一种智能体结构及其多外设模块拼接与识别方法技术

本发明专利技术公开了一种智能体结构，包括主控模块和与之连接的多个外设模块，所述主控模块通过接口与外设模块连接；所述接口通过各个模块之间的连接进行信号和能量传递；所述主控模块包括微控制器，微控制器上的常用引脚与主控接口连接，主控接口的输出线与环状主控端子连接，微控制器还连接有电源，主控模块上分布多个相同的主控接口和主控端子。本发明专利技术在外设接口上设有调压电路，在单一供电情况下，满足不同外设的用电需求；主控和外设的端子设计为环状，保证外设可以从不同角度接入。

【技术实现步骤摘要】
一种智能体结构及其多外设模块拼接与识别方法
本专利技术属于智能自主无人系统
，特别涉及一种智能体结构及其多外设模块拼接与识别方法。
技术介绍
随着技术的发展，智能体在各个领域得到广泛应用，对智能体功能要求也越来越高，智能体功能的模块化、多样化趋势日益显著。智能体功能模块包括主控模块、运动执行模块、感知模块、定位模块、通信模块以及其它辅助功能模块，每个模块的执行器也不相同，包括直流电机、舵机、摄像头、红外传感器、超声波传感器、GPS模块、蓝牙模块、WIFI模块、发光元器件等。目前，模块化拼装的智能体，每个功能模块的接口功能是固定的，只能拼接特定的功能模块。在拼接模块时，需要按照固定的方向和顺序拼接，限制了智能体功能模块拼接的自由多样性，并且很难实现不同功能模块的并行拼接。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术存在的问题，提供一种智能体结构及其多外设模块拼接与识别方法，用以实现同一接口连接并控制不同外设的功能；实现外设模块扩展拼接并控制的功能，在单一供电情况下，能够满足不同外设的用电需求。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术提供一种智能体结构，包括主控模块和与之连接的多个外设模块，所述主控模块通过接口与外设模块连接；所述接口通过各个模块之间的连接进行信号和能量传递；所述主控模块包括微控制器，微控制器上的常用引脚与主控接口连接，主控接口的输出线与环状主控端子连接，微控制器还连接有电源，主控模块上分布多个相同的主控接口和主控端子。进一步的，所述外设模块包括感知模块、通信模块、定位模块和执行模块；所述感知模块通过图像、语音、动作、生命信号进行感知；所述通信模块通过5G、4G、GPRS、CDMA、卫星通信、水声通信、Zig-Bee、蓝牙即Bluetooth、无线宽带即Wi-Fi方式进行通信；所述定位模块通过GPS、Wi-Fi、蓝牙、超声波的定位方式进行定位。进一步的，所述主控接口上设有交流振荡电路、第一数字开关和第二数字开关，所述交流振荡电路用于生成特定频率与电压的交流电信号Si，交流振荡电路的输出线与S线连接；所述主控接口通过N1线与第一数字开关连接，所述主控接口通过N1线与第二数字开关。进一步的，所述主控接口的输出线包括电源线V、地线G、交流信号线S和若干控制线。进一步的，所述主控模块通过环状主控端子与外设模块以任意角度相连，且主控模块的某个主控端子可同时并行连接多个外设模块；外设模块上分布多个外设端子，外设端子与外设接口连接，外设接口输出线连接外设执行器。进一步的，所述外设接口内包括调压电路、带通滤波器、整流器、锁存器；所述调压电路的输出端与外设执行器的电源线连接，外设接口在外设端子和外设执行器的N1和N2线之间设有第三数字开关；交流信号线S输入的交流电信号Si经过带通滤波器向整流器传递正弦信号，正弦信号经过整流器后被转为直流信号控制与其相连的锁存器的输出状态，锁存器的输出端通过非门电路与第三数字开关连接，控制第三数字开关的断开或闭合；整流器的输出端与N1线之间通过第四数字开关连接，锁存器的输出端控制第四数字开关的断开或闭合。一种如上所述智能体结构的多外设模块拼接与识别方法，包括如下步骤：(1)拼接外设模块：多个外设模块连接在主控模块的某个主控端子上；默认状态下，第一数字开关和第二数字开关处于断开状态，锁存器输出低电平，此时，第三数字开关处于闭合状态，第四数字开关处于断开状态；(2)识别外设模块：智能体组装完成后启动，主控模块通过主控接口依次输出所有外设模块的对应的交流电信号Si，同时，微控制器控制第一数字开关闭合，使N1线与微控制器的检测引脚连接，检测引脚读取N1线的电平状态；若某个外设模块接收到的交流电信号Si是匹配的交流电信号，则Si会经过带通滤波器和整流器，改变锁存器的输出状态，此时锁存器输出高电平，使第三数字开关断开，同时使第四数字开关闭合，此时，整流器输出端与N1线接通，使得N1线处于高电平状态，检测引脚读取值设为1，表示主控端子上连接有交流电信号Si对应的外设模块；若外设模块接收到的交流电信号Si不是匹配的交流电信号，则N1线处于低电平状态，检测引脚读取值设为0，表示主控端子未连接Si信号对应的外设模块；(3)分配控制引脚：主控模块识别已连接的外设模块后，将微控制器上相应的引脚分配给外设模块，若存在外设模块使用的引脚与其它外设模块使用的引脚类型相同，则向后顺延分配相同类型的引脚；(4)重构主控接口功能：当需要控制某个外设模块时，先对主控接口进行功能重构，微控制器根据步骤(3)确定的外设模块所使用的引脚，控制第一数字开关和第二数字开关闭合，使N1、N2连接到对应的引脚上；(5)连接外设接口：微控制器通过交流振荡电路生成需要控制的外设模块匹配的交流电信号Si，交流电信号Si经过带通滤波器和整流器，改变锁存器输出状态，此时锁存器输出低电平，使第四数字开关断开，同时使第三数字开关闭合，使得主控模块和外设执行器的N1和N2线接通；(6)控制外设模块：主控模块和外设执行器的N1和N2线接通后，主控模块通过N1、N2线向外设执行器发送指令，进而控制外设执行器执行相应的动作；(7)断开外设接口：当外设模块控制完成后，微控制器通过交流振荡电路生成需要控制的外设模块匹配的交流电信号Si，交流电信号Si经过带通滤波器和整流器，改变锁存器输出状态，此时锁存器输出高电平，使第四数字开关闭合，同时使第三数字开关断开，使得主控模块和外设执行器的N1和N2线断开；(8)控制不同外设模块：重复步骤(4)-(7)控制其它的外设模块，由于不同外设接口上带通滤波器的通频带不同且互不重叠，只要在步骤(5)中生成与外设模块匹配的交流电信号Si即可。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)主控接口的引脚功能可重构，在主控模块接入不同外设时，主控接口可以识别外设，判别控制外设使用的引脚，并能重构引脚功能，进而通过接口控制外设，实现了同一接口连接并控制不同外设的功能；(2)同一主控接口可并行连接多个外设模块，主控接口采用交流电信号选择性的断开或闭合外设模块的控制线，分时控制外设，实现了外设模块扩展拼接并控制的功能；(3)外设接口上设有调压电路，在单一供电情况下，满足不同外设的用电需求；主控和外设的端子设计为环状，保证外设可以从不同角度接入。附图说明图1为本专利技术智能体结构的结构示意图；图2为本专利技术智能体模块接口连接原理图；图3为本专利技术智能体结构外设接入的方法流程图。图中：1、主控模块；2、微控制器；3、主控接口；4、主控端子；5、电源；6、交流振荡电路；7、第一数字开关；8、第二数字开关；9、外设模块；91、感知模块；92、通信模块；93、定位模块；94、执行模块；10、接口；110、外设端子；111、外设接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能体结构，其特征在于：包括主控模块和与之连接的多个外设模块，所述主控模块通过接口与外设模块连接；/n所述各个模块之间通过接口连接进行信号和能量传递；/n所述主控模块包括微控制器，微控制器上的常用引脚与主控接口连接，主控接口的输出线与环状主控端子连接，微控制器还连接有电源，主控模块上分布多个相同的主控接口和主控端子。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能体结构，其特征在于：包括主控模块和与之连接的多个外设模块，所述主控模块通过接口与外设模块连接；
所述各个模块之间通过接口连接进行信号和能量传递；
所述主控模块包括微控制器，微控制器上的常用引脚与主控接口连接，主控接口的输出线与环状主控端子连接，微控制器还连接有电源，主控模块上分布多个相同的主控接口和主控端子。


2.根据权利要求1所述的一种智能体结构，其特征在于：所述外设模块包括感知模块、通信模块、定位模块和执行模块；
所述感知模块通过图像、语音、动作、生命信号进行感知；
所述通信模块通过5G、4G、GPRS、CDMA、卫星通信、水声通信、Zig-Bee、蓝牙、Wi-Fi方式进行通信；
所述定位模块通过GPS、Wi-Fi、蓝牙、超声波的定位方式进行定位。


3.根据权利要求1所述的一种智能体结构，其特征在于：所述主控接口上设有交流振荡电路、第一数字开关和第二数字开关，
所述交流振荡电路用于生成特定频率与电压的交流电信号Si，交流振荡电路的输出线与S线连接；所述主控接口通过N1线与第一数字开关连接，所述主控接口通过N1线与第二数字开关。


4.根据权利要求1所述的一种智能体结构，其特征在于：主控模块通过环状主控端子与外设模块以任意角度相连，且主控模块的某个主控端子可同时并行连接多个外设模块；外设模块上分布多个外设端子，外设端子与外设接口连接，外设接口输出线连接外设执行器。


5.根据权利要求1所述的一种智能体结构，其特征在于：所述外设接口内包括调压电路、带通滤波器、整流器、锁存器；
所述调压电路的输出端与外设执行器的电源线连接，外设接口在外设端子和外设执行器的N1和N2线之间设有第三数字开关；
交流信号线S输入的交流电信号Si经过带通滤波器向整流器传递正弦信号，正弦信号经过整流器后被转为直流信号控制与其相连的锁存器的输出状态，锁存器的输出端通过非门电路与第三数字开关连接，控制第三数字开关的断开或闭合；
整流器的输出端与N1线之间通过第四数字开关连接，锁存器的输出端控制第四数字开关的断开或闭合。


6.根据权利要求1所述的一种智能体结构，其特征在于：所述主控接口的输出线包括电源线V、地线G、交流信号线S和若干控制线。


7.一种如权利要求1-6之一所述智能体结构的多外设模块拼接与识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)拼接外设模块：
多个外设模块连接在主控模块的某个主控端子上；多个外设模块以任一角度和顺序串联拼接在主控模块的任一接口；
默认状态下，第一数字开关和第二数...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐秋妍，郭胜，陈赟，王为民，王月阳，唐文献，
申请(专利权)人：镇江宇诚智能装备科技有限责任公司，江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32