CN114800492A - 从站末端的控制方法、系统、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种从站末端的控制方法、装置、计算机设备和存储介质。方法包括：当获取得到对从站末端的控制请求时，对控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息；确定与功能标识相对应的控制操作类型；确定从站末端集群中的与从站末端标识相对应的目标从站末端；响应于控制请求，触发目标从站末端中的与地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与控制操作类型相对应的目标任务。采用本方法能够提高末端执行器的控制效率。
Description
技术领域
本申请涉及工业自动化技术领域，特别是涉及一种从站末端的控制方法、系统、计算机设备和存储介质。
背景技术
随着工业自动化技术的发展，出现了一种带有多个末端执行器的工业机器人，通过对末端执行器进行不同功能的控制，可实现相应的工业化生产。
目前，工业机器人中的控制器大都采用CANbus(ControLLer Area Net-work Bus，控制器局域网)总线与末端执行器直接进行数据交互，虽然CANbus总线有较高的抗干扰性能，但无法满足高实时性需求和高可靠性需求的场景，且在对不同末端执行器进行功能拓展或在线升级时，每次更新都需要重新编译固化控制器中的模块，限制了工业机器人的控制效率。因此，如何高效地对不同末端执行器进行控制是本申请需要解决的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高末端执行器的控制效率的从站末端的控制方法、系统、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
第一方面，本申请提供了一种从站末端的控制方法。所述方法包括：
当获取得到对从站末端的控制请求时，对所述控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息；
确定与所述功能标识相对应的控制操作类型；
确定从站末端集群中的与所述从站末端标识相对应的目标从站末端；
响应于所述控制请求，触发所述目标从站末端中的与所述地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与所述控制操作类型相对应的目标任务。
在一个实施例中，所述当获取得到对从站末端的控制请求时，对所述控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息，包括：通过目标协议对所述控制请求进行解析，得到数据帧序列；确定第一序列区间、第二序列区间和第三序列区间；从数据帧序列中读取第一序列区间中的数据，得到从站末端标识；从所述数据帧序列中读取第二序列区间中的数据，得到功能标识；从所述数据帧序列中读取第三序列区间中的数据，得到地址字段信息。
在一个实施例中，所述控制操作类型包括读控制操作类型；所述地址字段信息包括第一数据起始地址和第一数据数量；所述目标处理单元包括第一目标处理单元；所述响应于所述控制请求，触发所述目标从站末端中的与所述地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与所述控制操作类型相对应的目标任务，包括：通过所述目标从站末端，接收主站末端发送的地址字段信息，并根据所述地址字段信息中的第一数据起始地址，确定第一初始子处理单元；通过所述目标从站末端，根据所述第一初始子处理单元和所述第一数据数量，确定第一结尾子处理单元，并综合第一初始子处理单元和第一结尾子处理单元，得到第一目标处理单元；通过所述目标从站末端，读取所述第一目标处理单元中的目标功能数据，并将所述目标功能数据发送至所述主站末端。
在一个实施例中，上述方法还包括：当所述主站末端接收到目标功能数据时，按照各所述目标功能数据在所述目标处理单元中的排列顺序，依次将各所述目标功能数据填充至数据列表中的相应位置处，得到目标数据列表；将所述目标数据列表返回至控制端，以使所述控制端输出与所述功能标识相对应的所述目标从站末端的末端控制结果。
在一个实施例中，上述方法还包括：当主站末端接收到目标功能数据时，将空闲状态位标识填充至数据列表的首位、将数据接收成功标识填充至数据列表的第二位、将地址字段信息中的第一数据数量或者第二数据数量填充至数据列表中的第三位。
在一个实施例中，所述控制操作类型包括写控制操作；所述地址字段信息包括第二数据起始地址、第二数据数量、数据写入序列；所述数据写入序列中包括有至少一个待写入数据；所述目标处理单元包括第二目标处理单元；响应于所述控制请求，触发所述目标从站末端中的与所述地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与所述控制操作类型相对应的目标任务，包括：通过所述目标从站末端，接收主站末端发送的地址字段信息，并根据所述地址字段信息中的第二数据起始地址，确定第二初始子处理单元；通过所述目标从站末端，根据所述第二初始子处理单元和第二数据数量，确定第二结尾子处理单元，并综合第二初始子处理单元和第二结尾子处理单元，得到第二目标处理单元；通过所述目标从站末端，按照所述待写入数据在数据写入序列中的排列顺序，依次将各所述待写入数据填充至所述第二目标处理单元中的相应子处理单元处。
第二方面，本申请还提供了一种从站末端的控制装置。所述装置包括：
请求解析模块，用于当获取得到对从站末端的控制请求时，对所述控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息；
操作类型确定模块，用于确定与所述功能标识相对应的控制操作类型；确定从站末端集群中的与所述从站末端标识相对应的目标从站末端；
请求响应模块，用于响应于所述控制请求，触发所述目标从站末端中的与所述地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与所述控制操作类型相对应的目标任务。
第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
当获取得到对从站末端的控制请求时，对所述控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息；
确定与所述功能标识相对应的控制操作类型；
确定从站末端集群中的与所述从站末端标识相对应的目标从站末端；
响应于所述控制请求，触发所述目标从站末端中的与所述地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与所述控制操作类型相对应的目标任务。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
当获取得到对从站末端的控制请求时，对所述控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息；
确定与所述功能标识相对应的控制操作类型；
确定从站末端集群中的与所述从站末端标识相对应的目标从站末端；
响应于所述控制请求，触发所述目标从站末端中的与所述地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与所述控制操作类型相对应的目标任务。
第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
当获取得到对从站末端的控制请求时，对所述控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息；
确定与所述功能标识相对应的控制操作类型；
确定从站末端集群中的与所述从站末端标识相对应的目标从站末端；
响应于所述控制请求，触发所述目标从站末端中的与所述地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与所述控制操作类型相对应的目标任务。
上述从站末端的控制方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，通过获取得到的对从站末端的控制请求，可对控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息；从而根据功能标识，确定与功能标识相对应的控制操作类型，并根据从站末端标识，确定从站末端集群中的目标从站末端。通过响应于控制请求，再触发目标从站末端中的与地址字段信息相对应的目标处理单元，可执行与所述控制操作类型相对应的目标任务。由于本申请是通过功能标识确定出控制操作类型后，便可直接对目标从站末端进行触发，并执行与控制操作类型相对应的目标任务，相比于传统中每次更新都需要重新编译固化控制器的方法，本申请可提高大大提高对从站末端的控制效率。
此外，本申请可通过主站末端统一接收控制请求，并通过控制请求分别对从站末端进行不同的控制操作，还提高了对从站末端的控制灵活性；同时，功能标识可为对从站末端进行功能拓展或在线升级后得到的标识，提高了对不同从站末端的通用性和兼容性。
第一方面，本申请还提供了一种从站末端的控制系统。所述系统包括主站末端和从站末端，其中：
主站末端，用于当获取得到对从站末端的控制请求时，对所述控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息；
所述主站末端，用于确定与所述功能标识相对应的控制操作类型，并确定从站末端集群中的与所述从站末端标识相对应的目标从站末端；
所述主站末端，用于将所述地址字段信息发送至所述目标从站末端；
从站末端，用于基于与所述地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与所述控制操作类型相对应的目标任务。
在一个实施例中，上述系统还包括控制端；所述控制端通过以太网总线与主站末端连接；所述主站末端通过串行通信总线与从站末端连接，其中：所述控制端，用于通过所述以太网总线，向所述主站末端发送针对从站末端的控制请求；所述主站末端，用于响应于所述控制请求，并通过所述串行通信总线将所述地址字段信息发送至从站末端；所述从站末端，用于通过所述串行通信总线将目标功能数据发送至主站末端；所述主站末端，用于通过所述以太网总线将所述目标功能数据发送至控制端；所述控制端，用于接收所述目标功能数据，并输出与所述功能标识相对应的目标从站末端的末端控制结果。
上述从站末端的控制系统，通过构建主站末端和从站末端的通信交互系统，可通过主站末端对从站末端的控制请求进行统一的智能化管理，提高了从站末端的可扩展性、以及对从站末端的控制功能进行管理的效率；同时，由于是直接在主站末端和从站末端之间进行通信，减少了控制端直接与从站末端的硬件接线，提高了对从站末端控制的实时性与精度，简化控制系统功能扩展的复杂程度。
附图说明
图1为一个实施例中从站末端的控制方法的应用环境图；
图2为一个实施例中从站末端的控制方法的流程示意图；
图3为一个实施例中数据帧序列的示意图；
图4为一个实施例中读控制操作的时序图；
图5为一个实施例中目标数据列表的示意图；
图6为一个实施例中写控制操作的时序图；
图7为一个实施例中读写控制操作的流程示意图；
图8为一个实施例中从站末端的控制系统的结构示意图；
图9为另一个实施例中从站末端的控制系统的结构示意图；
图10为一个实施例中从站末端的控制装置的结构框图；
图11为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的从站末端的控制方法，可以应用于如图1所示的应用环境中，该应用环境中包括计算机设备102、服务器104和终端106，其中，计算机设备102可认为是控制端，服务器104可认为是主站末端，终端106可认为是从站末端，计算机设备102可通过网络与服务器104进行通信，服务器104可通过网络与终端106进行通信。计算机设备102用于确定从站末端的控制请求，并将控制请求发送至服务器104，服务器104用于对接收到的控制请求进行解析，并通过触发终端106获取与控制操作类型相对应的目标功能数据；服务器104还用于将目标功能数据发送至计算机设备102，以使计算机设备102根据接收到的目标功能数据输出与终端106相对应的末端控制结果。其中，计算机设备102可以为终端或者服务器，终端可以平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、智能音箱等，但并不局限于此。服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种从站末端的控制方法，以该方法应用于图1中的服务器为例进行说明，包括以下步骤：
步骤202，当获取得到对从站末端的控制请求时，对控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息。
其中，从站末端是指在自动化生产中工业机器人所带有的一种末端执行器，如夹爪末端等；从站末端标识是指唯一标识一个从站末端的信息，比如，从站末端标识可为夹爪末端的编号；地址字段信息是指在对从站末端进行控制时，与功能标识相关联的、需要进行数据访问的信息。
具体地，当服务器获取得到对从站末端的控制请求时，可通过预先设置的目标协议对控制请求进行解析，得到需要进行控制的从站末端的从站末端标识、从站末端需要执行的控制功能的功能标识、执行控制功能需要访问的地址字段信息。
在一个实施例中，控制请求可通过用户对控制器进行触发后得到，如用户通过触发上位机中的功能控制选择界面，确定需要进行功能控制的从站末端标识和功能标识，进而通过从站末端标识和功能标识形成相应的功能控制指令，并将功能控制指令发送至控制器，以使控制器在接收到功能控制指令后，生成与从站末端相对应的控制请求。
在一个实施例中，控制器在接收到功能控制指令后可对功能控制指令进行解析，确定出与功能标识相对应地址字段信息，再将从站末端标识、功能标识和解析出的地址字段信息打包成数据帧序列，形成对从站末端的控制请求。
在一个实施例中，可将上位机和控制器统一视作控制端，控制请求可直接通过控制端响应于用户的触发操作后得到。
步骤204，确定与功能标识相对应的控制操作类型。
其中，功能标识是指在对从站末端进行控制时，所执行的唯一控制功能所对应的标识，例如，控制功能可包括读取线圈状态功能、强制单线圈功能、读取寄存器功能、预制多寄存器功能等。
具体的，服务器中预存有功能标识与控制操作类型相关联的关系库，当服务器获取功能标识时，便可直接通过关系库查找出与功能标识相对应的控制操作类型。例如，功能标识3对应于读控制操作类型、功能标识16对应于写读控制操作类型，当服务器获取到功能标识3时，便可确定功能标识3相对应的控制操作类型为读控制操作类型。
在一个实施例中，功能标识可为一种串行通信功能码，如modbus功能码，服务器通过功能码编号可确定相对应的控制操作类型，例如，当功能码编号为01至03时，可确定控制操作类型为读控制操作类型、当功能码编号为15至16时，可确定控制操作类型为写控制操作类型。
步骤206，确定从站末端集群中的与从站末端标识相对应的目标从站末端。
其中，从站末端集群用于在逻辑上或者物理上将不同来源、种类的从站末端进行集成，以实现对从站末端的统一管理和控制。
具体地，服务器根据从站末端标识，对从站末端集群中的多个从站末端进行筛选，直至筛选出与从站末端标识相同的匹配从站末端，并将匹配从站末端作为目标从站末端。
在一个实施例中，从站末端集群可以用一种容器的形式部署于公有云环境中，每个容器均可用于响应不同的控制任务，比如，可为不同的容器分配不同的执行资源，从而通过不同的执行资源响应不同的控制请求，如此，便能及将不同控制请求各自对应的功能数据分别进行隔离处理，避免各控制请求之间争夺执行资源的概率。
步骤208，响应于控制请求，触发目标从站末端中的与地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与控制操作类型相对应的目标任务。
其中，目标处理单元为目标从站末端中的一种可对功能数据进行处理与存储的模块，如目标处理单元可为一种寄存器模块。
具体地，服务器响应于控制端发送的控制请求，将控制请求中的地址字段信息和从站末端触发标识发送至目标从站末端，从而对目标从站末端进行触发操作。例如，通过地址字段信息和从站末端触发标识可形成一种读控制指令，通过读控制指令可对目标从站末端进行触发操作。
其中，地址字段信息用于触发目标从站末端确定与功能标识相关联的目标处理单元，例如，通过地址字段信息可确定目标处理单元中的寄存器数量，进而服务器可根据目标处理单元执行与控制操作类型相对应的目标任务，也即与功能标识相对应的任务。例如，功能标识3的控制功能为读取寄存器功能时，控制操作类型为读控制操作类型，目标任务便是确定目标寄存器，并读取目标寄存器中的功能数据。
上述从站末端的控制方法，通过获取到的对从站末端的控制请求，可对控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息；从而根据功能标识，确定与功能标识相对应的控制操作类型，并根据从站末端标识，确定从站末端集群中的目标从站末端。通过响应于控制请求，再触发目标从站末端中的与地址字段信息相对应的目标处理单元，便可执行与控制操作类型相对应的目标任务。由于本申请是通过功能标识确定出控制操作类型后，便可直接对目标从站末端进行触发，并执行与控制操作类型相对应的目标任务，相比于传统中每次更新都需要重新编译固化控制器的方法，本申请可大大提高对从站末端的控制效率；同时，由于本申请可通过主站末端统一接收控制请求，并通过控制请求分别对从站末端进行不同的控制操作，提高了从站末端的控制灵活性。
在一个实施例中，当获取得到对从站末端的控制请求时，对控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息，包括：通过目标协议对控制请求进行解析，得到数据帧序列；确定第一序列区间、第二序列区间和第三序列区间；从数据帧序列中读取第一序列区间中的数据，得到从站末端标识；从数据帧序列中读取第二序列区间中的数据，得到功能标识；从数据帧序列中读取第三序列区间中的数据，得到地址字段信息。
具体地，服务器通过目标协议对控制请求进行解析，可解析出一个数据帧序列，其中，数据帧序列有多个序列区间组成，如图3所示，图3为一个实施例中数据帧序列的示意图。服务器通过目标协议可确定从站末端标识对应的第一序列区间为数据帧序列中的3字节至4字节、功能标识对应的第二序列区间为数据帧序列中的5字节至6字节、地址字段信息对应的第三序列区间为数据帧序列中的7字节至18字节。服务器分别从每种序列区间中读取相应的数据，也即可分别得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息。
在一个实施例中，数据帧序列中的1字节至2字节为从站末端的触发标识，如触发标识可为下降沿触发标识，当服务器接收到触发标识后可对从站末端进行触发操作。
在一个实施例中，当地址字段信息中包括第二数据起始地址、第二数据数量、数据写入序列时，数据帧序列中的7字节至8字节可为第二数据起始地址、9字节至10字节可为第二数据数量、数据帧序列中的11字节至18字节可为数据写入序列。其中，数据写入序列中的每两个字节可以存放一个待写入数据，也即数据写入序列中最多可存放4个待写入数据。容易理解的，待写入数据并不仅指单个数据值，也可以是整个内存中的部分数据，也可为一种地址信息，用于指向其他内存中的数据。
在一个实施例中，目标协议可为一种总线通信协议，例如，基于EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology，以太网控制系统)的现场总线通讯协议。控制端在按照现场总线通讯协议将控制请求进行封装后，控制端便可通过EtherCAT总线与服务器进行通信。
本实施例中，通过采用高速的目标协议能保证不同功能接口格式的一致性，确保在不同从站末端适应多种运动控制场景，且由于直接对数据帧序列进行解析便可得到控制请求中的信息，提高了后续对从站末端的控制效率。
在一个实施例中，控制操作类型包括读控制操作类型；地址字段信息包括第一数据起始地址和第一数据数量；目标处理单元包括第一目标处理单元；响应于控制请求，触发目标从站末端中与地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与控制操作类型相对应的目标任务，包括：通过目标从站末端，接收主站末端发送的地址字段信息，并根据地址字段信息中的第一数据起始地址，确定第一初始子处理单元；通过目标从站末端，根据第一初始子处理单元和第一数据数量，确定第一结尾子处理单元，并综合第一初始子处理单元和第一结尾子处理单元，得到第一目标处理单元；通过目标从站末端，读取第一目标处理单元中的目标功能数据，并将目标功能数据发送至主站末端。
其中，目标处理单元为包含了至少一个寄存器的数据处理单元，寄存器可为一种存放指令、地址和数据的内存等；第一数据数量或者第二数据数量可为一种寄存器数量。
具体地，如图4所示，图4为一个实施例中读控制操作的时序图。上位机将用户确定的从站末端标识和功能标识形成相应的功能控制指令，并将功能控制指令发送至控制器，以使控制器在接收到功能控制指令后，生成与从站末端相对应的控制请求，并将控制请求发送至服务器在通过解析控制请求中的数据帧序列，得到从站末端的触发标识后，可将解析到的地址字段信息发送至目标从站末端，也即向目标从站末端发送读控制指令。其中，从站末端触发标识可为一种下降沿触发标识。
进一步的，通过目标从站末端响应于读控制指令的触发操作，接收服务器发送的地址字段信息，并根据地址字段信息中的第一数据起始地址，确定第一初始子处理单元。其中，初始子处理单元可为一种初始寄存器，例如，若目标处理单元预先包括6个寄存器，第一数据起始地址指向寄存器2时，则将寄存器2视作初始寄存器，也即寄存器2为第一初始子处理单元。通过目标从站末端，根据第一初始子处理单元和第一数据数量，确定第一结尾子处理单元。例如，当第一初始子处理单元为寄存器2、第一数据数量为3时，可确定第一结尾子处理单元为寄存器。因此，综合第一初始子处理单元和第一结尾子处理单元，得到的第一目标处理单元包括3个子处理单元，也即寄存器2、寄存器3、寄存器4。
进一步的，通过目标从站末端，读取第一目标处理单元中的目标功能数据，也即分别读取每个子处理单元各自对应的目标功能数据，并将目标功能数据发送至服务器。其中，当寄存器为一种内存寄存器时，可直接读取寄存器内部的数据，也即分别读取寄存器2对应的目标功能数据2、寄存器3对应的目标功能数据3、寄存器4对应的目标功能数据4；当寄存器为一种地址寄存器时，也可通过访问寄存器中的地址查找外部内存中的相关数据等，数据读取过程在此不做限制。
在一个实施例中，参考4所示，通过目标从站末端读取目标功能数据后，形成数据的读取成功标识，并将目标功能数据和读取成功标识作为读取结果发送至服务器。其中，读取成功标识可为一种错误码标识，当错误码标识为1时，则认为目标处理单元的数据已经读取完成，当错误码标识为0时，则继续对目标处理单元的数据进行读取。
本实施例中，通过接收服务器发送的地址字段信息，进而触发目标从站末端确定与地址字段信息相对应的第一目标处理单元，并读取第一目标处理单元中每个子处理单元各自对应的目标功能数据，如此，便基于读控制操作类型实现了对目标从站末端的高效控制。
在一个实施例中，上述方法还包括：当主站末端接收到目标功能数据时，按照目标功能数据在第一目标处理单元中的排列顺序，依次将各目标功能数据填充至数据列表中的相应位置处，得到目标数据列表；将目标数据列表返回至控制端，以使控制端输出与功能标识相对应的目标从站末端的末端控制结果。
其中，数据列表为服务器中预先创建的一种空置列表。
具体的，服务器在接收到目标功能数据对应的读取结果时，确定目标功能数据在第一目标处理单元中的排列顺序，也即确定各子处理单元在第一目标处理单元中的排列顺序。例如，各子处理单元在第一目标处理单元中的排列顺序依次为寄存器2、寄存器3、寄存器4。同时，服务器将数据列表的首位填充为空闲状态标识，也即数据列表中的1字节至2字节、将数据列表的第二位填充为读取成功标识，也即数据列表中的3字节至4字节、将数据列表中的第三位填充为地址字段信息中的第一数据数量，数据列表中的5字节至6字节，由上述可知，第一数据数量可为寄存器数量。
进一步的，服务器按照目标功能数据的排列顺序，将各目标功能数据填充至数据列表中的相应位置处，也即依次将各目标功能数据填充至数据列表中的第三位之后的位置，得到目标数据列表。如图5所示，图5为一个实施例中填充后的目标数据列表的示意图。参考上述举例，由于读取的是寄存器2对应的目标功能数据2、寄存器3对应的目标功能数据3、寄存器4对应的目标功能数据4，因此将目标功能数据2填充至目标数据列表中的8字节至10字节，将目标功能数据3填充至目标数据列表中的11字节至12字节，将目标功能数据4填充至目标数据列表中的13字节至14字节。容易理解的，对于寄存器1、寄存器5和寄存器6未进行目标功能数据读取，因此在其他字节位置不进行目标功能数据的填充。服务器将填充后的目标数据列表返回至控制端，以使控制端输出与功能标识相对应的目标从站末端的末端控制结果。
在一个实施例中，基于EtherCAT总线中的PDO过程数据映射，对目标数据列表进行更新，进而实现目标功能数据的实时交互。其中，目标数据列表可为一种PDO映射表。
在一个实施例中，目标功能数据的读取数量小于等于6个，也即地址字段信息中的第一数据数量小于等于6。
在一个实施例中，服务器对每个目标从站末端各自对应的目标数据列表进行缓存，并响应于用户的选择触发操作，将选择操作所确定的目标数据列表发送至控制端。
在一个实施例中，控制端将数据库中预存的模型数据与目标数据列表中的目标功能数据进行对比，得到目标功能数据和模型数据之间的差异。控制端根据目标功能数据和模型数据之间的差异，确定与目标功能数据相关联的目标从站末端的运行解决方案，也即输出与功能标识相对应的目标从站末端的末端控制结果。
本实施例中，通过目标功能数据在第一目标处理单元中的排列顺序，将目标功能数据填充至数据列表中的相应位置处，得到目标数据列表，如此大大提高了对目标功能数据的数据处理效率，使得后续将目标数据列表返回至控制端后，控制端快速输出相应的末端控制结果。
在一个实施例中，控制操作类型包括写控制操作；地址字段信息包括第二数据起始地址、第二数据数量、数据写入序列；数据写入序列中包括有至少一个待写入数据；目标处理单元包括第二目标处理单元；响应于控制请求，触发目标从站末端中的与地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与控制操作类型相对应的目标任务，包括：通过目标从站末端，接收主站末端发送的地址字段信息，并根据地址字段信息中的第二数据起始地址，确定第二初始子处理单元；通过目标从站末端，根据第二初始子处理单元和第二数据数量，确定第二结尾子处理单元，并综合第二初始子处理单元和第二结尾子处理单元，得到第二目标处理单元；通过目标从站末端，按照待写入数据在数据写入序列中的排列顺序，依次将各待写入数据填充至第二目标处理单元中的相应子处理单元处。
其中，参考图3中的数据帧序列，数据写入序列可为数据帧序列中的部分序列，例如，数据写入序列可包括待写入数据1和待写入数据2，也可为待写入数据2、待写入数据3和待写入数据4。确定第二目标处理单元的第二初始子处理单元和第二结尾子处理单元的具体过程，可参照上述控制操作类型为读控制操作类型时，确定第一目标处理单元的第一初始子处理单元和第一结尾子处理单元的具体过程，本申请实施例在此不再赘述。
具体地，如图6所示，图6为一个实施例中写控制操作的时序图，服务器通过解析到数据帧序列中的从站末端的触发标识后，也即下降沿触发标识，可将地址字段信息和数据写入序列发送至目标从站末端，也即向目标从站末端发送写控制指令。通过目标从站末端响应于写控制指令的触发操作，按照待写入数据在数据写入序列中的排列顺序，依次将各待写入数据填充至第二目标处理单元中的相应的子处理单元处。例如，当数据写入序列包括待写入数据1和待写入数据2时，先将11字节至12字节的待写入数据1填充至寄存器1中，再将13字节至14字节的待写入数据2填充至寄存器2中。其中，也可直接将待写入数据1填充至寄存器1相应的内存位置处，数据写入过程在此不做限制。
在一个实施例中，参考6所示，通过目标从站末端写入待写入数据后，形成数据的写入成功标识，并将写入成功标识作为写入结果发送至服务器。其中，读取成功标识可为一种错误码标识。
本实施例中，通过接收服务器发送的地址字段信息，进而触发目标从站末端确定与地址字段信息相对应的第二目标处理单元，并将待写入数据填充至第二目标处理单元中的子处理单元处，如此，便基于写控制操作类型实现了对目标从站末端的高效控制。
在一个实施例中，如图7所示，图7提供了一种对从站末端进行读写控制操作的流程示意图，以该方法应用于图1中的计算机设备为例进行说明，包括以下步骤：S701：响应于用户对计算机设备的触发操作，生成相应的功能控制指令，其中功能控制指令中包括空置的数据帧列表；S702：判断数据帧列表中的状态位是否为空闲状态标识，若否则执行S703，若是则执行S704；S703：继续等待直至状态位接收到空闲状态标识；S704：计算机设备对数据帧列表中的寄存器功能进行设置；S705：计算机设备对数据帧列表中的寄存器起始地址进行设置；S706：计算机设备对数据帧列表中的寄存器数量进行设置；S707：计算机设备对数据帧列表中的与寄存器功能相关的待写入数据进行设置；S708：计算机设备设置数据帧列表中的下降沿触发标识，并通过下降沿触发标识对从站末端进行触发，以使得待写入数据填充至从站末端；S709：计算机设备继续判断数据帧列表中的状态位是否为空闲状态标识，若否则执行S710，若是则执行S711；S710：继续等待直至状态位接收到空闲状态标识；S711：计算机设备判断错误码标识是否为0，也即是否接收到数据的写入成功标识，若否则执行S712，若是则执行S713；S712：计算机设备停止写入操作；S713：计算机设备对读取与寄存器功能相关的目标功能数据。
本实施例中，通过计算机设备预先对不同从站末端进行寄存器功能的写入操作设置，并在接收到数据的写入成功标识后，可对与寄存器功能相关的目标功能数据进行读取触发，如此便提高了对从站末端的控制效率。
在一个实施例中，如图8所示，提供了一种从站末端的控制系统的结构示意图。系统包括主站末端和从站末端，其中：主站末端，用于当获取得到对从站末端的控制请求时，对控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息；主站末端，用于确定与功能标识相对应的控制操作类型，并确定从站末端集群中的与从站末端标识相对应的目标从站末端；主站末端，用于将地址字段信息发送至目标从站末端；从站末端，用于基于与地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与控制操作类型相对应的目标任务。
其中，主站末端可为工业机器人所带有的一种末端接口模块，当主站末端接收控制请求时，便可对相应的从站末端进行触发操作，以使从站末端执行与控制操作类型相对应的目标任务。从站末端基于与地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与控制操作类型相对应的目标任务的过程，可参照上述对方法实施例，本申请实施例在此不再赘述。
本实施例中，通过构建主站末端和从站末端的通信交互系统，可通过主站末端对从站末端的控制请求进行统一的智能化管理，提高了从站末端的可扩展性、以及对从站末端的控制功能进行管理的效率；同时，由于是直接在主站末端和从站末端之间进行通信，减少了控制端直接与从站末端的硬件接线，提高了对从站末端控制的实时性与精度，简化控制系统功能扩展的复杂程度。
在一个实施例中，上述系统还包括控制端；控制端通过以太网总线与主站末端连接；主站末端通过串行通信总线与从站末端连接，其中：控制端，用于通过以太网总线，向主站末端发送针对从站末端的控制请求；主站末端，用于响应于控制请求，并通过串行通信总线将地址字段信息发送至从站末端；从站末端，用于通过串行通信总线将目标功能数据发送至主站末端；主站末端，用于通过以太网总线将目标功能数据发送至控制端；控制端，用于接收目标功能数据，并输出与功能标识相对应的目标从站末端的末端控制结果。
其中，控制端负责工业机器人中的末端执行器的规划和控制，也是进行运算的主要场所。以太网总线可为一种基于EtherCAT(Ethernet for Control AutomationTechnology，以太网控制系统)的现场总线。串行通信总线可为一种RS485接口的串行通信总线。容易理解的，一个工业机器人带有一个控制器、一个主站末端和多个从站末端。
具体地，参考图8所示，上述系统包括控制端和末端，控制端包括上位机和控制器，末端包括主站末端和从站末端。上位机通过网络通信协议向控制器发送功能控制指令，如TCP/IP协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议)，控制器在接收到功能控制指令后形成与从站末端相对应的控制请求，也即控制端响应于用户的触发操作形成针对从站末端的控制请求。控制端通过以太网总线向主站末端发送针对从站末端的控制请求。主站末端对获取到的控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息。主站末端确定与功能标识相对应的控制操作类型、确定从站末端集群中的与从站末端标识相对应的目标从站末端，并响应于控制请求，通过串行通信总线将地址字段信息发送至从站末端。从站末端基于接收到的地址字段信息，确定与地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与控制操作类型相对应的目标任务，得到目标功能数据。从站末端通过串行通信总线将目标功能数据发送至主站末端，使得主站末端将接收到的目标功能数据通过以太网总线再返回至控制端。控制端接收目标功能数据，并输出与功能标识相对应的目标从站末端的末端控制结果。
在一个实施例中，上位机与控制器之间的网络通信可为一种共享内存的形式，当存在针对多个从站末端的功能控制指令时，共享内存能确保多个进程间的通信，提高了数据的交互效率。
在一个实施例中，控制端基于EtherCAT总线的控制周期可为1ms，也即基于EtherCAT总线的高实时性，能够通过1ms的刷新频率对工业机器人的末端执行器进行控制。
本实施例中，通过使用实时以太网总线连接控制端和主站末端，在保证实时性与可靠性的基础上扩大了系统带宽，提高了目标功能数据的传输速度，使整体系统能够以更快的速度传输更多的控制指令。同时，通过串行通信总线连接主站末端与从站末端，能确保在远距离条件下对多个从站末端同时进行控制，提高了对从站末端的控制效率。
在一个实施例中，如图9所示，提供了一种从站末端的控制系统的结构示意图。上述主站末端还包括通信协议模块、电压监测模块、模拟输入模块、数字输入模块、温度监测模块、数字输出模块。其中：通信协议模块，用于通过集成的串行通信协议分别实现与从站末端和控制端的数据交互；电压监测模块，用于通过以太网总线将主站末端的电压采样值发送至控制端，并接收控制端的电源控制结果；模拟输入模块，用于获取外部输入的两路模拟输入信号；数字输入模块，用于获取外部输入的四路数字输入信号；温度监测模块，用于通过以太网总线将主站末端中的热敏电阻的温度采样值发送至控制端，并接收控制端的温度控制结果；数字输出模块，用于通过以太网总线接收控制端发送的高低电平，并输出四路24V电平，其中输出的24V电平可输入至从站末端，以使从站末端执行相应的控制功能。
在一个实施例中，控制端生成的控制请求先通过以太网总线传输至机器人关节模组，机器人关节模组再通以太网总线将针对从站末端的控制请求发送至主站末端，也即发送至末端执行器。
应该理解的是，虽然如上的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的从站末端的控制方法的从站末端的控制装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个从站末端的控制装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于从站末端的控制方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图10所示，提供了一种从站末端的控制装置1000，包括：请求解析模块1002、操作类型确定模块1004和请求响应模块1006，其中：
请求解析模块1002，用于当获取得到对从站末端的控制请求时，对控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息；
操作类型确定模块1004，用于确定与功能标识相对应的控制操作类型；确定从站末端集群中的与从站末端标识相对应的目标从站末端；
请求响应模块1006，用于响应于控制请求，触发目标从站末端中的与地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与控制操作类型相对应的目标任务。
在一个实施例中，请求解析模块1002，还用于通过目标协议对控制请求进行解析，得到数据帧序列；确定第一序列区间、第二序列区间和第三序列区间；从数据帧序列中读取第一序列区间中的数据，得到从站末端标识；从数据帧序列中读取第二序列区间中的数据，得到功能标识；从数据帧序列中读取第三序列区间中的数据，得到地址字段信息。
在一个实施例中，控制操作类型包括读控制操作类型；地址字段信息包括第一数据起始地址和第一数据数量；目标处理单元包括第一目标处理单元；请求响应模块1006还包括第一响应模块1006a，通过目标从站末端，接收主站末端发送的地址字段信息，并根据地址字段信息中的第一数据起始地址，确定第一初始子处理单元；通过目标从站末端，根据第一初始子处理单元和第一数据数量，确定第一结尾子处理单元，并综合第一初始子处理单元和第一结尾子处理单元，得到第一目标处理单元；通过目标从站末端，读取第一目标处理单元中的目标功能数据，并将目标功能数据发送至主站末端。
在一个实施例中，第一响应模块1006a，还用于当主站末端接收到目标功能数据时，按照各目标功能数据在目标处理单元中的排列顺序，依次将各目标功能数据填充至数据列表中的相应位置处，得到目标数据列表；将目标数据列表返回至控制端，以使控制端输出与功能标识相对应的目标从站末端的末端控制结果。
在一个实施例中，控制操作类型包括写控制操作；地址字段信息包括第二数据起始地址、第二数据数量、数据写入序列；数据写入序列中包括有至少一个待写入数据，目标处理单元包括第二目标处理单元；请求响应模块1006还包括第二响应模块1006b，用于通过目标从站末端，接收主站末端发送的地址字段信息，并根据地址字段信息中的第二数据起始地址，确定第二初始子处理单元；通过目标从站末端，根据第二初始子处理单元和第二数据数量，确定第二结尾子处理单元，并综合第二初始子处理单元和第二结尾子处理单元得到第二目标处理单元；通过目标从站末端，按照待写入数据在数据写入序列中的排列顺序，依次将各待写入数据填充至第二目标处理单元中的相应子处理单元处。
上述从站末端的控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图11所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储功能数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种从站末端的控制方法。
本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(FerroelectricRandom Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(StaticRandom Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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 (10)
1.一种从站末端的控制方法，其特征在于，应用于主站末端，包括：
当获取得到对从站末端的控制请求时，对所述控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息；
确定与所述功能标识相对应的控制操作类型；
确定从站末端集群中的与所述从站末端标识相对应的目标从站末端；
响应于所述控制请求，触发所述目标从站末端中的与所述地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与所述控制操作类型相对应的目标任务。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当获取得到对从站末端的控制请求时，对所述控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息，包括：
通过目标协议对所述控制请求进行解析，得到数据帧序列；
确定第一序列区间、第二序列区间和第三序列区间；
从所述数据帧序列中读取所述第一序列区间中的数据，得到从站末端标识；
从所述数据帧序列中读取所述第二序列区间中的数据，得到功能标识；
从所述数据帧序列中读取所述第三序列区间中的数据，得到地址字段信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制操作类型包括读控制操作类型；所述地址字段信息包括第一数据起始地址和第一数据数量；所述目标处理单元包括第一目标处理单元；
所述响应于所述控制请求，触发所述目标从站末端中的与所述地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与所述控制操作类型相对应的目标任务，包括：
通过所述目标从站末端，接收主站末端发送的地址字段信息，并根据所述地址字段信息中的第一数据起始地址，确定第一初始子处理单元；
通过所述目标从站末端，根据所述第一初始子处理单元和所述第一数据数量，确定第一结尾子处理单元，并综合第一初始子处理单元和第一结尾子处理单元，得到第一目标处理单元；
通过所述目标从站末端，读取所述第一目标处理单元中的目标功能数据，并将所述目标功能数据发送至所述主站末端。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述主站末端接收到目标功能数据时，按照各所述目标功能数据在所述第一目标处理单元中的排列顺序，依次将各所述目标功能数据填充至数据列表中的相应位置处，得到目标数据列表；
将所述目标数据列表返回至控制端，以使所述控制端输出与所述功能标识相对应的所述目标从站末端的末端控制结果。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制操作类型包括写控制操作；所述地址字段信息包括第二数据起始地址、第二数据数量、数据写入序列；所述数据写入序列中包括有至少一个待写入数据；所述目标处理单元包括第二目标处理单元；
响应于所述控制请求，触发所述目标从站末端中的与所述地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与所述控制操作类型相对应的目标任务，包括：
通过所述目标从站末端，接收主站末端发送的地址字段信息，并根据所述地址字段信息中的第二数据起始地址，确定第二初始子处理单元；
通过所述目标从站末端，根据所述第二初始子处理单元和所述第二数据数量，确定第二结尾子处理单元，并综合第二初始子处理单元和第二结尾子处理单元，得到第二目标处理单元；
通过所述目标从站末端，按照所述待写入数据在所述数据写入序列中的排列顺序，依次将各所述待写入数据填充至所述第二目标处理单元中的相应子处理单元处。
6.一种从站末端的控制系统，其特征在于，所述系统包括主站末端和从站末端，其中：
主站末端，用于当获取得到对从站末端的控制请求时，对所述控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息；
所述主站末端，用于确定与所述功能标识相对应的控制操作类型，并确定从站末端集群中的与所述从站末端标识相对应的目标从站末端；
所述主站末端，用于将所述地址字段信息发送至所述目标从站末端；
从站末端，用于基于与所述地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与所述控制操作类型相对应的目标任务。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括控制端；所述控制端通过以太网总线与所述主站末端连接；所述主站末端通过串行通信总线与所述从站末端连接，其中：
所述控制端，用于通过所述以太网总线，向所述主站末端发送针对所述从站末端的控制请求；
所述主站末端，用于响应于所述控制请求，并通过所述串行通信总线将所述地址字段信息发送至所述从站末端；
所述从站末端，用于通过所述串行通信总线将目标功能数据发送至所述主站末端；
所述主站末端，用于通过所述以太网总线将所述目标功能数据发送至所述控制端；
所述控制端，用于接收所述目标功能数据，并输出与所述功能标识相对应的目标从站末端的末端控制结果。
8.一种从站末端的控制装置，其特征在于，所述装置包括：
请求解析模块，用于当获取得到对从站末端的控制请求时，对所述控制请求进行解析，得到从站末端标识、功能标识和地址字段信息；
操作类型确定模块，用于确定与所述功能标识相对应的控制操作类型；确定从站末端集群中的与所述从站末端标识相对应的目标从站末端；
请求响应模块，用于响应于所述控制请求，触发所述目标从站末端中的与所述地址字段信息相对应的目标处理单元，执行与所述控制操作类型相对应的目标任务。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
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