一种自治水下机器人监视唤醒系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种自治水下机器人监视唤醒系统及方法，包括ARM主控电路、驱动电路和开关电路；通过自治水下机器人的主控计算机制定唤醒时间，在休眠模式时，由本系统ARM主控电路监视自治水下机器人的漏水与水声状态，做出相应的应急机制与简单使命，唤醒后实时监视主控计算机的唤醒情况。本发明专利技术的装置具有超低功耗工作与监视水下机器人状态并启动应急工作模式的能力，可以在满足自治水下机器人安全的前提下，最大限度的提升自治水下机器人的工作时间。

【技术实现步骤摘要】
一种自治水下机器人监视唤醒系统及方法
本专利技术涉及水下机器人作业领域，具体地说是一种自治水下机器人监视唤醒系统及方法。
技术介绍
随着信息技术的不断发展，自治水下机器人作为探索海洋空间的有力工具之一，在海洋科学研究方面起着越来越重要的作用。未来的自治水下机器人需要更长的水下工作时间、隐蔽的情报收集能力等。而这些目标的实现主要受到自身携带能源的限制。由于几十年来电池技术一直没有获得突破性进展，自治水下机器人的水下工作时间仍然很短，难以满足部分使命任务的需求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种自治水下机器人监视唤醒系统，包括ARM主控电路、驱动电路和开关电路；通过自治水下机器人的主控计算机制定唤醒时间，在休眠模式时，由ARM主控电路监视自治水下机器人的漏水与水声状态，做出相应的应急机制与简单使命，唤醒后实时监视主控计算机的唤醒情况。本专利技术的系统具有超低功耗工作与监视水下机器人状态并启动应急工作模式的能力，可以在满足自治水下机器人安全的前提下，最大限度的提升自治水下机器人的工作时间。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种自治水下机器人监视唤醒系统及方法。一种自治水下机器人监视唤醒系统，包括：ARM主控电路，分别连接主控计算机、驱动电路、水生通讯装置；用于接收主控计算机和水声通讯装置的控制信号，从而输出唤醒和抛载控制信号给驱动电路。驱动电路，分别连接漏水检测装置、抛载装置、开关电路；用于接收漏水检测装置输出的漏水检测信号并输出给ARM主控电路、以及根据抛载和唤醒控制信号输出抛载控制信号给抛载装置和输出开关控制信号控制开关电路的通断。开关电路，连接主控计算机，用于通过内部电路的通断控制主控计算机工作。所述ARM主控电路包括：光耦隔离模块、AD/DA转换模块、ARM处理器芯片；所述漏水检测信号依次经过光耦隔离模块、AD/DA转换模块至ARM处理器芯片；所述光耦隔离模块用于ARM处理器芯片与外部电路进行光隔离从而保护ARM主电路；所述AD/DA转换模块用于进行模数/数模转换；ARM处理器芯片用于根据接收的主控计算机和水声通讯装置的控制信号以及漏水检测信号从而输出唤醒和抛载控制信号。所述驱动电路为功率放大电路，用以对控制信号进行放大处理。所述开关电路内部为磁保持开关。所述ARM主控电路与水声通讯装置通过串口通信。一种自治水下机器人监视唤醒方法，包括以下步骤：步骤1：主控计算机进入休眠前设置唤醒时间并输出给ARM主控电路，主控计算机进入休眠；步骤2：主控计算机进入休眠期间，ARM主控电路根据是否到达唤醒时间、实时监测水声通讯装置返回的水声通讯信号、漏水检测装置返回的漏水检测信号，输出唤醒控制信号、抛载控制信号从而唤醒主控计算机和控制抛载装置执行抛载动作。所述步骤2包括：步骤2.1：若到达唤醒时间，则输出唤醒控制指令给驱动电路，控制开关电路接通唤醒主控计算机，并等待主控计算机回传唤醒应答信号；步骤2.1.1：若收到唤醒应答信号，则表明主控计算机被唤醒；步骤2.1.2：若没收到唤醒应答信号，则重复输出唤醒控制指令，直到主控计算机被唤醒或者超出唤醒次数后输出抛载控制指令给抛载装置；步骤2.2：若没有到达唤醒时间，则ARM主控电路执行以下监视步骤：步骤2.2.1：实时监测漏水检测装置返回的漏水检测信号；步骤2.2.2：若漏水则输出唤醒控制信号给驱动电路，控制开关电路接通唤醒主控计算机；步骤2.2.3：若没漏水则通过水声通讯装置实时监测是否有水声通讯信号；若有水声通讯信号，则输出唤醒控制信号给驱动电路，控制开关电路接通唤醒主控计算机；若没有水声通讯指令，则返回步骤步骤2.2.1。本专利技术具有以下有益效果及优点：本专利技术的装置具有超低功耗工作与监视水下机器人状态并启动应急工作模式的能力，可以在满足自治水下机器人安全的前提下，最大限度的提升自治水下机器人的工作时间。附图说明图1是本专利技术的系统总体结构示意图；图2是本专利技术休眠唤醒处理方法流程图；图3是本专利技术监视处理方法流程图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。如图1所示为本专利技术的结构设置图。一种自治水下机器人监视唤醒系统，由ARM主控计算机、驱动电路、开关电路三部分组成。ARM主控计算机由主电池供电，主要用于运行监视与唤醒程序，ARM主控计算机通过网口与主控计算机相连，由主控计算机下载使命并监视主控计算机状态；驱动电路相连与ARM主控计算机，驱动电路检测自治水下机器人的漏水状态、执行抛载上浮命令以及控制开关电路唤醒主控计算机；开关电路由驱动电路控制，一端接在主电池上一端接在主控计算机上，用以执行唤醒命令给主控计算机上电。所述ARM主控电路、驱动电路、开关电路均连接主电池，获取电能。所述主控计算机用为水下机器人的核心处理装置，用于水下机器人的任务处理、自治水下机器人的控制、数据的记录、下载、上传等。漏水检测装置分布于自治水下机器人内各个舱段内，为自治水下机器人壳体是否进水的检测装置。抛载装置为自治水下机器人的应急处理装置，可在自治水下机器人在遇到危险或发生故障时执行抛载上浮，可使自治水下机器人快速的上浮到水面。水声通讯装置，为自治水下机器人在水下时与岸基设备进行通信装置，可实现窄带宽的数据通信。ARM主控电路包括：ARM处理器芯片及其最小系统、AD转换模块、DA转换模块、光耦隔离等模块组成，ARM处理芯片用于执行程序命令，AD/DA转换模块用以进行模数/数模转换，光耦隔离用以将芯片的输出与外部电路进行光隔离，保护ARM主电路。所述漏水检测信号依次经过光耦隔离模块、AD/DA转换模块至ARM处理器芯片；ARM处理器芯片用于根据接收的主控计算机和水声通讯装置的控制信号以及漏水检测信号从而输出唤醒和抛载控制信号。驱动电路为功率放大电路，驱动电路用以对唤醒和抛载控制信号进行放大，输出给开关电路。开关电路连接主控计算机，用于通过内部的磁保持开关的通断控制主控计算机工作。图2是本专利技术唤醒处理方法流程图。在执行的使命任务需要自治水下机器人长时间工作，且工作任务相对简单时，进入休眠唤醒流程。自治水下机器人主控计算机可通过网络对本系统ARM主控电路进行设置，设置唤醒时间，设置完成后由ARM主控电路进行设置判断，当设置合理时，控制主控计算机进入关机休眠状态，待到唤醒时刻，由本系统的ARM主控电路输出唤醒控制指令给驱动电路，从而通过控制开关电路的通断对主控计算机进行唤醒操作，唤醒后实时监控主控计算机状态等待主控计算机答复，如果主控计算机在1分钟之后没有答复，则判断为唤醒没有成功，继续执行唤醒使命，在执行三次唤醒使命后，主控计算机依旧没有答复则启动应急处理机制输出抛载控制指令给抛载装置执行抛载上浮。图3是本专利技术监视处理方法流程图。在自治水下机器人主控计算机进入待唤醒模式后，ARM主控电路监视处理启动，通过漏水检测装置实时监控自治水下机器人的漏水状态，通过水声通讯装置监控水声控制状态。当自治水下机器人漏水时，输出抛载控制指令给抛载装置启动应急抛载装置，并输出唤醒控制指令给驱动电路，从而通过控制开关电路的通断唤醒主控计算机。当收到水声控制命令时，ARM主控电路则执行水声控制命令并输出唤醒控制指令唤醒主控计算机，当主控计算机被唤醒后，监视处理结束。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自治水下机器人监视唤醒系统，其特征在于，包括：ARM主控电路，分别连接主控计算机、驱动电路、水生通讯装置；用于接收主控计算机和水声通讯装置的控制信号，从而输出唤醒和抛载控制信号给驱动电路；驱动电路，分别连接漏水检测装置、抛载装置、开关电路；用于接收漏水检测装置输出的漏水检测信号并输出给ARM主控电路、以及根据抛载和唤醒控制信号输出抛载控制信号给抛载装置和输出开关控制信号控制开关电路的通断；开关电路，连接主控计算机，用于通过内部电路的通断控制主控计算机工作。

【技术特征摘要】
1.一种自治水下机器人监视唤醒系统，其特征在于，包括：ARM主控电路，分别连接主控计算机、驱动电路、水生通讯装置；用于接收主控计算机和水声通讯装置的控制信号，从而输出唤醒和抛载控制信号给驱动电路；驱动电路，分别连接漏水检测装置、抛载装置、开关电路；用于接收漏水检测装置输出的漏水检测信号并输出给ARM主控电路、以及根据抛载和唤醒控制信号输出抛载控制信号给抛载装置和输出开关控制信号控制开关电路的通断；开关电路，连接主控计算机，用于通过内部电路的通断控制主控计算机工作。2.按照权利要求1所述的一种自治水下机器人监视唤醒系统，其特征在于，所述ARM主控电路包括：光耦隔离模块、AD/DA转换模块、ARM处理器芯片；所述漏水检测信号依次经过光耦隔离模块、AD/DA转换模块至ARM处理器芯片；所述光耦隔离模块用于ARM处理器芯片与外部电路进行光隔离从而保护ARM主电路；所述AD/DA转换模块用于进行模数/数模转换；ARM处理器芯片用于根据接收的主控计算机和水声通讯装置的控制信号以及漏水检测信号从而输出唤醒和抛载控制信号。3.按照权利要求1所述的一种自治水下机器人监视唤醒系统，其特征在于，所述驱动电路为功率放大电路，用以对控制信号进行放大处理。4.按照权利要求1所述的一种自治水下机器人监视唤醒系统，其特征在于，所述开关电路内部为磁保持开关。5.按照权利要求1-4任意一项所述的一种自治水下机器人监视唤醒系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：周祺堃，郑荣，秦宝成，刘大勇，张斌，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21