PON-CAN总线架构及机器人系统技术方案

一种PON‑CAN总线架构及机器人系统，所述PON‑CAN总线架构包括光纤总线以及与所述光纤总线相连的总信息设备，所述光纤总线由多个不对称耦合器互联形成；所述不对称耦合器用于分支出下一级网络；所述总信息设备用于通过所述光纤总线与所述下一级网络进行通信交互。所述机器人系统包括所述PON‑CAN总线架构，以及连接到所述PON‑CAN总线架构的机器人的各个终端控制系统以及终端传感设备。

PON-CAN bus architecture and robot system

A PON CAN bus architecture and robot system, the PON CAN bus architecture including bus and fiber and the total fiber information equipment connected to the bus, the bus is formed by a plurality of optical fiber coupler asymmetric interconnection; the asymmetric coupler for a branch network; the total information equipment used by The optical fiber bus communicates with the next level network. The robot system includes the PON CAN bus architecture, and connected to each terminal control system of the PON CAN bus architecture robot and terminal sensing equipment.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】PON-CAN总线架构及机器人系统
本公开涉及通信控制领域，尤其涉及一种PON-CAN总线架构及机器人系统。
技术介绍
CAN是控制器局域网络(ControllerAreaNetwork)的简称，CAN总线的特点是数据通信没有主从之分，任意一个节点可以向任何其他(一个或多个)节点发起数据通信，同时不会受到单个节点损坏导致总线瘫痪影响。但是，相关技术中，CAN总线最大传输速率为1Mbps，并且随着两节点距离的增大，CAN总线的通信速率将变慢，致使CAN总线连接的节点数量受限。随着科学科技的发展，控制系统的应用范围不断扩大，受控制的节点越来越多，例如机器人系统，其具有运动量大、传感器多、关节多等特点，因此对节点数、指令响应速度以及传输速率的要求也会越来越高。而现有的CAN总线网络在多节点控制传输的情况下，无法满足高速率的要求。
技术实现思路
本公开的主要目的是提供一种PON-CAN总线架构及机器人系统，以解决现有CAN总线传输速率低、连接节点数受限的问题。为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种PON-CAN总线架构，所述PON-CAN总线架构包括光纤总线以及与所述光纤总线相连的总信息设备，所述光纤总线由多个不对称耦合器互联形成；所述不对称耦合器用于分支出下一级网络；所述总信息设备用于通过所述光纤总线与所述下一级网络进行通信交互。本公开第二方面提供一种机器人系统，所述机器人系统包括第一方面所述的PON-CAN总线架构，以及连接到所述PON-CAN总线架构的机器人的各个终端控制系统以及终端传感设备。PON(PassiveOpticalNetwork：无源光纤网络)是纯介质网络，采用本公开提供的技术方案，基于无源光纤组网以及不对称耦合器构成的PON-CAN总线架构，避免了电磁干扰影响，并且层级之间不会造成带宽消减，从而可以提供非常高的带宽，进而在所连接的节点不断增加的情况下也可以满足高速率的传输要求，解决了现有CAN总线通信速率低，节点连接数受限的问题，也可以有效解决Ethercat的中继交换问题，且提高了系统电磁兼容稳定性。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本公开实施例提供的一种PON-CAN总线架构的结构示意图；图2为本公开实施例提供的星型组网的一种PON-CAN总线架构的结构示意图；图3为本公开实施例提供的环形组网的一种PON-CAN总线架构的结构示意图；图4为本公开实施例提供的线性组网的一种PON-CAN总线架构的结构示意图；图5为本公开实施例提供的一种不对称耦合器的结构示意图；图6为本公开实施例提供的基于PON-CAN总线架构的一种机器人系统的结构示意图；图7是图6中不对称耦合器4分支出的左臂各伺服系统与PON-CAN总线架构的连接示意图；图8是图6中不对称耦合器5分支出的右臂各伺服系统与PON-CAN总线架构的连接示意图；图9是图6中不对称耦合器6分支出的左腿各伺服系统与PON-CAN总线架构的连接示意图；图10是图6中不对称耦合器7分支出的右腿各伺服系统与PON-CAN总线架构的连接示意图；图11是图6中不对称耦合器8分支出的腰部各伺服系统与PON-CAN总线架构的连接示意图；图12是图6中不对称耦合器9分支出的头部各伺服系统与PON-CAN总线架构的连接示意图；图13为本公开实施例提供的一种双线性组网的机器人系统的结构示意图。具体实施方式为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本公开实施例提供一种PON-CAN总线架构，如图1所示，PON-CAN总线架构包括总信息设备101，以及该总信息设备101连接的光纤总线，其中，该光纤总线由多个不对称耦合器互联形成。例如，图1中所示的光纤总线102，包括多个不对称耦合器103互联形成，其中，图1只是以不对称耦合器之间的线性互联进行示意，在具体实施时，不对称耦合器之间可以采用其他互联方式，或者采用多种互联方式组合构成光纤总线。具体地，光纤总线中的不对称耦合器用于分支出下一级网络，该总信息设备用于通过所述光纤总线与该下一级网络进行通信交互。值得说明的是，针对不同的应用场景，该总信息设备可以由不同的设备担任，例如在机器人系统中，该总信息设备可以是机器人系统中的上位机。示例地，本公开实施例提供的PON-CAN总线架构还可以应用在汽车，飞机等系统中。可选地，不对称耦合器连接的下一级网络至少包括与所述不对称耦合器相连的ONU(OpticalNetworkUnit，光网络单元)控制设备，以及与所述ONU控制设备相连的终端设备。该ONU控制设备用于将不对称耦合器传输过来的光信号转化为电信号，并将该电信号传输给终端设备，实现总信息设备与终端设备之间的通信控制。采用本公开提供的技术方案，构成光纤总线的传输介质可以均为无源器件，从而避免电磁干扰，使得系统可以应用在复杂恶劣的环境中，提升了系统的通用性。并且，基于无源光纤组网以及不对称耦合器构成的PON-CAN总线架构，层级之间不会造成带宽消减，从而可以提供非常高的带宽，进而在所连接的节点不断增加的情况下也可以满足高速率的传输要求，解决了现有CAN总线通信速率低，节点连接数受限的问题，且提高了系统电磁兼容稳定性。为了使本领域技术人员更加理解本公开实施例提供的技术方案，下面对本公开实施例提供的PON-CAN总线架构进行详细说明。首先，PON-CAN总线架构中光纤总线中不对称耦合器的互联方式可以包括星型互联，环形互联以及线性互联或者混合拓扑结构方式。下面以图2，图3和图4对采用上述三种互联方式形成的组网结构进行示意。具体地，不对称耦合器之间采用星型互联形成的星型组网如图2所示，通过N个不对称耦合器组成一个环型中央网，然后在通过环型网中的不对称耦合器，分支出下一级组网，组成星型通信网络。如图2中所示的不对称耦合器1至N，每一不对称耦合器分支出去与另一不对称耦合器相连，也就是说，分支出的网络(图2中是以线性网络示意)再次通过不对称耦合器连接到各个传感和控制设备(图2中是以终端设备示意)，形成一个星型的PON-CAN总线系统。其中环型节点不对称耦合器数量N，可选择为2的n次方，例如，光纤总线102(图2中加粗实线所示的环型网)上的不对称耦合器数量可以为128个。不对称耦合器之间采用环形互联形成的环形组网如图3所示，参照图3，不对称耦合器1至N与总信息设备101通过环形连接构成一个环，数据在环路中汇聚，通过光纤环路把数据信息传输到各个终端设备中。不对称耦合器之间采用线性互联形成的线性组网如图4所示，参照图3，不对称耦合器1至N与总信息设备101依次线性连接。上述只是对光纤总线中不对称耦合器互本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PON‑CAN总线架构，其特征在于，所述PON‑CAN总线架构包括光纤总线以及与所述光纤总线相连的总信息设备，所述光纤总线由多个不对称耦合器互联形成；所述不对称耦合器用于分支出下一级网络；所述总信息设备用于通过所述光纤总线与所述下一级网络进行通信交互。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种PON-CAN总线架构，其特征在于，所述PON-CAN总线架构包括光纤总线以及与所述光纤总线相连的总信息设备，所述光纤总线由多个不对称耦合器互联形成；所述不对称耦合器用于分支出下一级网络；所述总信息设备用于通过所述光纤总线与所述下一级网络进行通信交互。2.根据权利要求1所述的PON-CAN总线架构，其特征在于，所述不对称耦合器之间通过星型互联方式，环形互联方式，线性互联方式中的至少一种互联方式形成所述光纤总线。3.根据权利要求1所述的PON-CAN总线架构，其特征在于，所述下一级网络包括星型组网，环形组网，线性组网中的任一组网方式的网络。4.根据权利要求1所述的PON-CAN总线架构，其特征在于，所述下一级网络至少包括与所述不对称耦合器相连的ONU控制设备，以及与所述ONU控制设备相连的终端设备。5.根据权利要求1至3中任一项所述的PON-CAN总线架构，其特征在于，所述不对称耦合器包括多个端口，并且所述不对称耦合器针对每一端口预置有对应的分光比，使得从某一端口进入的光信号将按照对应该端口的分光比从其他出端口分流。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓庆，朱显忠，
申请(专利权)人：深圳前海达闼云端智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44