CN205405146U - 一种机器人的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种机器人的控制系统，包括上位机和若干外围串口设备，各所述外围串口设备通过连接一与所述上位机电连接的接口管理模块与所述上位机通讯，所述接口管理模块具有若干个分别与各所述外围串口设备数据传输的串口、对各所述串口的数据打包转发处理的控制芯片，以及对所述控制芯片供电的电源组件。本实用新型通过接口管理模块实现多路串口数据的处理、打包和转发功能，采用该方式可以在底层实现数据流控制，减少上位机的工作量；另外接口管理模块还可以实现内部串口的监听，并可以实时切换，便于维护和调试。
Description
技术领域
本实用新型涉及移动机器人内部模块通讯接口扩展及定制化转发技术，尤其涉及一种机器人的控制系统。
背景技术
移动服务机器人的控制核心为一台上位机，为了控制体积、成本和系统功耗，上位机的处理能力和接口数量都非常有限。系统中所有外围设备(如：激光传感器、电源、运动控制器、超声波传感器、灯光控制器、显示器等)都通过通讯接口连接在上位机上，由上位机实现数据读写。如图1所示，外围设备都连接在上位机上，且都为串口。这种方式需要上位机不断的查询所有串口是否有数据需要接收处理，极大的占用上位机的CPU资源，影响系统实时性。另一方面，以上位机为核心的方式会耗费较多系统资源。而提升上位机性能又会增加成本和功耗，且外围设备遵循不同的通讯协议，发送间隔也不同，不便于各串口数据的同步。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种可提高实时性和可靠性、确保各串口数据同步的机器人的控制系统。
本实用新型的机器人的控制系统，包括上位机和若干外围串口设备，各所述外围串口设备通过连接一与所述上位机电连接的接口管理模块与所述上位机通讯，所述接口管理模块具有若干个分别与各所述外围串口设备数据传输的串口、对各所述串口的数据打包转发处理的控制芯片，以及对所述控制芯片供电的电源组件。
进一步的，所述电源组件包括与所述控制芯片电连接的电源芯片，以及与所述电源芯片连接的电源接口。
借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：
1、使用控制芯片实现多串口数据的打包转发处理，减少上位机CPU资源消耗，降低硬件需求，提高了系统的实时性；
2、系统为嵌入式，减少了通讯延时，提高了系统响应速度，具有较高的可靠性；
3、各串口相互独立、灵活可控，可以实现多串口的监听和管理，方便系统调试；
4、通过对各串口的数据打包，提高了串口的扩展能力。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是现有的控制系统的框架图；
图2是本实用新型的系统原理框架图；
图3是本实用新型中接口管理模块的框架图；
图4是本实用新型的主程序流程图；
图5是本实用新型的串口接收中断流程图；
图6是本实用新型的串口发送中断流程图；
图7是本实用新型的监听转发处理程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
参见图2和图3，本实用新型一较佳实施例所述的一种机器人的控制系统，包括上位机和若干外围串口设备(如：激光传感器、电源、运动控制器、超声波传感器、灯光控制器、显示器等)，各外围串口设备通过连接一与上位机电连接的接口管理模块与上位机通讯，接口管理模块具有若干个分别与各外围串口设备数据传输的串口、对各串口的数据打包转发处理的控制芯片，以及对控制芯片供电的电源组件，电源组件包括与控制芯片电连接的电源芯片，以及与电源芯片连接的电源接口。
本实用新型中采用单片机作为接口管理模块，具有8个串口资源，所有串口都已引出，各串口互相独立，波特率可以程序定义，不同串口可以拥有不同波特率；并且该单片机具备宽电压输入，电源组件实现地线隔离，减少电源干扰传入通讯。
本实用新型中上述单片机一共开启了16个中断，均为串口中断，其中8个串口接收中断，8个串口发送中断。所有串口收发均采用中断方式，保证系统收发实时性。程序主要分为以下几部分：
1、主程序：主要作用是选择系统时钟，初始化一些参数，然后停机等待中断的执行，如图4所示；
2、串口接收中断：此中断主要用于接收上位机指令，经过处理转换成运动控制器的指令发送出去，如图5所示；
3、串口发送中断流程图：此中断主要用于根据需求转发或回复相关数据，如图6所示；
4、监听转发处理流程图：此程序块主要负责各串口接收和发送缓冲区数据的相互抄写，实现串口监听和数据转发，如图7所示。
本实用新型运用专用单片机实现多路串口数据帧接收、解析和转发等功能，提高系统实时性；使用可控的串口转发技术，实现快速串口管理和监听，方便开发调试；灵活的串口管理和拓展机制，便于实现快速的外部模块扩展。
将本实用新型应用在一个装有Elmo驱动器的移动机器人平台上，各串口分别接两个Elmo驱动器、计算机、抱闸与LCD液晶显示屏，经实验表明，该套系统控制精度直线误差在1mm左右，旋转误差在0.5度左右，每秒可以返回50帧里程计数据，传输错误率小于1％。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种机器人的控制系统，其特征在于：包括上位机和若干外围串口设备，各所述外围串口设备通过连接一与所述上位机电连接的接口管理模块与所述上位机通讯，所述接口管理模块具有若干个分别与各所述外围串口设备数据传输的串口、对各所述串口的数据打包转发处理的控制芯片，以及对所述控制芯片供电的电源组件。
2.根据权利要求1所述的机器人的控制系统，其特征在于：所述电源组件包括与所述控制芯片电连接的电源芯片，以及与所述电源芯片连接的电源接口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620139116.8U CN205405146U (zh) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | 一种机器人的控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620139116.8U CN205405146U (zh) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | 一种机器人的控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205405146U true CN205405146U (zh) | 2016-07-27 |
Family
ID=56446883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620139116.8U Active CN205405146U (zh) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | 一种机器人的控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205405146U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110704352A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-17 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种多串口管理设备、方法及装置和存储介质 |
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2016
- 2016-02-24 CN CN201620139116.8U patent/CN205405146U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110704352A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-17 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种多串口管理设备、方法及装置和存储介质 |
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| TR01 | Transfer of patent right |