用于水下无人潜水器的分布式管理和调试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于水下无人潜水器的分布式管理和调试系统，该系统包括多个处理器和CAN总线，多个所述处理器分别与所述水下无人潜水器中的多个执行单元相对应，每个所述处理器用于控制相应的所述执行单元进行工作，多个所述处理器之间通过所述CAN总线进行数据交互，并且通过所述CAN总线对相应的所述执行单元进行控制。本实用新型专利技术通过引入CAN总线技术，并结合实时操作系统，把单处理器处理所有任务的模式更改为多处理器协同管理多个任务的模式，各个处理器通过CAN总线进行数据交互，实现对ROV各个执行单元的分布式管理和分布式调试功能，具有可靠性高、实时性强、调试方便、抗干扰能力强、成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水下无人潜水器(ROV)
，尤其涉及一种用于水下无人潜水器的分布式管理和调试系统。
技术介绍
现有的水下无人潜水器(RemotelyOperatedunderwaterVehicle，ROV)包括许多功能模块，其结构复杂，对控制精度、可靠性和稳定性都有很高的要求。当前的设计方案中，多采用单处理器单元对ROV进行管理和调试，由单处理器同时处理通讯任务、控制任务、电源管理任务、传感器数据采集任务、视频采集任务、传输任务等。然而单处理器单元存在可靠性偏低、实时响应速度慢、调试困难等问题。如果使用性能很高的单处理器加实时操作系统方案，则存在开发和应用成本偏高的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于水下无人潜水器的分布式管理和调试系统，以实现对水下无人潜水器的分布式管理和分布式调试，提高系统的实时性和可靠性，降低成本。为实现以上目的，本技术采用如下技术方案：一种用于水下无人潜水器的分布式管理和调试系统，包括设置在水下无人潜水器中的多个处理器和CAN总线，多个所述处理器分别与所述水下无人潜水器中的多个执行单元相对应，每个所述处理器用于控制相应的所述执行单元进行工作，多个所述处理器之间通过所述CAN总线进行数据交互，并且通过所述CAN总线对相应的所述执行单元进行控制。优选地，所述处理器通过实时操作系统与所述CAN总线进行数据交互，以及对相应的所述执行单元进行控制。优选地，所述分布式管理和调试系统还包括岸上设备，所述岸上设备中设置有调试监控单元，所述调试监控单元用于向各个所述处理器发送调试数据，并用于实时监控各个所述处理器与所述CAN总线进行数据交互时的数据包。优选地，所述岸上设备与所述水下无人潜水器之间通过以太网进行信息交互。优选地，所述调试监控单元包括遥控器、显示器和计算机，所述遥控器用于向所述CAN总线发送遥控操作指令，并接受所述CAN总线反馈的各个所述执行单元的状态数据，所述计算机用于进行数据处理，所述显示器用于显示调试及监控情况。优选地，所述执行单元中具有复位装置，所述复位装置用于接收来自于相应的处理器的复位信号，并执行复位操作。优选地，所述水下无人潜水器包括推进器单元、姿态控制单元、通讯管理单元、摄像头管理单元和电源管理单元，还包括分别与所述推进器单元、所述姿态控制单元、所述通讯管理单元、所述摄像头管理单元和所述电源管理单元相对应的第一处理器、第二处理器、第三处理器、第四处理器和第五处理器；所述第一处理器用于通过所述CAN总线向所述推进器单元发送推进器操作指令，并接受所述推进器单元反馈的状态数据；所述第二处理器用于通过所述CAN总线向所述姿态控制单元发送姿态控制操作指令，并接受所述姿态控制单元反馈的状态数据；所述第三处理器用于通过所述CAN总线向所述通讯管理单元发送通讯操作指令，并接受所述通讯单元反馈的状态数据；所述第四处理器用于通过所述CAN总线向所述摄像头管理单元发送云台操作指令，并接受所述摄像头管理单元反馈的状态数据；所述第五处理器用于通过所述CAN总线向所述电源管理单元发送电源管理操作指令，并接受所述电源管理单元反馈的状态数据。本技术通过引入CAN总线技术，并结合实时操作系统，把单处理器处理所有任务的模式更改为多处理器协同管理多个任务的模式，各个处理器通过CAN总线进行数据交互，实现对ROV各个执行单元的分布式管理和分布式调试功能，具有可靠性高、实时性强、调试方便、抗干扰能力强、成本低等优点。附图说明图1为本技术所提供的分布式管理和调试系统的结构示意图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。本技术提供了一种用于水下无人潜水器的分布式管理和调试系统，如图1所示，该系统包括设置在水下无人潜水器中的多个处理器和CAN(控制器局域网，ControllerAreaNetwork)总线，多个处理器分别与水下无人潜水器中的多个执行单元相对应，每个处理器用于控制相应的执行单元进行工作，多个处理器之间通过CAN总线进行数据交互，并且通过CAN总线对相应的执行单元进行控制。这里的处理器可以是CPU。本技术把单处理器处理所有任务的模式更改为多处理器协同管理多个任务的模式，各个处理器通过CAN总线进行数据交互，实现对ROV各个执行单元的分布式管理和分布式调试功能。本技术中使用的CAN总线具有实时性强、可靠性强(支持错误处理、检测机制)、传输距离远、抗电磁干扰能力强、成本低的优点，有利于提升系统的实时性和可靠性。由于多个处理器各自处理的任务、功能相对单一，因此对性能要求降低、可以采用价格低廉的处理器芯片。同理，由于功能简单，各个执行单元的开发成本和硬件成本也大大降低。同样，由于各个处理器的处理任务单一，各个执行单元的负载减轻，功能也相应简化，使得响应速度加快。优选地，处理器通过实时操作系统(Real-TimeOperatingSystem，RTOS)与CAN总线进行数据交互，以及对相应的执行单元进行控制。本技术通过引入RTOS操作系统，使得系统的响应时间更短，在分布式管理和调试过程中，能够解决响应速度的问题。优选地，所述分布式管理和调试系统还包括岸上设备，所述岸上设备中设置有调试监控单元，所述调试监控单元用于向各个所述处理器发送调试数据，并用于实时监控各个所述处理器与所述CAN总线进行数据交互时的数据包。由于分布式管理调试系统的各个处理器通过CAN总线进行交互，因此只需要监控CAN总线的数据包，即可实现对整个系统的功能监控。在调试过程中，也可以通过向CAN总线发送调试数据，实现对各个执行单元的同时调试，使用非常便利。此外，由于各个执行单元由各自的处理器进行管理。因此，一旦某个执行单元出现故障，不影响系统其它功能，避免单处理器系统一旦处理器故障，则系统瘫痪的问题。优选地，所述岸上设备与所述水下无人潜水器之间通过以太网进行信息交互。在所述岸上设备中，所述调试监控单元包括遥控器、显示器和计算机，所述遥控器用于向所述CAN总线发送遥控操作指令，并接受所述CAN总线反馈的各个所述执行单元的状态数据，所述计算机用于进行数据处理，所述显示器用于显示调试及监控情况。进一步地，执行单元中具有复位装置，所述复位装置用于接收来自于相应的处理器的复位信号，并执行复位操作。在本技术中，处理器通过对各个执行单元的复位装置进行控制，即可实现硬件复位重启、软件复位和开关电源重启等功能，及时修复系统故障。做为本技术的一种具体实施例，水下无人潜水器包括的执行单元主要有：推进器单元、姿态控制单元、通讯管理单元、摄像头管理单元和电源管理单元，还包括分别与推进器单元、姿态控制单元、通讯管理单元、摄像头管理单元和电源管理单元相对应的第一处理器、第二处理器、第三处理器、第四处理器和第五处理器；其中：第一处理器用于通过CAN总线向推进器单元发送推进器操作指令，并接受推进器单元反馈的状态数据；第二处理器用于通过CAN总线向姿态控制单元发送姿态控制操作指令，并接受姿态控制单元反馈的状态数据；第三处理器用于通过CAN总线向通讯管理单元发送通讯操作指令，并接受通讯单元反馈的状态数据；所述第四处理器用于通过所述CAN总线向所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水下无人潜水器的分布式管理和调试系统，其特征在于，包括设置在水下无人潜水器中的多个处理器和CAN总线，多个所述处理器分别与所述水下无人潜水器中的多个执行单元相对应，每个所述处理器用于控制相应的所述执行单元进行工作，多个所述处理器之间通过所述CAN总线进行数据交互，并且通过所述CAN总线对相应的所述执行单元进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种用于水下无人潜水器的分布式管理和调试系统，其特征在于，包括设置在水下无人潜水器中的多个处理器和CAN总线，多个所述处理器分别与所述水下无人潜水器中的多个执行单元相对应，每个所述处理器用于控制相应的所述执行单元进行工作，多个所述处理器之间通过所述CAN总线进行数据交互，并且通过所述CAN总线对相应的所述执行单元进行控制。2.根据权利要求1所述的分布式管理和调试系统，其特征在于，所述处理器通过实时操作系统与所述CAN总线进行数据交互，以及对相应的所述执行单元进行控制。3.根据权利要求1所述的分布式管理和调试系统，其特征在于，所述分布式管理和调试系统还包括岸上设备，所述岸上设备中设置有调试监控单元，所述调试监控单元用于向各个所述处理器发送调试数据，并用于实时监控各个所述处理器与所述CAN总线进行数据交互时的数据包。4.根据权利要求3所述的分布式管理和调试系统，其特征在于，所述岸上设备与所述水下无人潜水器之间通过以太网进行信息交互。5.根据权利要求3所述的分布式管理和调试系统，其特征在于，所述调试监控单元包括遥控器、显示器和计算机，所述遥控器用于向所述CAN总线发送遥控操作指令，并接受所述CAN总线反馈的各个所述执行单元的状态数据，所述计算机用于进行数据处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏建仓，
申请(专利权)人：天津深之蓝海洋设备科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12