包括通用封装模式的智能控制器及传感器网络总线、系统和方法技术方案

一种用于控制和操作自动化机器的机器自动化系统。该系统包括为广播传输方案实现动态突发的控制器及传感器总线，该控制器及传感器总线包括中央处理内核和多媒体传输内部网，其中，消息从节点突发到中央处理内核、并从中央处理内核广播到所有节点。处理内核广播到所有节点。处理内核广播到所有节点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括通用封装模式的智能控制器及传感器网络总线、系统和方法
交叉引用
[0001]本申请是2019年8月1日递交的名称为“智能控制器及传感器网络总线、系统和方法”、申请号为16/529,682的待审美国专利申请的部分延续，其通过引用被并入本申请。


[0002]本申请涉及总线领域。更具体地，本申请涉及控制器及传感器网络总线架构。

技术介绍

[0003]随着自动驾驶汽车、智能机器人和工厂自动化的发展，机器自动化领域正迅速扩张。然而，由于其多样化和高速化需求，目前没有总线或网络架构能够有效满足这些新兴技术的所有要求。相反，当前的网络延时高，带宽低，布线复杂，电磁干扰(EMI)大，成本高，数据不安全且系统集成复杂。例如，网络没有足够的速度和吞吐量来将传感器数据——如摄像机和激光雷达(LIDAR)数据——通过网络携载至CPU内核。此外，现有的线缆系统是复杂、短程的，并且由于使用铜缆布线系统而无法在没有昂贵屏蔽件的情况下应对EMI。目前没有多功能一体的“控制器及传感器网络”系统总线解决方案，以能够遍及系统从边缘节点到边缘节点支持并携载因特网L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制和操作自动化机器的机器自动化系统，所述系统包括：控制器及传感器总线，其包括多个输入/输出端口，以及多个外部机器自动化设备，其通过所述总线的端口可操作性地联接在一起，其中，所述总线包括中央处理内核和多媒体传输内部网，所述多媒体传输内部网包括：一个或多个中央传输网络，其直接与内核联接并且包括多个节点以及一个或多个门；和多个子网，各子网分别与所述中央传输网络的不同门相联接，所述子网包括多个子节点；其中，每个所述节点和所述子节点：通过一个或多个端口与一个或多个设备联接，接收来自与所述一个或多个端口联接的所述一个或多个设备的消息；将所述消息封装为通用封装模式GEM格式，以传输到所述中央处理内核；和将从所述中央处理内核接收的消息从GEM格式解封装为从所述设备之一接收的输入数据的原始格式。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述GEM格式的标头包括：源/目的地字段，其将所述端口之一标识为所述消息的源，或者将一个或多个所述节点和所述子节点标识为所述消息的目的地；和GEM数据包标识符字段，其标识所述消息所针对的一个或多个所述端口。3.根据权利要求2所述的系统，其中，当将所述端口之一识别为所述消息的源时，从第一组纪元标识符值中选择所述源字段的值，并且当将一个或多个所述节点和所述子节点识别为所述消息的目的地时，从第二组节点标识符值中选择所述目的地字段的值。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述GEM数据包标识符字段的值从第三组GEM标识符值中选择，并且每个所述节点标识符值映射到一个或多个所述纪元标识符值，每个所述纪元标识符值映射到一个或多个所述GEM标识符值。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述GEM格式的标头包括GEM数据包类型字段，所述GEM数据包类型字段指示封装在所述GEM格式内的消息的原始格式和标头类型。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述GEM格式的标头包括源标识符字段和报告消息类型字段，所述源标识符字段指示所述消息的源，所述报告消息类型字段指示所述消息内的报告数据是否与所述源标识符字段中指示的消息的源无关。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述GEM格式的标头包括开始时间字段和授权大小字段，所述开始时间字段指示授权带宽窗口开始的时间，所述授权大小字段指示所述授权带宽窗口的大小。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述GEM格式的标头包括授权命令字段，所述授权命令字段指示在所述授权带宽窗口期间允许的一种或多种类型的消息。9.根据权利要求1所述的系统，其中在将所述消息封装成所述GEM格式之后，每个所述节点和所述子节点将一个或多个所述消息置于突发物理层帧格式中，并且通过将包括所述一个或多个消息的所述突发物理层帧突发到所述中央处理内核来将所述消息传输到所述中央处理内核。10.根据权利要求9所述的系统，其中所述突发物理帧格式包括针对所述一个或多个消
息中的每一个的单独的突发结束定界符，所述单独的突发结束定界符指示所述突发物理层帧内的所述一个或多个消息中的一个的结束。11.根据权利要求1所述的系统，其中每个所述门将来自多个所述子节点的GEM格式的消息聚合成突发物理层帧格式的单个较大消息。12.根据权利要求11所述的系统，其中每个所述门从所述突发物理层帧格式的单个较大消息中省略来自所述多个子节点的消息的前导码。13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述设备包括由超声传感器、光检测及测距传感器、红外传感器、摄像机、电机和微控制器组成的组中的一者或多者。14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述自动化机器是由机器人和自动驾驶车辆组成的组中的一者。15.一种控制器及传感器总线，所述总线包括：多个输入/输出端口，其用于与机器自动化系统的多个外部机器自动化设备联接，中央处理内核；以及多媒体传输内部网，所述多媒体传输内部网包括：一个或多个中央传输网络，其直接与所述内核联接并且包括多个节点以及一个或多个门；和多个子网，各子网分别与所述中央传输网络的不同门相联接，所述子网包括多个子节点，其中，每个所述节点和所述子节点：通过一个或多个端口与一个或多个设备联接，接收来自与所述一个或多个端口联接的所述一个或多个设备的消息；将所述消息封装为通用封装模式GEM格式，以传输到所述中央处理内核；和将从所述中央处理内核接收的消息从GEM格式解封装为从所述设备之一接收的输入数据的原始格式。16.根据权利要求15所述的总线，其中所述GEM格式的标头包括：源/目的地字段，其将所述端口之一标识为所述消息的源，或者将一个或多个所述节点和所述子节点标识为所述消息的目的地；和GEM数据包标识符字段，其标识所述消息所针对的一个或多个所述端口。17.根据权利要求16所述的总线，其中，当将所述端口之一识别为所述消息的源时，从第一组纪元标识符值中选择所述源字段的值，并且当将一个或多个所述节点和所述子节点识别为所述消息的目的地时，从第二组节点标识符值中选择所述目的地字段的值。18.根据权利要求17所述的总线，其中所述GEM数据包标识符字段的值从第三组GEM标识符值中选择，并且每个所述节点标识符值映射到一个或多个所述纪元标识符值，每个所述纪元标识符值映射到一个或多个所述GEM标识符值。19.根据权利要求18所述的总线，其中，所述GEM格式的标头包括GEM数据包类型字段，所述GEM数据包类型字段指示封装在所述GEM格式内的消息的原始格式和标头类型。20.根据权利要求15所述的总线，其中所述GE...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤金，
申请(专利权)人：鹏瞰科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：