CN112894805A - 一种基于工业宽带总线的机器人通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于工业宽带总线的机器人通信方法及系统，其中，该工业宽带总线上各节点采用多载波正交频分复用OFDM技术通信，工业宽带总线上的主节点上设置有工业机器人控制器，工业宽带总线上的从节点上设置有工业机器人伺服驱动器，该方法包括：主节点根据工业机器人的通信场景和传输需求，划分工业宽带总线上待传输数据的不同类型；主节点在为工业宽带总线设置的信号帧上，为不同类型的数据分配不同的符号资源，同一信号帧上不同类型的数据分配的符号资源不相同，不同信号帧上分配的数据的类型相同或不相同；主节点向总线上各节点发送资源分配数据，实现增加通信带宽、提高数据通信的效率和可靠性的技术效果。

Description

一种基于工业宽带总线的机器人通信方法及系统

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，尤其涉及一种基于工业宽带总线的机器人通信方法及系统。

背景技术

传统的工业机器人领域，通常采用Profibus或CAN现场总线技术，完成工业机器人系统的网络通信，例如基于Profibus或CAN现场总线技术，而该种现场总线技术会受限于带宽限制，最大带宽为12Mbps(Profibus)，如果需要使用智能摄像头，则需要走单独的以太网(如图1所示)，对于工业机器人的控制系统而言，增加了布线和处理逻辑上的复杂程度。

基于实时以太网的工业机器人通信网络中，存在两种常见的网络，一种是采用了工业交换机的星型网络方案(如图2所示)，一种是采用了菊花链总线拓扑(如图3所示)。

基于工业交换机组成的星型网络，使得交换机成为网络通信的关键节点，一旦交换机故障容易引起系统崩溃，并且为了基于以太网实现高速通信，在驱动器和交换机上必须有支持以太网的硬件模块，这样就会增加设计成本以及实现的复杂度，这些都是工业机器人应用场景需要考虑的问题。

基于EtherCAT技术实现的工业机器人通信网络通常为菊花链方式的总线型或环型拓扑，多采用如图3所示的菊花链总线拓扑，在该种通信网络中，由于需要在每个节点部署两个支持EtherCAT的以太网口，这也使得每个节点的以太网口都会是网络中的关键节点，一旦某个节点故障就会造成整个网络的故障，而且因为网口支持EtherCAT，在实时性要求越高的环境中，成本压力也就越高。特定需求时，会部署如图3中虚线所示的网络连接，此时形成环形拓扑网络；环型拓扑网络虽然可以解决总线型网络中单个节点故障导致的整个网络故障，但需要在数据链路层实现数据的转发和阻塞处理，协议的处理复杂度也会随之增加。

基于现场总线的工业机器人通信网络，带宽小，实时性不够；基于实时以太网的工业机器人通信网络，布线复杂，成本较高，而且没有彻底改变物理层的冲突检测机制，确定性通信不够好。

另外，在面向日益增长的工业机器人智能应用中，高带宽高实时高可靠性成为一个突出的需求点，在简单的网络中同时传输实时和非实时数据，也是工业机器人应用领域另一个关键需求。

发明内容

为了解决上述当前工业机器人通信网络中存在的问题，本案提出一种基于工业宽带总线的机器人通信方法及系统，通过该方法及相关设备可以为工业机器人的通信提供简单的网络安装方法，100Mbps的带宽，最优16微秒的数据交付周期，以及最远500米的传输距离等优势。该宽带总线在物理层完成同步，且同步处理的结果会使得总线网络的时钟同步性能处于最优状态，为工业机器人依赖同步的控制应用提供很好的网络通信服务。

(一)技术方案

为了解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种基于工业宽带总线的工业机器人通信方法，所述工业宽带总线上各节点采用多载波正交频分复用OFDM技术通信，所述工业宽带总线上的主节点上设置有工业机器人控制器，所述工业宽带总线上的从节点上设置有工业机器人伺服驱动器，所述方法包括：

所述主节点根据工业机器人的通信场景和传输需求，划分所述工业宽带总线上待传输数据的不同类型；

所述主节点在为所述工业宽带总线设置的信号帧上，为不同类型的数据分配不同的符号资源，同一信号帧上不同类型的数据分配的符号资源不相同，不同信号帧上分配的数据的类型相同或不相同；

所述主节点向总线上各节点发送资源分配数据。

进一步地，在同一个信号帧上，相同类型的数据在时域上占用连续的符号资源。

进一步地，待传输数据的不同类型包括高速实时数据、低速实时数据和非实时数据。

进一步地，通过设置信号帧的长度，变化高速实时数据传输的时间间隔。

进一步地，每个信号帧上均分配传输高速实时数据的符号资源。

进一步地，所述方法还包括：

所述主节点在为高速实时数据分配的符号资源上，向所述工业宽带总线上的从节点发送机器人控制指令；

所述从节点根据所述控制指令控制所述伺服驱动器工作后，在为高速实时数据分配的符号资源上，向所述主节点发送控制反馈数据，或者向所述工业宽带总线上的主节点发送机器人故障状态数据。

进一步地，所述方法还包括：

所述主节点在为非实时数据分配的符号资源上，向所述工业宽带总线上的从节点发送组态配置数据。

进一步地，所述方法还包括：

所述从节点在为非实时数据分配的符号资源上，向主节点发送多媒体数据或冗余信号数据。

进一步地，所述方法还包括：

当所述待传输的数据为所述工业机器人的接口数据时，确定所述待传输的数据的数据类型为低速实时数据。

进一步地，所述方法还包括：

将所述待传输的数据写入与分配的数据通道对应的存储区块，所述存储区块为所述节点的内存区中为每一所述数据通道预先分配的存储区域；所述数据通道为信号帧上的符号资源；

所述节点从所述存储区块中读取所述待传输的数据后，通过所述工业宽带总线将所述待传输的数据传输至其他节点。

为实现上述目的，本申请第二方面提供了一种基于工业宽带总线的机器人通信系统，包括：

设置在所述工业宽带总线上的各节点，各所述节点采用多载波正交频分复用OFDM技术通信；

所述工业宽带总线上的主节点上设置有工业机器人控制器，所述工业宽带总线上的从节点上设置有工业机器人伺服驱动器；

所述主节点，用于根据工业机器人的通信场景和传输需求，划分所述工业宽带总线上待传输数据的不同类型；

所述主节点，还用于在为所述工业宽带总线设置的信号帧上，为不同类型的数据分配不同的符号资源，同一信号帧上不同类型的数据分配的符号资源不相同，不同信号帧上分配的数据的类型相同或不相同；

所述主节点，还用于向总线上各节点发送资源分配数据。

(二)有益效果

1、基于工业宽带总线搭建包括各个节点的通信网络，可以解决带宽小、实时性不够、布线复杂、成本高的问题，而且彻底改变物理层的冲突检测机制，使得通信稳定性大幅提高。

2、基于符号资源分配宽带总线带宽，以满足不同实时性需求，通过在为工业宽带总线设置的信号帧上，为不同类型的数据分配不同的符号资源，可以确保工业机器人实时数据传输的实时性。

3、通过在为所述工业宽带总线设置的信号帧上，为不同类型的数据分配不同的符号资源，同一信号帧上不同类型的数据分配的符号资源不相同，不同信号帧上分配的数据的类型相同或不相同，可以确保节点可以在足够带宽条件下同时处理实时和非实时数据，具体的，一条总线可以同时实现对实时和非实时数据的处理，确保了数据通信的效率和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为采用单独的以太网的网络结构示意图；

图2为采用了工业交换机的星型网络的结构示意图；

图3为采用了菊花链总线拓扑的结构示意图；

图4为本发明实施例1中提供的一种基于工业宽带总线的机器人通信系统的结构示意图；

图5为本发明实施例1中提供的基于工业宽带总线的机器人通信方法的流程图；

图6为本发明实施例1中提供的宽带总线中的符号资源分配示意图；

图7为本发明实施例1中提供的信号帧周期的示意图；

图8为本发明实施例2提供的一种基于工业宽带总线的机器人通信设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图，对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。在此，本发明的以下实施例用于说明本发明，但不用来限定本发明的范围。

实施例1

图4为本发明实施例1中提供的一种基于工业宽带总线的机器人通信系统的结构示意图，本申请提供一种基于工业宽带总线的机器人通信系统，参照图4，该系统包括：

设置在工业宽带总线上的各节点，各节点采用多载波正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM)技术通信。

其中，工业宽带总线，可以采用AUTBUS总线，也可称为两线制总线，也称为现场宽带总线、两线制工业控制总线。

其中，OFDM是多载波调制(Multi Carrier Modulation，MCM)中的一种。通过频分复用实现高速串行数据的并行传输，具有较好的抗多径衰弱的能力，能够支持多用户接入。具体的，通过OFDM技术，可以使不同节点设备通过互不干扰的多个子载波传输数据，减少了传输时间，避免了多个节点设备在使用单载波技术时容易出现的传输延迟和阻塞的问题。也就是说，各节点占用的子载波之间互不干扰。

进一步的，该系统中的各节点可以采用主从结构，如节点可以包括主节点和从节点。

其中，工业宽带总线上的主节点上设置有工业机器人控制器，如图4中所示的主节点CN连接着工控机，该工控机可以作为工业机器人的控制器。

具体的，工业宽带总线上的从节点上设置有工业机器人伺服驱动器，如图4中所示的从节点TN，用于向工业机器人发送控制指令，以驱动该工业机器人的伺服驱动器执行该控制指令对应的动作。另外，从节点还可以连接工业机器人的多媒体模块，如人工智能(AI)摄像头，用于从工业机器人接收多媒体数据，其中，该多媒体数据可以包括音视频数据。

当然，主节点也可以根据需求连接伺服驱动器，完成工业机器人的控制响应和数据采集处理。主节点和从节点都可以通过以太网口接入音视频数据。

另外，各节点中还可以集成有协处理器，该协处理器可以用于在节点处对数据进行预处理。

如，在工业机器人的应用场景中，涉及到的插补计算，运动补偿，触动报警等可以基于该节点提供的协处理器完成，这使得节点在提供高速实时通信的同时，为驱控一体化设计提供了更好的平台。

另外，节点可以提供的丰富接口，使得用户而可以将不同的信号接入后基于协处理器统一处理。

进一步的，本发明还提供一种基于工业宽带总线的机器人通信方法，该方法可以由基于工业宽带总线的机器人通信装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并集成在基于工业宽带总线的机器人通信设备中。可选的，该基于工业宽带总线的机器人通信设备可以是单独设置的、连接机器人的设备，也可以是设置于机器人中的通信模块。另外，每一通信设备均可以连接至工业宽带总线，作为工业宽带总线中的节点。

在本实施例中，该通信设备可以对应于上述基于工业宽带总线的机器人通信系统中的主节点。

图5为本发明实施例1中提供的一种基于工业宽带总线的机器人通信方法的流程图，参照图5，该方法可以包括如下的步骤：

S110、所述主节点根据工业机器人的通信场景和传输需求，划分所述工业宽带总线上待传输数据的不同类型。

本实施例中，各节点的待传输数据可以包括：组态配置数据、控制数据、控制反馈数据、故障状态数据、多媒体数据、冗余信号数据和接口数据等。

其中，组态配置数据为节点在组网时发送的数据，可以用于宽带总线中的各节点组网配置，如用于配置分配至各节点的通信资源(符号资源)，各节点的组网状态等。

控制数据包括控制指令，用于控制连接该节点的工业机器人。具体的，控制指令为向连接至节点的各工业机器人的发送的指令，用于控制各工业机器人的伺服服务，以驱动该工业机器人执行该控制指令对应的动作。

控制反馈数据为每一节点的工业机器人在接收到控制数据，并响应控制数据中的控制指令之后，生成的用于反馈工业机器人控制状态的数据，如控制伺服驱动器之后产生的反馈数据。

故障状态数据为节点确定发生通信故障或者工业机器人故障等故障时生成的数据。

多媒体数据为连接至各节点的工业机器人上设置的多媒体模块，如人工智能(AI)摄像头所产生的数据，如音视频数据。

冗余信号数据，是为了数据传输可靠性考虑，而多次发送的信号数据。

接口数据为工业机器人内置的接口所接收到的数据，该接口可以是串行接口、数据输入输出接口等。

本实施例中，可以对待传输的数据进行针对不同类型的划分，是为了为不同类型的数据分配工业宽带总线中预设的不同数据通道进行传输，以增加对工业宽带总线中带宽的充分利用。本实施例中，数据通道可以是工业宽带总线中的符号资源。示例性的，该数据的类型划分可以使用待传输的数据的大小、实时性要求等确定。

本实施例中，以待传输数据的不同类型包括高速实时数据、低速实时数据和非实时数据为例进行说明。

在一具体的实施例中，当待传输的数据为工业机器人的控制数据、故障状态数据或者控制反馈数据时，可以确定待传输的数据的类型为高速实时数据。

当然，故障状态数据也可以直接基于节点中集成的协处理器，完成相应的计算和处理，而无需传输回连接主节点的工业机器人控制器，增加工业机器人工作的可靠性。

在又一具体的实施例中，当待传输的数据为工业机器人的接口数据时，可以确定待传输的数据的类型为低速实时数据。

在又一具体的实施例中，当待传输的数据为多媒体数据、冗余信号数据或者在组网时的组网配置数据时，确定待传输的数据的类型为非实时数据。

S120、所述主节点在为所述工业宽带总线设置的信号帧上，为不同类型的数据分配不同的符号资源，同一信号帧上不同类型的数据分配的符号资源不相同，不同信号帧上分配的数据的类型相同或不相同。

本实施例中，待传输的数据可以是以信号帧的方式在工业宽带总线中传输。

具体的，工业宽带总线中的各节点之间可以通过OFDM调制方式进行相互通讯，即通过正交频分多路复用技术，进行数据的调制，然后将调制后的数据以信号帧的方式发送到总线上，进行节点间的数据通讯。

符号资源，又称OFDM符号资源，该OFDM符号资源是工业宽带总线中资源调度的最小粒度。进一步的，可以在信号帧上，为不同类型的数据分配不同的符号资源。

本实施例中，参照图6，符号资源可以包括系统高实时符号资源、实时符号资源和非实时符号资源等。

其中，系统高实时符号资源，是在每个通信信号帧中保留为用户或系统提供高实时通信的符号资源，最优实时性为信号帧长度，即系统默认的64个符号长度；实时符号资源可以提供与系统实时符号资源一致的实时性(如图7中的符号资源A)，也可以提供低速实时通信资源(如图7中符号资源1～8，对应通信周期为8个信号帧周期)；非实时符号资源为总线所有节点共享资源，根据用户需要进行配置或分配。

本实施例中，在信号帧上，为不同类型的数据分配不同的符号资源，同一信号帧上不同类型的数据分配的符号资源不相同，可以实现为不同类型的数据分配对应于不同传输速度或实时性的符号资源，增加对工业宽带总线带宽的充分利用，也保证数据的传输效率。

进一步地，当某一数据的传输长期占据带宽，容易导致其他数据无法传输或者传输缓慢，影响实时性。而本实施例中，由于采用了OFDM技术，可以在一信号帧中传输多种类型的数据，且不同类型的数据可以分配不同实时性要求或带宽的符号资源。这也就保证了每一类型的数据均可以调制到同一信号帧进行传输，而不会受到其他类型的数据的影响，如，实时性要求较强的控制数据传输，以及多媒体类等突发性带宽要求较多的业务数据传输，可以同时传输。也就是说，基于OFDM技术，可以在有线物理介质上提高数据带宽，也能确保数据传输的安全可靠。

进一步的，不同信号帧上分配的数据的类型可以相同或不相同。

在一实施例中，每个信号帧上均分配传输高速实时数据的符号资源，可以保证高速实时数据利用更多的带宽，保证其传输实时性。例如，高速实时数据可以在每个周期内均分配有符号资源，低实时数据不需要在每个周期内都分配符号资源。

在又一实施例中，可以是设置第一个信号帧上只有高速实时数据和低速实时数据，没有分配非实时数据，之后，可以在第二个信号帧上再分配非实时数据。

在又一实施例中，也可以是每个信号帧上都能传输三种类型的数据。

本实施例中，在同一个信号帧上，可以设置相同类型的数据在时域上占用连续的符号资源。

进一步的，在一实施例中，还可以通过设置信号帧的长度，变化高速实时数据传输的时间间隔。

示例性的，比如原周期(一个信号帧的长度)为256个子帧，每个周期内都设置有高速实时数据对应的符号资源，它的间隔是256个子帧。为了缩短高速实时数据传输的间隔，可以将系统信号帧的长度缩短，如，缩短到128个子帧，这样间隔就缩短为128子帧。

进一步的，实时数据，如高速实时数据和低速实时数据，循环的间隔可以变化，而不是固定的，如还可以增长一个周期的信号帧来传输实时数据。

S130、所述主节点向总线上各节点发送资源分配数据。

本实施例中，资源分配数据，又称为组态配置数据，可以至少用于对上述符号资源的分配。

本实施例中，所述主节点在为非实时数据分配的符号资源上，向所述工业宽带总线上的从节点发送组态配置数据。

在组态配置数据中，可以配置固定间隙，且每一个固定时隙可以对应一个OFDM符号资源。一个OFDM符号资源是资源调度的最小粒度。可以基于一个OFDM符号资源进行资源调度，可以对应于宽带总线在一通信周期中信号帧周期(固定时隙)。

具体的，在工业宽带总线的组态过程中，主节点可以生成资源调度信息，并将其发送给至少一个从节点。组态配置数据用于指定各节点所使用的固定时隙。在一实施例中，主节点可根据目前总线上连接的从节点数目和/或每个从节点对于资源或时隙的需求，来动态地调整资源调度信息，以实现系统的优化。

另外，当一个新的从节点加入到该通信系统时，例如，连接到总线，主节点将根据新加入的从节点，为其分配资源调度信息，必要的话，也可能需要调整已有的节点的资源调度信息。

另外，当每一节点中的所有伺服驱动器和外围设备的确认状态为完成(READY)后会通知主节点，并将组态配置的状态反馈给工控机。

在又一实施例中，在组态完成后，还可以将主节点与从节点进行时间同步，可以使用时间同步网络实现，以增加时间同步的准确性。

本实施例提供的技术方案中，具有如下有益效果：

1、基于工业宽带总线搭建包括各个节点的通信网络，可以解决带宽小、实时性不够、布线复杂、成本高的问题，而且彻底改变物理层的冲突检测机制，使得通信稳定性大幅提高。

2、通过在为工业宽带总线设置的信号帧上，为不同类型的数据分配不同的符号资源，可以确保工业机器人实时数据传输的实时性。

3、通过在为所述工业宽带总线设置的信号帧上，为不同类型的数据分配不同的符号资源，同一信号帧上不同类型的数据分配的符号资源不相同，不同信号帧上分配的数据的类型相同或不相同，可以确保节点可以在足够带宽条件下同时处理实时和非实时数据，具体的，一条总线可以同时实现对实时和非实时数据的处理，确保了数据通信的效率和可靠性。

4、基于通信设备引入的协处理器可更好实现驱控一体化，数据采集和处理在从节点的完成，有助于更好实现工业机器人智能化应用。

5、通过为多个符号资源分配不同的带宽，可以动态的为不同数据类型的数据分配不同的传输速度，可以充分的利用工业宽带总线的带宽资源，提高数据的传输效率。

在上述实施例的基础上，在步骤S130之后，已经完成为不同类型待传输数据分配不同的符号资源，进一步的，可以使用已分配的不同符号资源传输该数据。

本实施例中，以举例的方式，对不同类型的数据传输进行详细说明。

1、控制指令、控制反馈数据和故障状态数据

本实施例中，所述主节点在为高速实时数据分配的符号资源上，向所述工业宽带总线上的从节点发送机器人控制指令；

所述从节点根据所述控制指令控制所述伺服驱动器工作后，在为高速实时数据分配的符号资源上，向所述主节点发送控制反馈数据，或者向所述工业宽带总线上的主节点发送机器人故障状态数据。

2、多媒体数据或冗余信号数据

本实施例中，所述从节点在为非实时数据分配的符号资源上，向主节点发送多媒体数据或冗余信号数据。

3、接口数据

本实施例中，当所述待传输的数据为所述工业机器人的接口数据时，确定所述待传输的数据的数据类型为低速实时数据。

在上述实施例的基础上，在进行数据传输时，可以将所述待传输的数据写入与分配的数据通道对应的存储区块，所述存储区块为所述节点的内存区中为每一所述数据通道预先分配的存储区域；所述数据通道为信号帧上的符号资源。

示例性的，为了实现宽带总线数据的实时传输，在节点的内存区分配实时数据存储区块，工业宽带总线上传输的实时数据与该存储区块的数据直接映射。

另外，不同存储区块对应的读写属性可以不同，可以提高访问效率，满足实时性可靠性要求等。

进一步的，所述节点从所述存储区块中读取所述待传输的数据后，通过所述工业宽带总线将所述待传输的数据传输至其他节点。

实施例2

图8为本发明实施例2提供的一种基于工业宽带总线的机器人通信设备的结构示意图。如图8所示，该基于工业宽带总线的机器人通信设备包括：处理器20、存储器21、输入装置22以及输出装置23。该基于工业宽带总线的机器人通信设备中处理器20的数量可以是一个或者多个，图8中以一个处理器20为例。该基于工业宽带总线的机器人通信设备中存储器21的数量可以是一个或者多个，图2中以一个存储器21为例。该基于工业宽带总线的机器人通信设备的处理器20、存储器21、输入装置22以及输出装置23可以通过总线或者其他方式连接，图2中以通过总线连接为例。

存储器21作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明任意实施例所述的基于工业宽带总线的机器人通信方法对应的程序指令/模块。存储器21可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等。此外，存储器21可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器21可进一步包括相对于处理器20远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置22可用于接收输入的数字或者字符信息，以及产生与基于工业宽带总线的机器人通信设备的观众用户设置以及功能控制有关的键信号输入，还可以是用于获取图像的摄像头以及获取音频数据的拾音设备。输出装置23可以包括扬声器等音频设备。需要说明的是，输入装置22和输出装置23的具体组成可以根据实际情况设定。

处理器20通过运行存储在存储器21中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的基于工业宽带总线的机器人通信方法。

实施例3

本发明实施例3还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种基于工业宽带总线的机器人通信方法，包括：

所述主节点根据工业机器人的通信场景和传输需求，划分所述工业宽带总线上待传输数据的不同类型；

所述主节点在为所述工业宽带总线设置的信号帧上，为不同类型的数据分配不同的符号资源，同一信号帧上不同类型的数据分配的符号资源不相同，不同信号帧上分配的数据的类型相同或不相同；

所述主节点向总线上各节点发送资源分配数据。

其中，所述工业宽带总线上各节点采用多载波正交频分复用OFDM技术通信，所述工业宽带总线上的主节点上设置有工业机器人控制器，所述工业宽带总线上的从节点上设置有工业机器人伺服驱动器。

当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的基于工业宽带总线的机器人通信方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的基于工业宽带总线的机器人通信方法中的相关操作，且具备相应的功能和有益效果。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是机器人，个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明任意实施例所述的基于工业宽带总线的机器人通信方法。

值得注意的是，上述基于工业宽带总线的机器人通信装置中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“在一实施例中”、“在又一实施例中”、“示例性的”或“在具体的实施例中”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (11)

1.一种基于工业宽带总线的工业机器人通信方法，其特征在于，所述工业宽带总线上各节点采用多载波正交频分复用OFDM技术通信，所述工业宽带总线上的主节点上设置有工业机器人控制器，所述工业宽带总线上的从节点上设置有工业机器人伺服驱动器，所述方法包括：

所述主节点根据工业机器人的通信场景和传输需求，划分所述工业宽带总线上待传输数据的不同类型；

所述主节点在为所述工业宽带总线设置的信号帧上，为不同类型的数据分配不同的符号资源，同一信号帧上不同类型的数据分配的符号资源不相同，不同信号帧上分配的数据的类型相同或不相同；

所述主节点向总线上各节点发送资源分配数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在同一个信号帧上，相同类型的数据在时域上占用连续的符号资源。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，待传输数据的不同类型包括高速实时数据、低速实时数据和非实时数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过设置信号帧的长度，变化高速实时数据传输的时间间隔。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，每个信号帧上均分配传输高速实时数据的符号资源。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述主节点在为高速实时数据分配的符号资源上，向所述工业宽带总线上的从节点发送机器人控制指令；

所述从节点根据所述控制指令控制所述伺服驱动器工作后，在为高速实时数据分配的符号资源上，向所述主节点发送控制反馈数据，或者向所述工业宽带总线上的主节点发送机器人故障状态数据。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述主节点在为非实时数据分配的符号资源上，向所述工业宽带总线上的从节点发送组态配置数据。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述从节点在为非实时数据分配的符号资源上，向主节点发送多媒体数据或冗余信号数据。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述待传输的数据为所述工业机器人的接口数据时，确定所述待传输的数据的数据类型为低速实时数据。

10.根据权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述待传输的数据写入与分配的数据通道对应的存储区块，所述存储区块为所述节点的内存区中为每一所述数据通道预先分配的存储区域；所述数据通道为信号帧上的符号资源；

所述节点从所述存储区块中读取所述待传输的数据后，通过所述工业宽带总线将所述待传输的数据传输至其他节点。

11.一种基于工业宽带总线的机器人通信系统，其特征在于，包括：

设置在所述工业宽带总线上的各节点，各所述节点采用多载波正交频分复用OFDM技术通信；

所述工业宽带总线上的主节点上设置有工业机器人控制器，所述工业宽带总线上的从节点上设置有工业机器人伺服驱动器；

所述主节点，用于根据工业机器人的通信场景和传输需求，划分所述工业宽带总线上待传输数据的不同类型；

所述主节点，还用于在为所述工业宽带总线设置的信号帧上，为不同类型的数据分配不同的符号资源，同一信号帧上不同类型的数据分配的符号资源不相同，不同信号帧上分配的数据的类型相同或不相同；

所述主节点，还用于向总线上各节点发送资源分配数据。

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