CN207937806U - 一种基于总线的分布式激光阵列控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于总线的分布式激光阵列控制系统，包括用于收集和发送信号命令的CAN总线处理单元、所述CAN总线处理单元电性连接有微处理器DSP，所述微处理器DSP用于对发出的CAN总线指令进行解析并控制信号传输，所述微处理器DSP电性连接有信号检测单元和信号处理单元，所述信号检测单元用于对检测对象的信号采集，所述信号处理单元用于对采集到信号进行分析和处理，并将处理信号传输回微处理器DSP，微处理器DSP电性连接有电源管理单元，所述电源管理单元还与所述信号检测单元电性连接，所述电源管理单元用于为整个系统提供电源。本实用新型保证了微处理器DSP工作稳定性，可实现信号的稳定传输通讯，信号抗干扰性强。

Description

一种基于总线的分布式激光阵列控制系统

技术领域

本实用新型涉及光电通信技术领域，具体涉及一种基于总线的分布式激光阵列控制系统。

背景技术

现如今随着科技发展和现代化建设的不断深入，特别是电子测量仪器的迅速发展，使得检测类传感器诸如激光传感器在现代工业生产的应用越来越关键，尤其是在军事和国防工业中发挥着日益重要的作用，且广泛应于机器人、航空航天、电子设备制造、汽车、雷达、工业生产等领域，由于设备的多元化、集成化，在提高激光检测精度的同时，就如何实现高效多激光传感器的集成控制提出更大的问题。当前的现有技术中对于多个不同的检测传感器通常需要进行单独的控制，往往出现多个控制单元，且电路硬件线路复杂，造成资源浪费的同时也导致集成度不高，走线复杂对安装和维护造成较大的困扰，多探测器组合作为分布式网络节点，控制模式更为复杂，分布式激光检测系统必须解决多光电检测器网络集成控制问题。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供能够将DSP的高速性与CAN总线通信的高可靠性、实时性及可维护性相结合的一种基于总线的分布式激光阵列控制系统，整个系统采用总线分布式控制原理，其工作可靠、抗干扰性好，完全能够满足工程应用中的需要。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于总线的分布式激光阵列控制系统，包括用于收集和发送信号命令的CAN总线处理单元、用于对发出的CAN总线指令进行解析并控制信号传输的微处理器DSP、用于对检测对象的信号采集的信号检测单元、用于为整个系统提供电能的电源管理模块和用于对所述信号检测单元采集到的检测信号进行分析和处理的信号处理单元，所述信号处理单元能够将该处理信号传输回微处理器DSP，所述微处理器DSP包括时钟电路模块、复位电路模块和JTAG接口模块，所述信号检测单元包括分别用于对目标检测、控制RGB激光器按时序依次点亮和图像信息显示的激光传感器、RGB激光器驱动阵列和图像成像器。

优选地，所述CAN总线处理单元包括CAN总线收发器、CAN总线驱动、串行通信驱动和数字输出电路，所述CAN总线处理单元所采用的应用协议为 SAE J1939/ISO11783、CANOpen、CANaerospace、DeviceNet或NMEA 2000。

优选地，所述微处理器DSP型号为TMSS320F28335，包括时钟电路模块、复位电路模块和JTAG接口模块。

优选地，所述激光传感器、RGB激光器驱动阵列和图像成像器输出端均与微处理器DSP的输入端电性连接。

优选地，所述信号处理单元包括阵列控制器、按键阵列模块和电磁继电器阵列。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种基于总线的分布式激光阵列控制系统，具备的优点和有益效果是：

(1)系统由CAN总线处理单元、微处理器DSP、信号检测单元、电源管理单元、信号处理单元五个单元构成，控制单元的模块划分合理、结构紧凑、占用空间小，系统维护方便，且该模块布局确保了微处理器DSP工作的稳定性，也便于信号处理单元对信号检测结果进行数据处理，从而能够实现信息反馈与数据传输通讯。

(2)通过CAN总线发送指令传输至微处理器DSP，经过微处理器DSP 控制检测信号单元工作采集数据信息，模块化管理达到了系统控制的高度集成化，也使得系统的通用性得到提高，采用微处理器DSP控制的执行速度快，处理数学运算的性能高，且内部分为互不干扰的模块，能够实现较为复杂的信号传输。

附图说明

图1是本实用新型的一种基于总线的分布式激光阵列控制系统的结构框图；

图2是本实用新型的一种基于总线的分布式激光阵列控制系统的JTAG 接口电路连接图；

图3是本实用新型的一种基于总线的分布式激光阵列控制系统的微处理器DSP的电路连接图。

图中：1-CAN总线处理单元；101-CAN总线收发器；102-CAN总线驱动； 103-串行通信驱动；104-数字输出电路；2-微处理器DSP；201-时钟电路模块；202-复位电路模块；203-JTAG接口模块；3-信号检测单元；301-激光传感器；302-RGB激光器驱动阵列；303-图像成像器；4-电源管理单元；5-信号处理单元；501-阵列控制器；502-按键阵列模块；503-电磁继电器阵列。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。

如图1、图2和图3所示，本实用新型提供一种基于总线的分布式激光阵列控制系统，包括用于收集和发送信号命令的CAN总线处理单元1、用于对发出的CAN总线指令进行解析并控制信号传输的微处理器DSP2、用于对检测对象的信号采集的信号检测单元3、用于为整个系统提供电能的电源管理模块4和用于对所述信号检测单元3采集到的检测信号进行分析和处理的信号处理单元5，所述信号处理单元5能够将该处理信号传输回微处理器DSP2，所述微处理器DSP2包括时钟电路模块201、复位电路模块202和JTAG接口模块203，所述信号检测单元3分别用于对目标检测、控制RGB激光器按时序依次点亮和图像信息显示的激光传感器301、RGB激光器驱动阵列302和图像成像器303。

进一步地，所述CAN总线处理单元1包括CAN总线收发器101、CAN总线驱动102、串行通信驱动103和数字输出电路104，所述CAN总线处理单元1所采用的应用协议为SAE J1939/ISO11783、CANOpen、CANaerospace、 DeviceNet或NMEA 2000。其中CAN总线收发器101一端与微处理器DSP2电性连接，通讯CAN总线收发器101另一端与信号检测单元3或者与分布式网络中的其他节点电性连接，串行通信驱动103可实现网络其他节点将数据传输给PC机显示终端,数字输出电路104外围为通用的I/O通信接口，通信过程还设置有差分传输电路以减少噪声干扰，设置阻抗网络提高信号传输功率，CAN总线转换电路，具有传输信息抗干扰能力强、通讯速度快的效果。

进一步地，所述微处理器DSP2型号为TMSS320F28335，包括时钟电路模块201、复位电路模块202和JTAG接口模块203。TMS320F28335芯片执行速度快，具有处理数学运算的高性能，且内分为三个互不干扰的模块，能够实现较为复杂的信号输出。所述时钟电路模块201用于产生外部时钟OSCCLK，所述复位电路模块202用于上电或者程序运行复位DSP，所述复位电路模块 202采用TPS3305双监控电路，自带具有温度补偿的电压基准，具有上电200ms延时功能，所述JTAG接口模块203为4线接口TMS、TCK、TDI、TDO， TDO为测试数据输出，数据通过TDO从JTAG输出，JTAG接口采用20针。

微处理器DSP2能够将PC机终端发来的解析CAN总线指令，根据协议将指令重新组包发送至信号检测单元3，将信号检测单元3反馈数据和工作状态依据协议通过信号处理单元5传输至总线处理单元1发送至PC机终端，可将信号检测单元采集到的图像信息在PC机终端的显示器显示。

进一步地，所述激光传感器301、RGB激光器驱动阵列302和图像成像器303输出端均与微处理器DSP2的输入端电性连接。信号检测单元3主要用于对信息数据的采集和检测，其中激光传感器301通过RS422接口接收微处理器DSP2的检测指令，并将检测结果及激光传感器301工作状态通过信号检测单元反馈至微处理器DSP2，RGB激光器驱动阵列302和图像成像器303 分别用于对目标检测、控制RGB激光器按时序依次点亮和图像信息显示，能够实现清晰成像，生成PAL制式的视频信号，外部可通过RS422接口和红外探测器接口实现多种参数的设置，并返回状态参数。

进一步地，所述信号处理单元5包括阵列控制器501、按键阵列模块502 和电磁继电器阵列503，电磁继电器阵列503视频处理电路与数字输出电路 104的通用I/O通信接口连接，实现驱动不同像素的显示内容，同时给出同步信号到阵列控制器501。CAN总线收发器101一端与微处理器DSP2电性连接，可实现对信号检测单元3中激光传感器301、RGB激光器驱动阵列302 和图像成像器303的工作状态以及检测的数据结果进行读取，通讯CAN总线收发器101另一端与信号检测单元3或者与分布式网络中的其他节点电性连接，可实现多检测信号源与反馈终端之间的信息通讯。

本实用新型的工作原理和工作过程为：PC机显示终端作为上位通过CAN 总线处理单元1将检测信号指令传输给微处理器DSP2，然后微处理器DSP2 经过信号处理单元5的处理之后将接到的指令传输给信号检测单元3，信号检测单元3中的激光传感器201、RGB激光器驱动阵列302和图像成像器303 分别用于对目标检测、控制RGB激光器按时序依次点亮和图像信息显示，接下来将检测信息反馈至信号处理单元5中，信号处理单元5对信息进行分析并最终将检测结果显示在PC机终端，从而实现对整个系统的控制过程。信号检测单元3中的激光传感器301通过RS422接口接收微处理器DSP2的检测指令，并将检测结果及激光传感器301工作状态通过信号检测单元反馈至微处理器DSP2，RGB激光器驱动阵列302和图像成像器303主要用于RGB激光器按时序依次点亮，能够实现清晰成像，生成PAL制式的视频信号，外部可通过RS422接口和红外探测器接口实现各种参数的设置，并返回状态参数。微处理器DSP的I/O数字接口与信号检测单元3的激光传感器301、RGB激光器驱动阵列302和图像成像器303的信号输入端电连接，逻辑非门电路使得I/O数字接口信号反向，并通过逻辑组合持续激光检测，可保证颜色一致性以及激光条件的安全性。激光传感器301用于对激光信号的持续检测，补偿日光阴影或夜间条件下的亮度，由于激光始终对焦，复杂的光学期间的占有空间小，RGB激光驱动阵列302内含红色激光阵列、绿色激光阵列和蓝色激光阵列，激光传感器301受RGB激光驱动阵列302的同步信号控制，同步控制图像成像器303显示色彩。

本实用新型的特点在于：系统由CAN总线处理单元、微处理器DSP、信号检测单元、电源管理单元、信号处理单元五个单元构成，控制单元的模块划分合理、结构紧凑、占用空间小，系统维护方便，且该模块布局确保了微处理器DSP工作的稳定性，也便于信号处理单元对信号检测结果进行数据处理，从而能够实现信息反馈与数据传输通讯。通过CAN总线发送指令传输至微处理器DSP，经过微处理器DSP控制检测信号单元工作采集数据信息，模块化管理达到了系统控制的高度集成化，也使得系统的通用性得到提高，采用微处理器DSP控制的执行速度快，处理数学运算的性能高，且内部分为互不干扰的模块，能够实现较为复杂的信号传输。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种基于总线的分布式激光阵列控制系统，其特征在于：包括用于收集和发送信号命令的CAN总线处理单元(1)、用于对发出的CAN总线指令进行解析并控制信号传输的微处理器DSP(2)、用于对检测对象的信号采集的信号检测单元(3)、用于为整个系统提供电能的电源管理模块(4)和用于对所述信号检测单元(3)采集到的检测信号进行分析和处理的信号处理单元(5)，所述信号处理单元(5)能够将该处理信号传输回微处理器DSP(2)，所述微处理器DSP(2)包括时钟电路模块(201)、复位电路模块(202)和JTAG接口模块(203)，所述信号检测单元(3)包括分别用于对目标检测、控制RGB激光器按时序依次点亮和图像信息显示的激光传感器(301)、RGB激光器驱动阵列(302)和图像成像器(303)。

2.根据权利要求1所述的一种基于总线的分布式激光阵列控制系统，其特征在于：所述CAN总线处理单元(1)包括CAN总线收发器(101)、CAN总线驱动(102)、串行通信驱动(103)和数字输出电路(104)，所述CAN总线处理单元(1)所采用的应用协议为SAE J1939/ISO11783、CANOpen、CANaerospace、DeviceNet或NMEA 2000。

3.根据权利要求1所述的一种基于总线的分布式激光阵列控制系统，其特征在于：所述微处理器DSP(2)型号为TMSS320F28335。

4.根据权利要求1所述的一种基于总线的分布式激光阵列控制系统，其特征在于：所述激光传感器(301)、RGB激光器驱动阵列(302)和图像成像器(303)输出端均与微处理器DSP(2)的输入端电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于总线的分布式激光阵列控制系统，其特征在于：所述信号处理单元(5)包括阵列控制器(501)、按键阵列模块(502)和电磁继电器阵列(503)。