CN204515521U - 一种分布式控制系统、机器人设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种分布式控制系统、机器人设备，用以提高系统的实时性。所述分布式控制系统，包括：主控制器、与所述主控制器通过通信总线连接的若干通信总线节点设备、每一所述通信总线节点设备包括一微控制器，其中，每一所述通信总线节点设备还包括与该通信总线节点设备中的所述微控制器连接的第一拨码开关、第二拨码开关和第三拨码开关，其中：所述第一拨码开关，用于对应的通信总线节点设备的地址的设定；所述第二拨码开关，用于对应的通信总线节点设备的波特率的设定；所述第三拨码开关，用于对应的通信总线节点设备的数据发送频率的设定。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种分布式控制系统、机器人设备。
背景技术
随着电子信息技术的发展，在工业控制领域和车辆电子系统中，普遍使用控制局域网(Controller Area Network，CAN)、RS485等串行通信总线技术。现有的有关总线型分布式控制系统只停留在系统结构的实现上，而并未关注采用总线型分布式控制系统所引起的响应延迟的问题。
基于CAN总线的分布式控制系统，布线简单，稳定可靠，并且具有一定的实时性，在控制领域获得广泛应用。但是CAN总线的分布式控制系统的实时性，在不同的应用中不同，受网络布局、CAN总线节点设备个数等的影响。每个应用需要根据具体情况对每个CAN总线节点设备的软件进行开发，达到最好的实时性。如果针对每个CAN总线节点设备均采用固定的实时响应时间，则不能达到较好的实时性。
综上所述，现有技术CAN总线的分布式控制系统的实时性较差。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种分布式控制系统、机器人设备，用以提高系统的实时性。
本实用新型实施例提供的一种分布式控制系统，包括：主控制器、与所述主控制器通过通信总线连接的若干通信总线节点设备、每一所述通信总线节点设备包括一微控制器，其中，
每一所述通信总线节点设备还包括与该通信总线节点设备中的所述微控制器连接的第一拨码开关、第二拨码开关和第三拨码开关，其中：
所述第一拨码开关，用于对应的通信总线节点设备的地址的设定；
所述第二拨码开关，用于对应的通信总线节点设备的波特率的设定；
所述第三拨码开关，用于对应的通信总线节点设备的数据发送频率的设定。
由本实用新型实施例提供的分布式控制系统，包括：主控制器、与所述主控制器通过通信总线连接的若干通信总线节点设备、每一所述通信总线节点设备包括一微控制器，其中，每一所述通信总线节点设备还包括与该通信总线节点设备中的所述微控制器连接的第一拨码开关、第二拨码开关和第三拨码开关，其中：所述第一拨码开关，用于对应的通信总线节点设备的地址的设定；所述第二拨码开关，用于对应的通信总线节点设备的波特率的设定；所述第三拨码开关，用于对应的通信总线节点设备的数据发送频率的设定。本实用新型具体实施例通过设置第二拨码开关，可以提高整个通信总线单位时间内通讯的数据量上限，为提高通信总线数据发送的频率提供条件，通过设置第三拨码开关，可以提高对应的通信总线节点设备的数据发送频率，进而提高通信总线数据发送的频率，进而提高分布式控制系统的实时性。
较佳地，每一所述通信总线节点设备还包括与该通信总线节点设备中的所述微控制器连接的指示灯，所述指示灯用于，在通信总线的数据量低于第一预设值时，由所述微控制器控制该指示灯指示第一信号；在通信总线的数据量低于第二预设值且高于第一预设值时，由所述微控制器控制该指示灯指示第二信号；在通信总线的数据量高于第二预设值时，由所述微控制器控制该指示灯指示第三信号。
较佳地，所述指示灯为发光二极管指示灯。
较佳地，所述第一拨码开关为16位旋转拨码开关。
较佳地，所述第二拨码开关为16位旋转拨码开关。
较佳地，所述第三拨码开关为16位旋转拨码开关。
较佳地，所述通信总线为CAN总线或RS485总线。
本实用新型实施例还提供了一种机器人设备，所述机器人设备包括上述的分布式控制系统。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种分布式控制系统的示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种分布式控制系统中的通信总线节点设备的示意图；
图3为本实用新型实施例提供的另一种分布式控制系统中的通信总线节点设备的示意图；
图4为本实用新型实施例提供的通信总线节点设备的内部结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的第一拨码开关、第二拨码开关和第三拨码开关的示意图。
具体实施方式
本实用新型实施例提供了一种分布式控制系统、机器人设备，用以提高系统的实时性。
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面结合附图介绍本实用新型具体实施例提供的分布式控制系统。
如图1和图2所示，本实用新型具体实施例提供了一种分布式控制系统，包括：主控制器10、与主控制器10通过通信总线11连接的若干通信总线节点设备12、每一通信总线节点设备12包括一微控制器21，每一通信总线节点设备还包括与该通信总线节点设备中的微控制器21连接的第一拨码开关SW1、第二拨码开关SW2和第三拨码开关SW3，其中：
第一拨码开关SW1，用于对应的通信总线节点设备12的地址的设定；优选地，本实用新型具体实施例中的第一拨码开关SW1为16位旋转拨码开关；
第二拨码开关SW2，用于对应的通信总线节点设备12的波特率的设定；优选地，本实用新型具体实施例中的第二拨码开关SW2为16位旋转拨码开关；
第三拨码开关SW3，用于对应的通信总线节点设备12的数据发送频率的设定；优选地，本实用新型具体实施例中的第三拨码开关SW3为16位旋转拨码开关。
优选地，本实用新型具体实施例中的通信总线11为CAN总线或RS485总线。
优选地，如图3所示，本实用新型具体实施例中的每一通信总线节点设备还包括与该通信总线节点设备中的微控制器21连接的指示灯31，指示灯31用于，在通信总线的数据量低于第一预设值时，由微控制器21控制该指示灯31指示第一信号；在通信总线的数据量低于第二预设值且高于第一预设值时，由微控制器21控制该指示灯31指示第二信号；在通信总线的数据量高于第二预设值时，由微控制器21控制该指示灯31指示第三信号。本实用新型具体实施例中指示灯的设置用于指示当前通信网络数据负载情况，能够更加直观的验证当前通信网络是否超载。优选地，本实用新型中的指示灯31为发光二极管指示灯。
下面以本实用新型具体实施例中的通信总线为CAN总线为例，详细介绍本实用新型具体实施例提供的分布式控制系统。
本实用新型具体实施例中的通信总线节点设备12的内部结构示意图如图4所示，通信总线节点设备12包括与该通信总线节点设备12中的微控制器21连接的第一拨码开关SW1、第二拨码开关SW2、第三拨码开关SW3以及指示灯31，还包括给通信总线节点设备12供电的电源40。
具体地，微控制器21包括处理器41、输出电路42、输入电路43和总线驱动器44。其中，处理器41，负责通信总线节点设备12的逻辑运算，信号采集，信号输出，数据解析等，处理器41的具体设计和工作原理与现有技术相同，这里不再赘述。输出电路42，负责将处理器41的结果进行转化为输出信号，输出电路42的具体设计和工作原理与现有技术相同，这里不再赘述。输入电路43，负责将输入信号发送给处理器41，输入电路43的具体设计和工作原理与现有技术相同，这里不再赘述。总线驱动器44，负责将处理器41要发送的数据发到通信总线上，将通信总线得到的数据传递给处理器41，总线驱动器44的具体设计和工作原理与现有技术相同，这里不再赘述。
具体地，本实用新型具体实施例中的第一拨码开关SW1用于本实用新型具体实施例中的通信总线节点设备12的地址的设定。具体地，在通信总线节点设备12的软件中编写一个表，第一拨码开关16个档位对应表中的16个地址，通过读取第一拨码开关的值决定采用哪个地址发送数据。由于在总线通信的过程中，要求与通信总线连接的每个通信总线节点设备12的地址不同，而本实用新型具体实施例中的第一拨码开关SW1为16位旋转拨码开关，因此，可以给每一个通信总线节点设备12设置16个不同的地址，能够很好的保证每个通信总线节点设备12与通信总线之间的通信。本实用新型具体实施例第一拨码开关SW1的示意图如图5所示。
基于CAN总线的分布式控制系统的实时性受CAN总线的波特率、CAN总线数据发送频率的影响。CAN总线的波特率希望尽量高，但是受传输距离的影响，距离变远，波特率降低。CAN总线数据发送频率希望尽量高，但是受通信总线节点设备数量的影响，CAN总线的波特率一定的情况下，通信总线节点设备数量越多，一次发送的数据帧越多，CAN总线数据发送频率需要降低。
具体地，本实用新型具体实施例中的第二拨码开关SW2用于对应的通信总线节点设备的波特率的设定，具体地，在通信总线节点设备12的软件中编写一个表，第二拨码开关8个档位对应表中的8个波特率，通过读取第二拨码开关的值决定采用哪个波特率发送数据。由于本实用新型具体实施例中的第二拨码开关SW2为16位旋转拨码开关，因此，可以给每一个通信总线节点设备12设置8种不同的波特率。本实用新型具体实施例第二拨码开关SW2的示意图如图5所示。虽然修改波特率不能直接提高系统的实时性，但是可以提高整个通信总线单位时间内通讯的数据量上限，为提高通信总线节点设备的数据发送频率提供条件。本实用新型具体实施例提供的分布式控制系统的CAN总线节点设备需要设置相同的波特率，因此在修改波特率时，需要同时修改本实用新型具体实施例提供的分布式控制系统的所有CAN总线节点设备的波特率，使得所有CAN总线节点设备的波特率相同。
具体地，本实用新型具体实施例中的第三拨码开关SW3用于对应的通信总线节点设备的数据发送频率的设定。具体地，在通信总线节点设备12的软件中编写一个表，第三拨码开关16个档位对应表中的16个数据发送频率，通过读取第三拨码开关的值决定采用哪个数据发送频率发送数据。由于本实用新型具体实施例中的第三拨码开关SW3为16位旋转拨码开关，因此，可以给每一个通信总线节点设备12设置16种不同的数据发送频率。本实用新型具体实施例第三拨码开关SW3的示意图如图5所示。
具体实施时，可以通过第二拨码开关SW2提高CAN总线的波特率，CAN总线的波特率提高后，整个CAN总线单位时间内通讯的数据量上限也相应的提高，此时，可以通过第三拨码开关SW3提高CAN总线数据发送的频率，如：可以将CAN总线4ms发送一次数据调整为2ms发送一次数据，CAN总线数据发送的频率提高后，本实用新型具体实施例提供的分布式控制系统的实时性也得到提高。另外，可以通过第三拨码开关SW3为每个CAN总线节点设备设置不同的CAN总线数据发送频率，允许用户根据每个CAN总线节点设备的重要性，优化整个分布式控制系统的实时性。
另外，本实用新型具体实施例在提高整个分布式控制系统的实时性的同时，还必须考虑CAN总线数据负载状态。本实用新型具体实施例通过在每个CAN总线节点设备上增加一个指示灯对CAN总线数据负载状态给出指示。具体地，当CAN总线的数据量低于第一预设值时，例如低于60％，CAN总线节点设备中的微控制器控制指示灯慢闪，表示清闲；当CAN总线的数据量低于第二预设值且高于第一预设值时，例如低于80％高于60％，CAN总线节点设备中的微控制器控制指示灯快闪，表示CAN总线的数据量接近饱和；当CAN总线的数据量高于第二预设值时，例如高于80％，CAN总线节点设备中的微控制器控制指示灯常亮。
综上所述，本实用新型具体实施例提供了一种分布式控制系统，包括：主控制器、与所述主控制器通过通信总线连接的若干通信总线节点设备、每一所述通信总线节点设备包括一微控制器，其中，每一所述通信总线节点设备还包括与该通信总线节点设备中的所述微控制器连接的第一拨码开关、第二拨码开关和第三拨码开关，其中：所述第一拨码开关，用于对应的通信总线节点设备的地址的设定；所述第二拨码开关，用于对应的通信总线节点设备的波特率的设定；所述第三拨码开关，用于对应的通信总线节点设备的数据发送频率的设定。本实用新型具体实施例通过设置第二拨码开关，可以提高整个通信总线单位时间内通讯的数据量上限，为提高通信总线数据发送的频率提供条件，通过设置第三拨码开关，可以提高对应的通信总线节点设备的数据发送频率，进而提高通信总线数据发送的频率，进而提高分布式控制系统的实时性，简化组网的工作量。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种分布式控制系统，包括：主控制器、与所述主控制器通过通信总线连接的若干通信总线节点设备、每一所述通信总线节点设备包括一微控制器，其特征在于，
每一所述通信总线节点设备还包括与该通信总线节点设备中的所述微控制器连接的第一拨码开关、第二拨码开关和第三拨码开关，其中：
所述第一拨码开关，用于对应的通信总线节点设备的地址的设定；
所述第二拨码开关，用于对应的通信总线节点设备的波特率的设定；
所述第三拨码开关，用于对应的通信总线节点设备的数据发送频率的设定。
2.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，每一所述通信总线节点设备还包括与该通信总线节点设备中的所述微控制器连接的指示灯，所述指示灯用于，在通信总线的数据量低于第一预设值时，由所述微控制器控制该指示灯指示第一信号；在通信总线的数据量低于第二预设值且高于第一预设值时，由所述微控制器控制该指示灯指示第二信号；在通信总线的数据量高于第二预设值时，由所述微控制器控制该指示灯指示第三信号。
3.根据权利要求2所述的分布式控制系统，其特征在于，所述指示灯为发光二极管指示灯。
4.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，所述第一拨码开关为16位旋转拨码开关。
5.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，所述第二拨码开关为16位旋转拨码开关。
6.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，所述第三拨码开关为16位旋转拨码开关。
7.根据权利要求1所述的分布式控制系统，其特征在于，所述通信总线为CAN总线或RS485总线。
8.一种机器人设备，其特征在于，包括权利要求1-7任一权项所述的分布式控制系统。
Priority Applications (1)
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| CN109955239A (zh) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 合肥欣奕华智能机器有限公司 | 一种分布式控制系统和机器人设备 |
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2015
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| CN109955239B (zh) * | 2017-12-22 | 2021-04-16 | 合肥欣奕华智能机器有限公司 | 一种分布式控制系统和机器人设备 |
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