测方法。在其他实施方式中，心跳监测模块703中多级寄存器的级数还可为其他级数，本申请对此不做具体限定。

进一步的，本申请还提供一种存储介质，请参阅图8，图8是本申请提供的存储介质一实施方式的结构示意图，该存储介质801存储有程序数据802，该程序数据802能够被执行以实现如上任一实施方式所述的心跳监测方法。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请引入多级寄存器判断机制，在当前采样时刻获取被采样信号的信号值，并将上一采样时刻的被采样信号的信号值存入多级寄存器中的第一级寄存器作为当前采样时刻的第一级寄存器的信号值，将多级寄存器中的第n级寄存器在上一采样时刻的信号值存入多级寄存器的第n+1级寄存器作为当前采样时刻的第n+1级寄存器的信号值，再比较同一时刻的相邻两级寄存器的信号值，若相邻两级寄存器的信号值不同则确定存在心跳信号，能有效避免因易受到外界环境的干扰导致信号漏采而引发的误报警的问题，进而能提高对外界温度变化和磁场干扰的抵抗能力。

以上所述实施例仅表达了本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (18)

1.一种机器人控制系统的心跳监测方法，其特征在于，所述心跳监测方法包括：

接收被监测模块发送的被采样信号，利用采样信号对所述被采样信号进行采样；

在当前采样时刻，获取所述当前采样时刻的所述被采样信号的信号值，将上一采样时刻的所述被采样信号的信号值存入多级寄存器中的第一级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第一级寄存器的信号值，将多级寄存器中的第n级寄存器在上一采样时刻的信号值存入所述多级寄存器的第n+1级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第n+1级寄存器的信号值，其中n为区间[1，k]中的整数，k+1为所述多级寄存器的级数；

在预设时间内比较同一采样时刻下所述多级寄存器中相邻两级寄存器的信号值，若存在所述相邻两级寄存器的信号值不同的情况，则确定所述被监测模块存在心跳信号。

2.根据权利要求1所述的心跳监测方法，其特征在于，所述采样信号的频率大于所述被采样信号频率的2～4倍。

3.根据权利要求1所述的心跳监测方法，其特征在于，所述采样信号为方波信号，所述当前采样时刻为所述方波信号的上升沿时刻。

4.根据权利要求1所述的心跳监测方法，其特征在于，所述多级寄存器包括第一级寄存器和第二级寄存器，所述将上一采样时刻的所述被采样信号的信号值存入多级寄存器中的第一级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第一级寄存器的信号值，将多级寄存器中的第n级寄存器在上一采样时刻的信号值存入所述多级寄存器的第n+1级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第n+1级寄存器的信号值包括：

将上一采样时刻的所述被采样信号的信号值存入所述第一级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第一级寄存器的信号值，将所述第一级寄存器在上一采样时刻的信号值存入所述第二级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第二级寄存器的信号值；

所述在预设时间内比较同一采样时刻下所述多级寄存器中相邻两级寄存器的信号值，若存在所述相邻两级寄存器的信号值不同的情况，则确定所述被监测模块存在心跳信号包括：

在预设时间内比较同一采样时刻下所述第一级寄存器和所述第二级寄存器的信号值，若存在所述第一级寄存器和所述第二级寄存器的信号值不同的情况，则确定所述被监测模块存在心跳信号。

5.根据权利要求4所述的心跳监测方法，其特征在于，所述若存在所述第一级寄存器和所述第二级寄存器的信号值不同的情况，则确定所述被监测模块存在心跳信号包括：

若所述第一级寄存器的信号值为0且所述第二级寄存器的信号值为1，或若所述第一级寄存器的信号值为1且所述第二级寄存器的信号值为0，则确定所述被监测模块存在心跳信号。

6.根据权利要求1所述的心跳监测方法，其特征在于，所述多级寄存器包括第一级寄存器、第二级寄存器、第三级寄存器，所述将上一采样时刻的所述被采样信号的信号值存入多级寄存器中的第一级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第一级寄存器的信号值，将多级寄存器中的第n级寄存器在上一采样时刻的信号值存入所述多级寄存器的第n+1级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第n+1级寄存器的信号值包括：

将上一采样时刻的所述被采样信号的信号值存入所述第一级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第一级寄存器的信号值，将所述第一级寄存器在上一采样时刻的信号值存入所述第二级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第二级寄存器的信号值，将所述第二级寄存器在上一采样时刻的信号值存入所述第三级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第三级寄存器的信号值；

所述在预设时间内比较同一采样时刻下所述多级寄存器中相邻两级寄存器的信号值，若存在所述相邻两级寄存器的信号值不同的情况，则确定所述被监测模块存在心跳信号包括：

在预设时间内比较同一采样时刻下所述第二级寄存器和所述第三级寄存器的信号值，若存在所述第二级寄存器和所述第三级寄存器的信号值不同的情况，确定所述被监测模块存在心跳信号。

7.根据权利要求6所述的心跳监测方法，其特征在于，所述在预设时间内比较同一采样时刻下所述第二级寄存器和所述第三级寄存器的信号值，若存在所述第二级寄存器和所述第三级寄存器的信号值不同的情况，确定所述被监测模块存在心跳信号包括：

在预设时间内比较同一采样时刻下所述第二级寄存器和所述第三级寄存器的信号值，若所述第二级寄存器的信号值为0且所述第三级寄存器的信号值为1，或若所述第二级寄存器的信号值为1且所述第三级寄存器的信号值为0，则确定所述被监测模块存在心跳信号。

8.一种机器人控制系统用的心跳监测模块，其特征在于，所述心跳监测模块包括多级寄存器、采样时钟源和处理器，所述多级寄存器之间信号连接，所述采样时钟源提供采样信号，所述处理器在工作时执行以下步骤：

接收被监测模块发送的被采样信号，利用所述采样信号对所述被采样信号进行采样；

在当前采样时刻，获取所述当前采样时刻的所述被采样信号的信号值，将上一采样时刻的所述被采样信号的信号值存入所述多级寄存器中的第一级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第一级寄存器的信号值，将多级寄存器中的第n级寄存器在上一采样时刻的信号值存入所述多级寄存器的第n+1级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第n+1级寄存器的信号值，其中n为区间[1，k]中的整数，k+1为所述多级寄存器的级数；

在预设时间内比较同一采样时刻下所述多级寄存器中相邻两级寄存器的信号值，若存在所述相邻两级寄存器的信号值不同的情况，则确定所述被监测模块存在心跳信号。

9.根据权利要求8所述的心跳监测模块，其特征在于，所述采样信号的频率大于所述被采样信号频率的2～4倍。

10.根据权利要求8所述的心跳监测模块，其特征在于，所述采样信号为方波信号，所述当前采样时刻为所述方波信号的上升沿时刻。

11.根据权利要求8所述的心跳监测模块，其特征在于，所述多级寄存器包括第一级寄存器和第二级寄存器，所述处理器执行的所述将上一采样时刻的所述被采样信号的信号值存入多级寄存器中的第一级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第一级寄存器的信号值，将多级寄存器中的第n级寄存器在上一采样时刻的信号值存入所述多级寄存器的第n+1级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第n+1级寄存器的信号值包括：

将上一采样时刻的所述被采样信号的信号值存入所述第一级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第一级寄存器的信号值，将所述第一级寄存器在上一采样时刻的信号值存入所述第二级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第二级寄存器的信号值；

所述处理器执行的所述在预设时间内比较同一采样时刻下所述多级寄存器中相邻两级寄存器的信号值，若存在所述相邻两级寄存器的信号值不同的情况，则确定所述被监测模块存在心跳信号包括：

在预设时间内比较同一采样时刻下所述第一级寄存器和所述第二级寄存器的信号值，若存在所述第一级寄存器和所述第二级寄存器的信号值不同的情况，则确定所述被监测模块存在心跳信号。

12.根据权利要求11所述的心跳监测模块，其特征在于，所述处理器执行的若存在所述第一级寄存器和所述第二级寄存器的信号值不同的情况，则确定所述被监测模块存在心跳信号包括：

若所述第一级寄存器的信号值为0且所述第二级寄存器的信号值为1，或若所述第一级寄存器的信号值为1且所述第二级寄存器的信号值为0，则确定所述被监测模块存在心跳信号。

13.根据权利要求8所述的心跳监测模块，其特征在于，所述多级寄存器包括第一级寄存器、第二级寄存器、第三级寄存器，所述处理器执行的所述将上一采样时刻的所述被采样信号的信号值存入多级寄存器中的第一级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第一级寄存器的信号值，将多级寄存器中的第n级寄存器在上一采样时刻的信号值存入所述多级寄存器的第n+1级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第n+1级寄存器的信号值包括：

将上一采样时刻的所述被采样信号的信号值存入所述第一级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第一级寄存器的信号值，将所述第一级寄存器在上一采样时刻的信号值存入所述第二级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第二级寄存器的信号值，将所述第二级寄存器在上一采样时刻的信号值存入所述第三级寄存器作为所述当前采样时刻的所述第三级寄存器的信号值；

所述处理器执行的所述在预设时间内比较同一采样时刻下所述多级寄存器中相邻两级寄存器的信号值，若存在所述相邻两级寄存器的信号值不同的情况，则确定所述被监测模块存在心跳信号包括：

在预设时间内比较同一采样时刻下所述第二级寄存器和所述第三级寄存器的信号值，若存在所述第二级寄存器和所述第三级寄存器的信号值不同的情况，确定所述被监测模块存在心跳信号。

14.根据权利要求13所述的心跳监测模块，其特征在于，所述处理器执行的所述在预设时间内比较同一采样时刻下所述第二级寄存器和所述第三级寄存器的信号值，若存在所述第二级寄存器和所述第三级寄存器的信号值不同的情况，确定所述被监测模块存在心跳信号包括：

在预设时间内比较同一采样时刻下所述第二级寄存器和所述第三级寄存器的信号值，若所述第二级寄存器的信号值为0且所述第三级寄存器的信号值为1，或若所述第二级寄存器的信号值为1且所述第三级寄存器的信号值为0，则确定所述被监测模块存在心跳信号。

15.根据权利要求8-14任一所述的心跳监测模块，其特征在于，所述心跳监测模块的硬件为CPLD固件。

16.一种机器人控制系统，其特征在于，包括被监测模块以及权利要求8-15任一所述的心跳监测模块，所述心跳监测模块与所述被监测模块连接，所述心跳监测模块用于判断所述被监测模块是否存在心跳信号。

17.根据权利要求16所述的机器人控制系统，其特征在于，所述被监测模块包括主控模块和逻辑控制模块，所述心跳监测模块与所述主控模块以及所述逻辑控制模块连接，用于判断所述主控模块及所述逻辑控制模块是否存在心跳信号。

18.一种存储介质，其特征在于，存储有程序数据，所述程序数据能够被执行以实现如权利要求1-7中任一所述的心跳监测方法。