CN117311246A - 激光器控制方法、系统、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种激光器控制方法、系统、装置、电子设备及存储介质，包括：通过主控制器接收设置请求，其中，主控制器连接L条通讯总线，每条通讯总线上并行连接有M个子控制器；通过在主控制器中的目标芯片中设计的个处理器采用并行处理机制将设置请求解析为多个控制指令，J为每条通讯总线中连接目标芯片的差分信号线的成对数量；将多个控制指令发送至每条通讯总线上连接的M个子控制器；通过每个子控制器接收到的控制指令控制与该子控制器相连接的N个激光器。本申请提供了一种用于复杂激光器系统的实时控制方案，解决了现有技术中无法实现实时控制激光器数量多的复杂激光器系统的技术问题。

Description

激光器控制方法、系统、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及控制器领域，尤其涉及激光器控制领域，具体而言，涉及一种激光器控制方法、系统、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

在光纤激光器领域，通常用光纤合束器把多个激光模块输出的激光光束合束在一起，从而形成更大功率光纤激光器，在一些应用场景下，一台激光器的多个激光模块直接输出，形成多个激光头输出的系统，这类系统主要是多个激光头并行加工的系统，可用于微加工、材料表面处理、以及表面清洗等用途。其中，每个激光模块实际上是一个单腔光纤激光器，各个激光模块除了光路以外，还需要一个单独的能够实现供电功能、控制功能、检测功能以及驱动功能的电控子系统，其核心是子控制器，在此基础上，整个光纤激光器还需要包括一个中央集中控制器用于控制上述的子控制器，即主控制器，其中，主控制器和子控制器各自包含了高速的FPGA和低速的微处理器。

另外，主控制器和子控制器之间需要传递各种通讯信号，例如用户上位机或用户设备发来的每个模块的使能、脉冲调制、激光输出功率、红光对准引导、实时故障处理以及模块之间的同步协调等信号，同时还需要实时地采集各个模块的激光功率、电流、温度等信号，实时性要求高，因此主控制器和子控制器之间的连接结构非常复杂。但是随着单腔激光模块数量的增加，也就是子控制器的数量增加，原来的主控制器不得不重新设计，以扩展和子控制器的接口数量，从而导致整体的设计成本较高。另外，还需要注意到的是，过多的接线数量，还会影响到接线中所传输的信号的传输效率和传输速度，从而很容易导致信号处理的实时性低的问题。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请提供了一种激光器控制方法、系统、装置、电子设备及存储介质，以至少解决现有技术中无法实现实时控制激光器数量多的复杂激光器系统，以及激光器系统运行过程中存在信号处理实时性低的技术问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种激光器控制方法，包括：通过主控制器接收设置请求，其中，设置请求至少包括目标对象对激光器设置的参数信息和状态信息，主控制器连接L条通讯总线，每条通讯总线上并行连接有M个子控制器，L和M为均大于1的整数；通过主控制器中的目标芯片上内置的个处理器采用并行处理机制将设置请求解析为多个控制指令，其中，J为每条通讯总线中连接目标芯片的差分信号线的成对数量，每个处理器通过所述目标芯片的目标接口将信号输入至与所述目标芯片相连接的接口芯片，并依据所述接口芯片将所述信号转化为一对差分信号；将多个控制指令发送至每条通讯总线上连接的M个子控制器；通过每个子控制器接收到的控制指令控制与该子控制器相连接的N路激光器。

可选地，激光器控制方法还包括：将多个控制指令中的第一控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第一控制指令用于控制激光器的功率；将多个控制指令中的第二控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第二控制指令用于控制激光器的控制信号。

可选地，激光器控制方法还包括：将多个控制指令中的第三控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第三控制指令用于向激光器发送调制信号；将多个控制指令中的第四控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第四控制指令用于接收故障激光器的报警信号；将多个控制指令中的第五控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第五控制指令为单片机对激光器的控制信号。

可选地，激光器控制方法还包括：将多个控制指令中的第六控制指令基于每条通讯总线中的M对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，M对差分信号线与M个子控制器之间存在一一对应的关系，第六控制指令用于通过调整激光器的输出功率系数以改变激光器的功率；将多个控制指令中的第七控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第七控制指令用于获取该通讯总线连接的M个子控制器所对应的所有激光器的功率值。

可选地，激光器控制方法还包括：通过上位机将设置请求发送至主控制器中的单片机中；通过单片机将设置请求发送至主控制器中的目标芯片中。

可选地，激光器控制方法还包括：将每条通讯总线中除连接目标芯片之外的一对差分信号线作为连接单片机与该条通讯总线上对应的M个子控制器的通讯线路。

根据本申请的另一方面，还提供了一种激光器控制系统，包括：主控制器，与L条通讯总线连接，其中，L条通讯总线中的每条通讯总线上并行连接有M个控制模块，每个控制模块至少包括一个子控制器，L和M为均大于1的整数；目标芯片，设置在主控制器内部，其中，目标芯片上内置有个处理器，/>个处理器用于采用并行处理机制将主控制器接收到的设置请求解析为多个控制指令，其中，J为每条通讯总线中连接目标芯片的差分信号线的成对数量，每个处理器通过所述目标芯片的目标接口将信号输入至与所述目标芯片相连接的接口芯片，并依据所述接口芯片将所述信号转化为一对差分信号，设置请求至少包括目标对象对激光器设置的参数信息和状态信息；子控制器，与N路激光器连接，用于从连接的通讯总线中接收主控制器发送的多个控制指令，并根据主控制器发送的多个控制指令控制相连接的N路激光器。

可选地，每个控制模块中还包括一个开关电源和一个驱动器，每个控制模块中的开关电源用于为该控制模块中的子控制器所连接的N路激光器供电，每个控制模块中的驱动器用于驱动该控制模块中的子控制器所连接的N路激光器。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种激光器控制装置，包括：接收单元，用于通过主控制器接收设置请求，其中，设置请求至少包括目标对象对激光器设置的参数信息和状态信息，主控制器连接L条通讯总线，每条通讯总线上并行连接有M个子控制器，L和M为均大于1的整数；解析单元，用于通过主控制器中的目标芯片上内置的个处理器采用并行处理机制将设置请求解析为多个控制指令，其中，J为每条通讯总线中连接目标芯片的差分信号线的成对数量，每个处理器通过所述目标芯片的目标接口将信号输入至与所述目标芯片相连接的接口芯片，并依据所述接口芯片将所述信号转化为一对差分信号；发送单元，用于将多个控制指令发送至每条通讯总线上连接的M个子控制器；控制单元，用于通过每个子控制器接收到的控制指令控制与该子控制器相连接的N路激光器。

根据本申请的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项的激光器控制方法。

根据本申请的另一方面，还提供了一种电子设备，其中，电子设备包括一个或多个处理器和存储器，存储器用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现上述任意一项的激光器控制方法。

在本申请中，采用主控制器连接L条通讯总线，并且每条通讯总线上并行连接有M个子控制器的方式，通过主控制器接收设置请求，其中，设置请求至少包括目标对象对激光器设置的参数信息和状态信息，主控制器连接L条通讯总线，每条通讯总线上并行连接有M个子控制器，L和M为均大于1的整数。还通过主控制器中的目标芯片上内置的个处理器采用并行处理机制将设置请求解析为多个控制指令，其中，J为每条通讯总线中连接目标芯片的差分信号线的成对数量，每个处理器通过所述目标芯片的目标接口将信号输入至与所述目标芯片相连接的接口芯片，并依据所述接口芯片将所述信号转化为一对差分信号，在将多个控制指令发送至每条通讯总线上连接的M个子控制器之后，通过每个子控制器接收到的控制指令控制与该子控制器相连接的N路激光器。

由上述内容可知，本申请提供了一种与现有技术不同的激光器控制设计，由主控制器连接L条通讯总线，并且每条通讯总线上并行连接有M个子控制器，从而在新增子控制器时，可以直接在通讯总线上新增即可，不需要对主控制器进行接口扩增等大量的重新设计，从而节约了新增激光器时的整体设计成本。此外，本申请还通过主控制器中的目标芯片上内置的个处理器将设置请求解析为多个控制指令，由于J为每条通讯总线中连接目标芯片的差分信号线的成对数量，并且/>个处理器采用并行机制，每个处理器通过所述目标芯片的目标接口将信号输入至与所述目标芯片相连接的接口芯片，并依据所述接口芯片将所述信号转化为一对差分信号，因此相当于每个处理器对应一对差分信号线，并且每个处理器单独处理其所对应的差分信号线上所传输的信号，因此可以确保高效率地完成信号处理以及信号传输，进而提高激光器的工作实时性。另外，控制指令基于通讯总线中的差分信号线传输，由于一对差分信号线在传输信号时两根信号线的极性相反，因此其对辐射的电磁场可以相互抵消，从而实现了有效抑制信号传输过程中的电磁干扰的技术效果。

由此可见，通过本申请的技术方案，达到了低成本实现一个主控制器同时控制多个激光器的目的，从而解决了现有技术中无法实现实时控制激光器数量多的复杂激光器系统，以及激光器系统运行过程中存在信号处理实时性低的技术问题，并且本申请的激光器系统还具有结构简单，可靠性高，成本低，生产维护方便，扩展和通用性强等技术效果。

附图说明

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

图1是根据现有技术的一种光纤激光器控制系统的结构示意图；

图2是根据本申请实施例的一种激光器控制方法的流程图；

图3是根据本申请实施例的一种激光器控制系统的结构示意图；

图4是根据本申请实施例的一种主控制器内部的并行处理结构示意图；

图5是根据本申请实施例的一种DB25总线中各个差分信号线的示意图；

图6是根据本申请实施例提供的一种可选的激光器控制装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请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，以便这里描述的本申请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

光纤激光器（Fiber Lasers）是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，这种掺杂的玻璃光纤也称为有源光纤，有源光纤、高反光栅、低反光栅构成了振荡腔，在泵浦光的作用下，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，在振荡腔内形成高功率激光，再通过低反光栅输出相关的激光光束。

其中，图1是根据现有技术的一种光纤激光器控制系统的结构示意图，如图1所示，在现有技术中，光纤激光器的主控制器需要为每一个连接的子控制器提供一个单独接口，例如，分别提供接口与子控制器1、子控制器2……子控制器n连接，从而实现主控制器与子控制器之间的通讯功能、控制功能、数据传输功能以及状态查询功能。

但是，容易注意到的是，基于现有技术中的光纤激光器控制系统的设计，每增加一个激光模块，便需要增加一个子控制器，同时便需要主控制器提供一个新的接口，换言之，随着激光模块数量的增加、子控制器数量的增加，原有的主控制器不得不重新设计以扩展提供给子控制器连接的接口数量，但是，过多的接口数量，必然会导致主控制器和多个子控制器之间的连接线数量太多并且复杂，从而造成接线费时，容易出错的问题，并且过多的连接电线之间还容易产生电磁干扰，导致无法实现连接或者即使勉强实现连接但是无法达到技术要求的问题。

为了解决上述问题，根据本申请实施例，提供了一种激光器控制方法的实施例，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2是根据本申请实施例的一种激光器控制方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤S201，通过主控制器接收设置请求。

在步骤S201中，设置请求至少包括目标对象对激光器设置的参数信息和状态信息，主控制器连接L条通讯总线，每条通讯总线上并行连接有M个子控制器，L和M为均大于1的整数。

可选地，主控制器可以与上位机相连接，目标对象在上位机的操作界面中输入设置请求，其中，设置请求包括但不限于用于设置激光器的参数、控制激光器的状态以及读取激光器的状态。

可选地，上述激光器可以是光纤激光器，也可以是其他激光器，例如，气体激光器、半导体激光器等等。

可选地，图3是根据本申请实施例的一种激光器控制系统的结构示意图，如图3所示，主控制器连接有5条DB25总线（对应L条通讯总线），其中，每条通讯总线上并行连接有5个子控制器（对应M个子控制器），例如，第1条DB25总线上连接有子控制器11、子控制器12、子控制器13、子控制器14、子控制器15；第2条DB25总线上连接有子控制器21、子控制器22、子控制器23、子控制器24、子控制器25；第5条DB25总线上连接有子控制器51、子控制器52、子控制器53、子控制器54、子控制器55。

需要说明的是，通讯总线也可以是除DB25总线之外的总线。另外，图3中的通讯总线的数量、每条通讯总线上连接的子控制器的数量均为示例，在实际应用中，可以根据实际需求对通讯总线的数量、每条通讯总线上连接的子控制器的数量进行自定义设置。

步骤S202，通过主控制器中的目标芯片上内置的个处理器采用并行处理机制将设置请求解析为多个控制指令。

在步骤S202中，J为每条通讯总线中连接目标芯片的差分信号线的成对数量，每个处理器通过目标芯片的目标接口将信号输入至与目标芯片相连接的接口芯片，并依据接口芯片将信号转化为一对差分信号。

可选地，结合图3所示的一种激光器控制系统，以每条通讯总线通过12对差分信号线连接主控制器和子控制器为例，图4是根据本申请实施例的一种主控制器内部的并行处理结构示意图，如图4所示，主控制器中包含了一个FPGA芯片（对应目标芯片）和一个单片机，其中，单片机用于外部通讯，其至少包含了一个RS-232接口，一个RS-485接口以及一个Ethernet互联网接口，此外，单片机和FPGA芯片之间通过内部的SPI总线进行通讯。

可选地，目标对象在上位机的操作界面上输入设置请求之后，上位机通过上述单片机的RS-232接口/RS-485接口/Ethernet互联网接口将设置请求发送到主控制器的单片机中，然后单片机通过与FPGA芯片之间的SPI总线将设置请求传输至FPGA芯片中。

可选地，如图4所示，每条DB25总线通过11（对应J）对差分信号线分别与FPGA 芯片上内置的11个处理器（例如图4中的Proc1-Proc11）相连接，其中，11对差分信号线与11个处理器之间一一对应，由于图3所示的激光器控制系统共有5条DB25总线于主控制器连接，因此，FPGA芯片上至少包括55个处理器，通过这55个处理器可以同时设置每路激光器的参数和控制激光器的状态，也可以同时读出取每路激光器的状态，然后返回给单片机，再送给上位机。

可选地，每条DB25总线对应的11个处理器可以通过11个RS-485收发器连接到该DB25总线的一对差分信号线，然后连接到该DB25总线连接的5个子控制器所对应的RS-485收发器上。在DB25总线上的信号以差分形式传输，传输电缆为扁平线，扁平线上压接了5个D-Subminiature接插件，这5个D-Subminiature接插件分别和每个子控制器连接。

此外，如图4所示，主控制器中的单片机可以通过每条通讯总线中的第12对差分信号线和每个子控制器进行通讯，并且每条通讯总线的12对差分信号线都是相互独立的。基于图4中的设计，每条通讯总线中的每一对差分信号线上的输入/输出信号都由FPGA芯片中一个单独的处理器来处理，FPGA芯片中的55个处理器并行工作，从而提高了信号处理效率和信号传输速度，进而提高了激光器工作的实时性。例如，经过实验证明，在采用这种并行处理结构后，不到1us便可以独立地设置50路激光器的输出功率，不到2us便可以读取50路激光器的功率值。

步骤S203，将多个控制指令发送至每条通讯总线上连接的M个子控制器。

可选地，主控制器在得到多个控制指令之后，还可以将多个控制指令发送至每条通讯总线上连接的M个子控制器，从而由子控制器控制与其相连接的激光器。

步骤S204，通过每个子控制器接收到的控制指令控制与该子控制器相连接的N路激光器。

可选地，N为大于1的整数，例如，N可以为2，每个子控制器可以与一个驱动器和一个开关电源组成一个控制模块，并且每个子控制器连接有两路激光器，每个控制模块中的开关电源用于为该控制模块中的子控制器所连接的两路激光器供电，每个控制模块中的驱动器用于驱动该控制模块中的子控制器所连接的两路激光器。

基于上述步骤S201至步骤S204的内容可知，在本申请中，采用主控制器连接L条通讯总线，并且每条通讯总线上并行连接有M个子控制器的方式，通过主控制器接收设置请求，其中，设置请求至少包括目标对象对激光器设置的参数信息和状态信息，主控制器连接L条通讯总线，每条通讯总线上并行连接有M个子控制器，N和M为均大于1的整数。还通过主控制器中的目标芯片上内置的个处理器采用并行处理机制将设置请求解析为多个控制指令，其中，J为每条通讯总线中连接目标芯片的差分信号线的成对数量，每个处理器通过目标芯片的目标接口将信号输入至与目标芯片相连接的接口芯片，并依据接口芯片将信号转化为一对差分信号，在将多个控制指令发送至每条通讯总线上连接的M个子控制器之后，通过每个子控制器接收到的控制指令控制与该子控制器相连接的N路激光器。

由上述内容可知，本申请提供了一种与现有技术不同的激光器控制设计，由主控制器连接L条通讯总线，并且每条通讯总线上并行连接有M个子控制器，从而在新增子控制器时，可以直接在通讯总线上新增即可，不需要对主控制器进行接口扩增等大量的重新设计，从而节约了新增激光器时的整体设计成本。此外，本申请还通过主控制器中的目标芯片上内置的个处理器将设置请求解析为多个控制指令，由于J为每条通讯总线中连接目标芯片的差分信号线的成对数量，并且/>个处理器采用并行机制，每个处理器通过目标芯片的目标接口将信号输入至与目标芯片相连接的接口芯片，并依据接口芯片将信号转化为一对差分信号，因此相当于每个处理器对应一对差分信号线，并且每个处理器单独处理其所对应的差分信号线上所传输的信号，因此可以确保高效率地完成信号处理以及信号传输，进而提高激光器的工作实时性。另外，控制指令基于通讯总线中的差分信号线传输，由于一对差分信号线在传输信号时两根信号线的极性相反，因此其对辐射的电磁场可以相互抵消，从而实现了有效抑制信号传输过程中的电磁干扰和自身抗电磁干扰的技术效果。

由此可见，通过本申请的技术方案，达到了低成本实现一个主控制器同时控制多个激光器的目的，从而解决了现有技术中无法实现实时控制激光器数量多的复杂激光器系统，以及激光器系统运行过程中存在信号处理实时性低的技术问题。

在一种可选的实施例中，主控制器可以将多个控制指令中的第一控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第一控制指令用于控制激光器的功率。

可选地，基于图3所示的激光器控制系统，5条通讯总线对应了25个子控制器，每个子控制器对应一个控制模块，因此共有25个控制模块。在本申请实施例中，可以将25个控制模块划分为5层，每层5个模块，对应地，25个模块中的25个分控制器分5层排列，每层5个模块每个带有一个分控制器。

主控制器上共有5个DB25总线接口，其中1个DB25接口通过1条DB25总线连接到其中一层的所有5个分控制器DB25接口，这样5层的分控制器通过5条DB-25总线和主控制器5个接口连接。

可选地，如图5所示，每个DB25总线上有12对RS-485差分信号线。

在一种可选地实施例中，主控制器可以将多个控制指令中的第一控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第一控制指令用于控制激光器的功率。

可选地，如图5所示，每一层的5个控制模块所对应的10个激光器共用一个DB25总线中的一对差分信号线，用来设定每个激光器功率。

在一种可选的实施例中，主控制器可以将多个控制指令中的第二控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第二控制指令用于控制激光器的状态，即设置激光器的状态。

可选地，如图5所示，每一层的5个控制模块所对应的10个激光器共用一个DB25总线中的一对差分信号线，用来设置每个激光器的控制信号。

在一种可选的实施例中，主控制器可以将多个控制指令中的第三控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第三控制指令用于向激光器发送调制信号。

可选地，如图5所示，每一层的5个控制模块所对应的10个激光器共用一个DB25总线中的一对差分信号线，用来向每个激光器发送调制信号。

在一种可选的实施例中，将多个控制指令中的第四控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第四控制指令用于接收故障激光器的报警信号。

可选地，如图5所示，每一层的5个控制模块所对应的10个激光器共用一个DB25总线中的一对差分信号线，用来接收每个故障激光器的报警信号。

在一种可选的实施例中，主控制器可以将多个控制指令中的第五控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第五控制指令为单片机对激光器的控制信号。

可选地，如图5所示，每一层的5个控制模块所对应的10个激光器共用一个DB25总线中的一对差分信号线，用来实现主控制器中的单片机与子控制器之间的数据通讯。需要说明的是，这对差分信号是用来主控制器的单片机和子控制器单片机之间的通讯，因此对应地，单片机也有L对差分信号线。

在一种可选的实施例中，主控制器可以将多个控制指令中的第六控制指令基于每条通讯总线中的M对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器。其中，M对差分信号线与M个子控制器之间存在一一对应的关系，第六控制指令用于通过调整激光器的输出功率系数以改变激光器的功率。

可选地，如图5所示，主控制器可以将第六控制指令基于每条通讯总线中的5对差分信号线发送至该通讯总线连接的5个子控制器。其中，每一层中的每一个控制模块中的2个激光器共用一对差分信号线，通过改变每个激光器的输出功率系数可以快速改变每个激光器的功率。另外，每个模块共用一对差分信号线还可以快速地读取每个模块上两路激光器的功率。

在一种可选的实施例中，主控制器可以将多个控制指令中的第七控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第七控制指令用于获取该通讯总线连接的M个子控制器所对应的所有激光器的功率反馈值。

可选地，如图5所示，每一层的5个控制模块对应的10个激光器共用一对差分信号线，用于接收每个激光器的功率反馈值。

可选地，如图5所示，每个DB25总线上的12对RS-485差分信号线中预留一对RS-485差分信号线作为备用。

可选地，为了更清楚地说明本申请中每个DB25总线上的12对RS-485差分信号线的各自用途，可以参照下表1。

表1

在一种可选的实施例中，主控制器中的FPGA芯片还可以提供以下可选接口/模块：

流量输入接口；Interlock1接口、Interlock2接口、钥匙开关接口、急停开关接口、红光控制接口、使能输入接口、调制输入接口、模拟功率输入接口、激光发射接口、故障输出接口、模拟输出接口、请求控制激光接口、同步输入接口、程序运行接口、电源打开显示模块、出光旋转显示模块、故障显示模块。

在一种可选的实施例中，任意一层的一个控制模块对应的子控制器（也可称为分控制器）还可以提供以下接口/模块：

开关电源使能输出接口；开关电源ACOK输入接口；开关电源DCOK输入接口；泵源1指示红光输出接口；泵源2指示红光输出接口；4个功率监测输入接口（对应PD1至PD4），两个温度输入接口（对应温度1至温度2）。此外，任意一层的一个控制模块对应的子控制器还连接有2路驱动器，其中，2路驱动器至少包括：泵源驱动1输出接口；泵源电流1输入接口；泵源驱动2输出接口；泵源电流2输入接口。

由上述内容可知，本申请提供了一种与现有技术不同的激光器控制设计，由主控制器连接L条通讯总线，并且每条通讯总线上并行连接有M个子控制器，从而在新增子控制器时，可以直接在通讯总线上新增即可，不需要对主控制器进行接口扩增等大量的重新设计，从而节约了新增激光器时的整体设计成本。此外，本申请还通过主控制器中的目标芯片上内置的个处理器将设置请求解析为多个控制指令，由于J为每条通讯总线中连接目标芯片的差分信号线的成对数量，并且/>个处理器采用并行处理机制，每个处理器通过目标芯片的目标接口将信号输入至与目标芯片相连接的接口芯片，并依据接口芯片将信号转化为一对差分信号，因此相当于每个处理器对应一对差分信号线，并且每个处理器单独处理其所对应的差分信号线上所传输的信号，因此可以确保高效率地完成信号处理以及信号传输，进而提高激光器的工作实时性。另外，控制指令基于通讯总线中的差分信号线传输，由于一对差分信号线在传输信号时两根信号线的极性相反，因此其对辐射的电磁场可以相互抵消，从而实现了有效抑制信号传输过程中的电磁干扰和自身抗电磁干扰的技术效果。

实施例2

本实施例提供了一种可选的激光器控制系统，激光器控制系统至少包括：

主控制器，与L条通讯总线连接，其中，L条通讯总线中的每条通讯总线上并行连接有M个控制模块，每个控制模块至少包括一个子控制器，L和M为均大于1的整数；

目标芯片，设置在主控制器内部，其中，目标芯片上内置有个处理器，/>个处理器用于采用并行机制将主控制器接收到的设置请求解析为多个控制指令，其中，J为每条通讯总线中连接目标芯片的差分信号线的成对数量，每个处理器通过目标芯片的目标接口将信号输入至与目标芯片相连接的接口芯片，并依据接口芯片将信号转化为一对差分信号，设置请求至少包括目标对象对激光器设置的参数信息和状态信息；

子控制器，与N路激光器连接，用于从连接的通讯总线中接收主控制器发送的多个控制指令，并根据主控制器发送的多个控制指令控制相连接的N路激光器，其中，N为大于1的整数。

在一种可选的实施例中，每个控制模块中还包括一个开关电源和一个驱动器，每个控制模块中的开关电源用于为该控制模块中的子控制器所连接的两路激光器供电，每个控制模块中的驱动器用于驱动该控制模块中的子控制器所连接的两路激光器。

可选地，主控制器还可以与上位机相连接，目标对象在上位机的操作界面中输入设置请求，其中，设置请求包括但不限于用于设置激光器的参数、控制激光器的状态以及读取激光器的状态。

可选地，上述激光器可以是光纤激光器，也可以是其他激光器，例如，气体激光器、半导体激光器等等。

需要说明的是，本申请提供了一种与现有技术不同的激光器控制设计，由主控制器连接L条通讯总线，并且每条通讯总线上并行连接有M个子控制器，从而在新增子控制器时，可以直接在通讯总线上新增即可，不需要对主控制器进行接口扩增等大量的重新设计，从而节约了新增激光器时的整体设计成本。此外，本申请还通过主控制器中的目标芯片上内置的个处理器将设置请求解析为多个控制指令，由于J为每条通讯总线中连接目标芯片的差分信号线的成对数量，并且/>个处理器采用并行处理机制，每个处理器通过目标芯片的目标接口将信号输入至与目标芯片相连接的接口芯片，并依据接口芯片将信号转化为一对差分信号，因此相当于每个处理器对应一对差分信号线，并且每个处理器单独处理其所对应的差分信号线上所传输的信号，因此可以确保高效率地完成信号处理以及信号传输，进而提高激光器的工作实时性。另外，控制指令基于通讯总线中的差分信号线传输，由于一对差分信号线在传输信号时两根信号线的极性相反，因此其对辐射的电磁场可以相互抵消，从而实现了有效抑制信号传输过程中的电磁干扰和自身抗电磁干扰的技术效果。

实施例3

本实施例提供了一种可选的激光器控制装置，该激光器控制装置中的各个实施单元对应于实施例1中各个实施步骤。

图6是根据本申请实施例提供的一种可选的激光器控制装置的示意图，如图6所示，包括：接收单元601、解析单元602、发送单元603以及控制单元604。

可选地，接收单元601，用于通过主控制器接收设置请求，其中，设置请求至少包括目标对象对激光器设置的参数信息和状态信息，主控制器连接L条通讯总线，每条通讯总线上并行连接有M个子控制器，L和M为均大于1的整数；解析单元602，用于通过主控制器中的目标芯片上内置的个处理器采用并行处理机制将设置请求解析为多个控制指令，其中，J为每条通讯总线中连接目标芯片的差分信号线的成对数量，每个处理器通过目标芯片的目标接口将信号输入至与目标芯片相连接的接口芯片，并依据接口芯片将信号转化为一对差分信号；发送单元603，用于将多个控制指令发送至每条通讯总线上连接的M个子控制器；控制单元604，用于通过每个子控制器接收到的控制指令控制与该子控制器相连接的N路激光器，其中，N为大于1的整数。

可选地，发送单元603，包括：第一发送子单元和第二发送子单元。其中，第一发送子单元，用于将多个控制指令中的第一控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第一控制指令用于控制激光器的功率；第二发送子单元，用于将多个控制指令中的第二控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第二控制指令用于控制激光器的控制信号。

可选地，发送单元603，包括：第三发送子单元、第四发送子单元以及第五发送子单元。其中，第三发送子单元，用于将多个控制指令中的第三控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第三控制指令用于向激光器发送调制信号；第四发送子单元，用于将多个控制指令中的第四控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第四控制指令用于接收故障激光器的报警信号；第五发送子单元，用于将多个控制指令中的第五控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第五控制指令为单片机对激光器的控制信号，此时，发送单元603的相关部分还可以作为一个接收单元使用。

可选地，发送单元603，包括：第六发送子单元、第七发送子单元。其中，第六发送子单元，用于将多个控制指令中的第六控制指令基于每条通讯总线中的M对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，M对差分信号线与M个子控制器之间存在一一对应的关系，第六控制指令用于通过调整激光器的输出功率系数以改变激光器的功率；第七发送子单元，用于将多个控制指令中的第七控制指令基于每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，第七控制指令用于获取该通讯总线连接的M个子控制器所对应的所有激光器的功率反馈值，此时发送单元603的相关部分还可以作为一个接收单元使用。

可选地，接收单元601，包括：第八发送子单元和第九发送子单元，其中，第八发送子单元，用于通过上位机将设置请求发送至主控制器中的单片机中；第九发送子单元，用于通过单片机将设置请求发送至主控制器中的目标芯片中。

可选地，激光器控制装置，包括：处理单元，用于将每条通讯总线中除连接目标芯片之外的一对差分信号线作为连接单片机与该条通讯总线上对应的M个子控制器的通讯线路。

实施例4

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述实施例1中的激光器控制方法。

实施例5

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储处理器的可执行指令；其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行上述实施例1中的激光器控制方法。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，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，各个单元/子单元/模块之间的连接接口可依据实际应用场景下的信号传输进行自适应设计，即自适应设计其为输入接口还是输出接口。

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，在本申请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。

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，本申请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）执行本申请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。

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

Claims (11)

1.一种激光器控制方法，其特征在于，包括：

通过主控制器接收设置请求，其中，所述设置请求至少包括目标对象对激光器设置的参数信息和状态信息，所述主控制器连接L条通讯总线，每条通讯总线上并行连接有M个子控制器，L和M为均大于1的整数；

通过所述主控制器中的目标芯片上内置的个处理器采用并行处理机制将所述设置请求解析为多个控制指令，其中，J为所述每条通讯总线中连接所述目标芯片的差分信号线的成对数量，每个处理器通过所述目标芯片的目标接口将信号输入至与所述目标芯片相连接的接口芯片，并依据所述接口芯片将所述信号转化为一对差分信号；

将所述多个控制指令发送至所述每条通讯总线上连接的M个子控制器；

通过每个子控制器接收到的控制指令控制与该子控制器相连接的N个激光器，其中，N为大于1的整数。

2.根据权利要求1所述的激光器控制方法，其特征在于，将所述多个控制指令发送至所述每条通讯总线上连接的M个子控制器，包括：

将所述多个控制指令中的第一控制指令基于所述每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，所述第一控制指令用于控制所述激光器的功率；

将所述多个控制指令中的第二控制指令基于所述每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，所述第二控制指令用于控制所述激光器的控制信号。

3.根据权利要求1所述的激光器控制方法，其特征在于，将所述多个控制指令发送至所述每条通讯总线上连接的M个子控制器，包括：

将所述多个控制指令中的第三控制指令基于所述每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，所述第三控制指令用于向所述激光器发送调制信号；

将所述多个控制指令中的第四控制指令基于所述每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，所述第四控制指令用于接收故障激光器的报警信号；

将所述多个控制指令中的第五控制指令基于所述每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，所述第五控制指令为单片机对所述激光器的控制信号。

4.根据权利要求1所述的激光器控制方法，其特征在于，将所述多个控制指令发送至所述每条通讯总线上连接的M个子控制器，包括：

将所述多个控制指令中的第六控制指令基于所述每条通讯总线中的M对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，所述M对差分信号线与所述M个子控制器之间存在一一对应的关系，所述第六控制指令用于通过调整所述激光器的输出功率系数以改变所述激光器的功率；

将所述多个控制指令中的第七控制指令基于所述每条通讯总线中的一对差分信号线发送至该通讯总线连接的M个子控制器，其中，所述第七控制指令用于获取该通讯总线连接的M个子控制器所对应的所有激光器的功率反馈值。

5.根据权利要求1所述的激光器控制方法，其特征在于，通过主控制器接收设置请求，包括：

通过上位机将所述设置请求发送至所述主控制器中的单片机中；

通过所述单片机将所述设置请求发送至所述主控制器中的目标芯片中。

6.根据权利要求5所述的激光器控制方法，其特征在于，所述激光器控制方法还包括：

将所述每条通讯总线中除连接所述目标芯片之外的一对差分信号线作为连接所述单片机与该条通讯总线上对应的M个子控制器的通讯线路。

7.一种激光器控制系统，其特征在于，包括：

主控制器，与L条通讯总线连接，其中，所述L条通讯总线中的每条通讯总线上并行连接有M个控制模块，每个控制模块至少包括一个子控制器，L和M为均大于1的整数；

目标芯片，设置在主控制器内部，其中，所述目标芯片上内置有个处理器，所述/>个处理器用于采用并行处理机制将所述主控制器接收到的设置请求解析为多个控制指令，其中，J为所述每条通讯总线中连接所述目标芯片的差分信号线的成对数量，每个处理器通过所述目标芯片的目标接口将信号输入至与所述目标芯片相连接的接口芯片，并依据所述接口芯片将所述信号转化为一对差分信号，所述设置请求至少包括目标对象对激光器设置的参数信息和状态信息；

所述子控制器，与N路激光器连接，用于从连接的通讯总线中接收所述主控制器发送的多个控制指令，并根据所述主控制器发送的多个控制指令控制相连接的N路所述激光器，其中，N为大于1的整数。

8.根据权利要求7所述的激光器控制系统，其特征在于，所述每个控制模块中还包括一个开关电源和一个驱动器，所述每个控制模块中的开关电源用于为该控制模块中的子控制器所连接的N路所述激光器供电，所述每个控制模块中的驱动器用于驱动该控制模块中的子控制器所连接的N路所述激光器。

9.一种激光器控制装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于通过主控制器接收设置请求，其中，所述设置请求至少包括目标对象对激光器设置的参数信息和状态信息，所述主控制器连接L条通讯总线，每条通讯总线上并行连接有M个子控制器，L和M为均大于1的整数；

解析单元，用于通过所述主控制器中的目标芯片上内置的个处理器采用并行处理机制将所述设置请求解析为多个控制指令，其中，J为所述每条通讯总线中连接所述目标芯片的差分信号线的成对数量，每个处理器通过所述目标芯片的目标接口将信号输入至与所述目标芯片相连接的接口芯片，并依据所述接口芯片将所述信号转化为一对差分信号；

发送单元，用于将所述多个控制指令发送至所述每条通讯总线上连接的M个子控制器；

控制单元，用于通过每个子控制器接收到的控制指令控制与该子控制器相连接的N路激光器，其中，N为大于1的整数。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至6中任意一项所述的激光器控制方法。

11.一种电子设备，其特征在于，包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1至6中任意一项所述的激光器控制方法。