一种清洁机器人位置测量模块即插即用标准化接口装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种清洁机器人位置测量模块即插即用标准化接口装置，该装置包括微处理器，所述微处理器的输入/输出端连接有超声波传感器，用于提供一定范围的非接触式距离感测，所述微处理器的输入/输出端连接有RS232线路驱动收发器，所述RS232线路驱动收发器的收发端连接有SCI接口，所述微处理器的输入/输出端连接有CAN总线收发器，所述CAN总线收发器的信号输出端连接有CAN总线接口。本发明专利技术提供的清洁机器人常用测距模块的两种通用标准化SCI与CAN接口，兼顾了两种接口之间的兼容性，实现在线实时数据采集与显示，并且装置工作可靠，实时性好，能与上位机通过标准化SCI接口与CAN总线接口实现即插即用。

A plug and play standardized interface device for cleaning robot position measurement module

The invention relates to a plug-and-play standardized interface device for a position measurement module of a cleaning robot. The device comprises a microprocessor with an ultrasonic sensor connected to the input/output port of the microprocessor for providing a certain range of non-contact distance sensing. The input/output port of the microprocessor is connected with a RS232 line drive. The transceiver driven by the RS232 line is connected with a SCI interface, and the input/output of the microprocessor is connected with a CAN bus transceiver. The signal output of the CAN bus transceiver is connected with a CAN bus interface. The two universal standardized SCI and CAN interfaces of the common ranging module of the cleaning robot provided by the invention take into account the compatibility between the two interfaces, realize on-line real-time data acquisition and display, and the device works reliably and has good real-time performance, and can be plug and play with the upper computer through the standardized SCI interface and CAN bus interface.

【技术实现步骤摘要】
一种清洁机器人位置测量模块即插即用标准化接口装置
本专利技术涉及AI机器人
，具体涉及一种清洁机器人位置测量模块即插即用标准化接口装置。
技术介绍
清洁机器人作为一种特种服务机器人，是服务人类并最贴近人类的机器人，它能够完全代替人完成家庭、商场及工作环境的清洁工作。随着我国劳动适龄人口逐渐减少及人口红利的逐渐消失，家政服务劳动力成本不断攀升，促使服务家庭劳作的清洁机器人需求率也逐年攀升。清洁机器人涉及到电源技术、传感器技术、避障控制技术、路径规划与定位技术等关键技术。准确获取环境信息是清洁机器人安全高效工作的前提。通过对周围障碍物距离的不断测量是实现避障的先决条件，作为清洁机器人的避障系统位置测量必不可少，目前主要存在以下几个问题：①目前市场清洁机器人避障系统使用测量位置的传感器种类繁多，输出信号不一，国家没有统一标准，在每个控制系统内信号处理原理不一，增加设计人员设计复杂度。②目前市场上比较成熟的测距模块普遍是以单片机为核心控制器模块，但是由于单片机采用的是冯.诺依曼结构，比如常用51系列单片机主频只有12MHz，所以在运算处理能力上根本无法满足清洁机器人上层路径规划算法数据采集频率的要求。③目前由于传感器输出接口信号没有统一标准，导致传感器之间以及传感器与上层之间无法实现互操作及即插即用。每位设计师都必须熟悉各种标准接口协议，浪费研究时间，增加研究成本。针对上述现状与问题，一种高速率高性能的清洁机器人通用位置测量模块标准化一转二即插即用装置设计势在必行，这样设计人员可根据不同的研究对象直接采用批量制造的标准化装置拼装来满足用户基本硬件要求，这样研究人员花更少的时间在清洁机器人底层的硬件结构上，不必重头开始设计，而把精力放在上层算法研究和技术难关的攻克上，不仅降低了成本，缩短了研究周期，很大程度地提高了研究效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种清洁机器人位置测量模块即插即用标准化接口装置。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种清洁机器人位置测量模块即插即用标准化接口装置，该装置包括微处理器，所述微处理器的输入/输出端连接有超声波传感器，用于提供一定范围的非接触式距离感测，所述微处理器的输入/输出端连接有RS232线路驱动收发器，所述RS232线路驱动收发器的收发端连接有SCI接口，用于一对一的全双工通信，所述微处理器的输入/输出端连接有CAN总线收发器，所述CAN总线收发器的信号输出端连接有CAN总线接口，用于实现实时控制的多主串行通信局域网。进一步的，所述微处理器采用TMS320F2812DSP芯片，所述超声波传感器采用HC-SR04芯片，所述RS232线路驱动收发器采用MAX3232芯片，所述CAN总线收发器采用SN65HVD230芯片。进一步的，所述微处理器的第28引脚MCLKXA和第26引脚MFSXA连接超声波传感器的Trig引脚，用于输出至少10us的脉冲给超声波传感器，微处理器的第25引脚MCLKRA和第29引脚MFSRA连接超声波传感器的Echo引脚，用于输出反馈信号给微处理器，微处理器的第155引脚SCITXDA和第157引脚SCIRXDA分别连接CAN总线收发器的第11引脚T1IN和第12引脚R1OUT，CAN总线收发器的第13引脚R1IN和第14引脚T1OUT分别连接SCI接口的第4引脚TX和第3引脚RX，微处理器的第89引脚CANRXA和第87引脚CANTXA分别连接CAN总线收发器的第4引脚R和第1引脚D，CAN总线收发器的第7引脚CANH和第6引脚CANL分别连接CAN总线接口的第2引脚和第1引脚。进一步的，所述CAN总线收发器的第7引脚CANH和第6引脚CANL之间连接有匹配总线电阻。进一步的，该装置还包括有DSP供电电源电路，所述DSP供电电源电路包括有TPS767D301芯片，所述TPS767D301芯片的第3引脚、第4引脚、第9引脚和第10引脚接地端，TPS767D301芯片的第5引脚、第6引脚、第11引脚和第12引脚共同连接后分别通过并联的电容C5、电容C10、电容C14接地端和通过电感L1接5V电源端，并且在5V电源端与电感L1之间的连接通路上通过电容C17接地端，所述TPS767D301芯片的第23引脚和第24引脚连接在一起并作为1.8V电源输出端，并且TPS767D301芯片的第23引脚和第24引脚通过并联的电容C21、电容C2、电容C6、电容C11接地端，TPS767D301芯片的第25引脚分别通过电阻R2接地端和通过电阻R1连接1.8V电源输出端，TPS767D301芯片的第17引脚、第18引脚和第19引脚连接在一起并作为3.3V电源输出端，所述3.3V电源输出端到1.8V电源输出端之间反向设有二极管D1，3.3V电源输出端与地端之间串接有电阻R3和正向设置的发光二极管D2，3.3V电源输出端分别通过并联的电容C3、电容C7、电容C12、电容C16、电容C18、电容C56、电容C57接地端、通过并联的电容C67、电容C68、电容C69、电容C70、电容C71、电容C72、电容C9、电容C1接地端、通过并联的电容C64、电容C63、电容C66、电容C65接地端。进一步的，所述微处理器的第155引脚SCITXDA通过上拉电阻R13连接3.3V电源输出端。进一步的，所述微处理器通过3128A芯片连接有四位七段数码管，用于显示超声波传感器实时测量的障碍物距离值。本专利技术的有益效果是:本专利技术提供的清洁机器人常用测距模块的两种通用标准化SCI与CAN接口，其采集的高频距离数据能为清洁机器人上层路径规划算法实施提供保障，同时兼顾了两种接口之间的兼容性，实现在线实时数据采集与显示，并且装置工作可靠，实时性好，能与上位机通过标准化SCI接口与CAN总线接口实现即插即用。附图说明图1为本专利技术的清洁机器人位置测量模块即插即用标准化接口总电路图；图2为本专利技术的DSP供电电源电路；图3为本专利技术的七段数码管显示电路图；图4为本专利技术的清洁机器人位置测量模块即插即用标准化接口工作流程图。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本专利技术。一种清洁机器人位置测量模块即插即用标准化接口装置，该装置包括微处理器，所述微处理器的输入/输出端连接有超声波传感器，用于提供一定范围的非接触式距离感测，所述微处理器的输入/输出端连接有RS232线路驱动收发器，所述RS232线路驱动收发器的收发端连接有SCI接口，用于一对一的全双工通信，所述微处理器的输入/输出端连接有CAN总线收发器，所述CAN总线收发器的信号输出端连接有CAN总线接口，只有两个根线与外部相连，用于实现实时控制的多主串行通信局域网。所述微处理器采用TMS320F2812DSP芯片，所述超声波传感器采用HC-SR04芯片，其可提供20mm-4000mm非接触式距离感测功能，精度为3mm，所述RS232线路驱动收发器采用MAX3232芯片，所述CAN总线收发器采用SN65HVD230芯片。如图1所示，TMS320F2812DSP芯片具有6组通用输入/输出多路复用器GPIO，分别是GPIOA、GPIOB、GPIOD、GPIOE、GPIOF与GPIOG，管理一共有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种清洁机器人位置测量模块即插即用标准化接口装置，该装置包括微处理器，其特征在于，所述微处理器的输入/输出端连接有超声波传感器，用于提供一定范围的非接触式距离感测，所述微处理器的输入/输出端连接有RS232线路驱动收发器，所述RS232线路驱动收发器的收发端连接有SCI接口，用于一对一的全双工通信，所述微处理器的输入/输出端连接有CAN总线收发器，所述CAN总线收发器的信号输出端连接有CAN总线接口，用于实现实时控制的多主串行通信局域网。

【技术特征摘要】
1.一种清洁机器人位置测量模块即插即用标准化接口装置，该装置包括微处理器，其特征在于，所述微处理器的输入/输出端连接有超声波传感器，用于提供一定范围的非接触式距离感测，所述微处理器的输入/输出端连接有RS232线路驱动收发器，所述RS232线路驱动收发器的收发端连接有SCI接口，用于一对一的全双工通信，所述微处理器的输入/输出端连接有CAN总线收发器，所述CAN总线收发器的信号输出端连接有CAN总线接口，用于实现实时控制的多主串行通信局域网。2.根据权利要求1所述的清洁机器人位置测量模块即插即用标准化接口装置，其特征在于，所述微处理器采用TMS320F2812DSP芯片，所述超声波传感器采用HC-SR04芯片，所述RS232线路驱动收发器采用MAX3232芯片，所述CAN总线收发器采用SN65HVD230芯片。3.根据权利要求2所述的清洁机器人位置测量模块即插即用标准化接口装置，其特征在于，所述微处理器的第28引脚MCLKXA和第26引脚MFSXA连接超声波传感器的Trig引脚，用于输出至少10us的脉冲给超声波传感器，微处理器的第25引脚MCLKRA和第29引脚MFSRA连接超声波传感器的Echo引脚，用于输出反馈信号给微处理器，微处理器的第155引脚SCITXDA和第157引脚SCIRXDA分别连接CAN总线收发器的第11引脚T1IN和第12引脚R1OUT，CAN总线收发器的第13引脚R1IN和第14引脚T1OUT分别连接SCI接口的第4引脚TX和第3引脚RX，微处理器的第89引脚CANRXA和第87引脚CANTXA分别连接CAN总线收发器的第4引脚R和第1引脚D，CAN总线收发器的第7引脚CANH和第6引脚CANL分别连接CAN总线接口的第2引脚和第1引脚。4.根据权利要求3所述的清洁机器人位置测量模块即插即用标准化接口装置，其特征在于，所述CAN总线收发器的第7引脚CANH和第6引脚CANL之间连接有匹配...

【专利技术属性】
技术研发人员：董改花，董建华，金志煌，
申请(专利权)人：苏州经贸职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32