CN205942317U - 一种微小型模块化auv控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种微小型模块化AUV控制系统，属于水下航行器技术领域，包括组织层、协调层和执行层，所述的组织层包括控制器和扩展板，协调层内包括主控制节点、执行控制节点、意外控制节点、备用节点和传感器节点，控制器与主控制节点连接，执行控制节点与执行层内的各部分载体模块连接，意外控制节点与抛载模块连接。本实用新型的有益效果为：采用CAN总线的混合控制结构，具有实时性高、检错和纠错机制强、连接简单、可扩展性强等优点；通过分层控制设计，使得控制的复杂性大为降低，且具有很好的模块性，同时对微型控制器加入了扩展板，使其能够更加适应AUV执行复杂任务的需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及水下航行器技术领域，尤其涉及一种微小型模块化AUV控制系统。
背景技术
水下机器人的控制系统一般分为集中式控制和分布式控制。分布式控制系统在适用范围、可扩展性、控制速度、系统模块化、可维护性、抗单点故障等方面具有明显优势。在分布式控制系统中使用较多的网络拓扑结构有星型、环形和总线型三种，其中总线型结构网络无源不封闭，容易扩展新节点；速度快、延迟和开销小。但是由于水下环境多变复杂、干扰强等原因，同时由于微小型和模块化设计的总趋势，使得一般的总线型结构无法在微小型模块化的自主水下机器人(AUV)中应用，需要根据其模块化和微小化的特点，开发一套具有灵活性高、可靠性强、模块化设计等特点的控制系统。
实用新型内容
本实用新型提供了一种微小型模块化AUV控制系统，采用CAN总线的混合控制结构，具有实时性高、检错和纠错机制强、连接简单、可扩展性强等优点；通过分层控制设计，使得控制的复杂性大为降低，且具有很好的模块性，同时对微型控制器加入了扩展板，使其能够更加适应AUV执行复杂任务的需要。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种微小型模块化AUV控制系统，包括组织层、协调层和执行层，其特征在于，所述的组织层包括控制器和扩展板，协调层内包括主控制节点、执行控制节点、意外控制节点、备用节点和传感器节点，控制器与主控制节点连接，执行控制节点与执行层内的各部分载体模块连接，意外控制节点与抛载模块连接。
作为本方案的优选实施例，所述的控制器采用PHILIPS公司生产的ARM7微控制器LPC2292。
作为本方案的优选实施例，所述的扩展板包括1G的NAND-FLASH、2M的FLASH-ROM、8M的PSRAM、晶振和64K的E2PROM，并添加启动选择开关。
作为本方案的优选实施例，所述的传感器节点内扩展了大容量存储器，可以为SD卡，并与无线通讯模块连接。
作为本方案的优选实施例，所述的执行控制节点的数量与载体独立模块的数量相同，每个执行控制节点对应一段载体模块。
作为本方案的优选实施例，所述的执行层的执行载体模块包括头部模块、槽道模块、能源模块、通信模块、艉部模块和推进模块。
作为本方案的优选实施例，所述的备用节点的数量至少包括两个。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
采用CAN总线的混合控制结构，具有实时性高、检错和纠错机制强、连接简单、可扩展性强等优点；通过分层控制设计，使得控制的复杂性大为降低，且具有很好的模块性，同时对微型控制器加入了扩展板，使其能够更加适应AUV执行复杂任务的需要。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例的系统结构示意图。
图1中，1、组织层，2、PSRAM，3、协调层，4、主控制节点，5、执行控制节点，6、执行层，7、头部模块，8、槽道模块，9、能源模块，10、通信模块，11、艉部模块，12、推进模块，13、抛载模块，14、意外控制节点，15、备用节点、16、传感器节点，17、NAND-FLASH，18、FLASH-ROM，19、控制器，20、启动选择开关，21、晶振，22、E2PROM。
具体实施方式
本实用新型提供了一种微小型模块化AUV控制系统，采用CAN总线的混合控制结构，具有实时性高、检错和纠错机制强、连接简单、可扩展性强等优点；通过分层控制设计，使得控制的复杂性大为降低，且具有很好的模块性，同时对微型控制器加入了扩展板，使其能够更加适应AUV执行复杂任务的需要。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图1所示，一种微小型模块化AUV控制系统，包括组织层1、协调层3和执行层6，所述的组织层1包括控制器19和扩展板，协调层3内包括主控制节点4、执行控制节点5、意外控制节点14、备用节点15和传感器节点16，控制器19与主控制节点4连接，执行控制节点5与执行层6内的各部分载体模块连接，意外控制节点14与抛载模块13连接。
其中，在实际应用中，所述的控制器19采用PHILIPS公司生产的ARM7微控制器LPC2292，LPC2292是基于一个实时仿真和跟踪的16/32位ARM7TDMI-S CPU的微控制器，并带有256KB嵌入的高速Flash存储器、16KB片内静态RAM。128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最高时钟频率60MHz下运行。
其中，在实际应用中，所述的扩展板包括1G的NAND-FLASH17、2M的FLASH-ROM18、8M的PSRAM2、晶振21和64K的E2PROM22，并添加启动选择开关20，由于AUV需要完成的任务比较复杂，对应的程序设计比较庞大，占用资源较多，单靠LPC2292的片内Flash、片内RAM不能满足要求，同时为了简化控制电路硬件设计，进而设计了扩展板来解决上述问题，此外设置有启动选择开关20，可以根据不同需要选择片内或者片外启动，为系统在线编程功能的实现提供了更多的选择。
其中，在实际应用中，所述的传感器节点16内扩展了大容量存储器，可以为SD卡，并与无线通讯模块连接，传感器主要包括CTD、GPS、罗盘、压力传感器、高度计、温度传感器等，由于数据量过大，因此配有SD卡等存储器，便于数据的存储，同时通过无线通信模块，进行命令下载及数据上传等。
其中，在实际应用中，所述的执行控制节点5的数量与载体独立模块的数量相同，每个执行控制节点5对应一段载体模块，不仅可以简化个控制节点的编程，还能提高控制节点的实时响应能力，同时可以避免单个节点故障造成整个系统瘫痪的情况，提高了系统的可靠性。
其中，在实际应用中，所述的执行层6的执行载体模块包括头部模块7、槽道模块8、能源模块9、通信模块10、艉部模块11和推进模块12。
其中，在实际应用中，所述的备用节点15的数量至少包括两个，可以根据需要，对载体模块进行增减，方便功能模块的扩充，还可以简化舱内的空间走线。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种微小型模块化AUV控制系统，包括组织层(1)、协调层(3)和执行层(6)，其特征在于，所述的组织层(1)包括控制器(19)和扩展板，所述的协调层(3)内包括主控制节点(4)、执行控制节点(5)、意外控制节点(14)、备用节点(15)和传感器节点(16)，所述的控制器(19)与主控制节点(4)电连接，执行控制节点(5)与执行层(6)内的各部分载体模块连接，意外控制节点(14)与抛载模块(13)连接。
2.根据权利要求1所述的一种微小型模块化AUV控制系统，其特征在于，所述的控制器(19)采用PHILIPS公司生产的ARM7微控制器LPC2292。
3.根据权利要求1所述的一种微小型模块化AUV控制系统，其特征在于，所述的扩展板包括1G的NAND-FLASH(17)、2M的FLASH-ROM(18)、8M的PSRAM(2)、晶振(21)和64K的E2PROM(22)，并添加启动选择开关(20)。
4.根据权利要求1所述的一种微小型模块化AUV控制系统，其特征在于，所述的传感器节点(16)内扩展了大容量存储器，可以为SD卡，并与无线通讯模块连接。
5.根据权利要求1所述的一种微小型模块化AUV控制系统，其特征在于，所述的执行控制节点(5)的数量与载体独立模块的数量相同，每个执行控制节点(5)对应一段载体模块。
6.根据权利要求1所述的一种微小型模块化AUV控制系统，其特征在于，所述的执行层(6)的执行载体模块包括头部模块(7)、槽道模块(8)、能源模块(9)、通信模块(10)、艉部模块(11)和推进模块(12)。
7.根据权利要求1所述的一种微小型模块化AUV控制系统，其特征在于，所述的备用节点(15)的数量至少包括两个。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620679391.9U CN205942317U (zh) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | 一种微小型模块化auv控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620679391.9U CN205942317U (zh) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | 一种微小型模块化auv控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205942317U true CN205942317U (zh) | 2017-02-08 |
Family
ID=57930149
Family Applications (1)
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| CN201620679391.9U Active CN205942317U (zh) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | 一种微小型模块化auv控制系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN205942317U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108549395A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-09-18 | 西安特种飞行器工程研究院有限公司 | 水下无人自主航行器导航控制系统及方法 |
| CN109213180A (zh) * | 2018-07-13 | 2019-01-15 | 哈尔滨工程大学 | 立扁体auv下潜过程中的安全抛载及深度控制方法 |
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2016
- 2016-06-30 CN CN201620679391.9U patent/CN205942317U/zh active Active
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| CN109213180A (zh) * | 2018-07-13 | 2019-01-15 | 哈尔滨工程大学 | 立扁体auv下潜过程中的安全抛载及深度控制方法 |
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