【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及巡检机器人模块化设计，具体涉及基于分布式架构虚拟总线技术的业务控制系统及架构方法。
技术介绍
1、现有巡检机器人开发技术中，对于模块化是个硬性条件，模块化有利于巡检机器人生成制造标准化。
2、目前实现模块化的方案中，主要以硬件模块化为主，比如：硬件电路模块化、硬件组件模块化等等。典型的硬件电路模块化如图1所示，由图中可见，在硬件电路中，由一根总线贯穿所有硬件，所有硬件通过这根总线进行数据传输和交互，从而达到硬件可扩展性。虽然这种方式扩展性极强，但是对于硬件电路板来说，其还有不少问题：
3、问题1：硬件电路板pcb迭代的版本会无穷无尽，难以维护和管理；
4、问题2：每次pcb板迭代，相对应的软件版本也需随之发版，软件版本难以维护和管理；
5、问题3：软件版本的开发需要依赖pcb板的硬件相关功能，软件版本中充斥着大量的功能宏定义，版本越多，宏定义越多越乱；
6、问题4：pcb板电路逻辑复杂，没有精简，极易出故障，并且出现故障无法快速恢复；
7、问题5：pcb板版本众多，无法进行批量化、标准化制造生产，阻碍生产效率。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术目的在于针对现有技术的不足，本专利技术提供了基于分布式架构虚拟总线技术的业务控制系统及架构方法，其具有扩展示强、稳定可靠、模块间各自隔离、基本无第三方库的依赖等等优点，达到了巡检机器人标准化和批量化制造、具有扩展硬件模块的能力。
2、技
3、硬件pcb板层，用于定义硬件电路逻辑，以及对外引出n种插针接口，供各类传感器接入；
4、嵌入式软件下位机层，包括虚拟总线、传感器层、抽象接口层和业务层；所述虚拟总线通过模拟硬件总线的方式定义硬件pcb板层上的插针接口，实现各类传感器的统一接入；所述传感器层通过编写驱动代码，使接入虚拟总线的各类传感器能够驱动运行；所述抽象接口层定义有不同的抽象接口，所述抽象接口配置为实现不同业务逻辑调用不同的传感器；所述业务层用于获取上位机层下发的机型配置，根据机型配置设置业务模块，所述业务模块通过调用所述传感器层实现业务逻辑；
5、上位机层，根据业务逻辑定制机型配置，将机型配置下发至所述嵌入式软件下位机层，以及数据展示。
6、进一步完善上述技术方案，所述虚拟总线通过在硬件pcb板上定义了一根虚拟通信通道，该虚拟通信通道支持不同的数据传输协议，不同的数据传输协议在硬件层面与硬件pcb板上不同的插针接口对应，在软件层面与不同的传感器驱动代码相关联，驱动各类传感器工作。
7、进一步地，所述虚拟通信通道上配置有流量控制策略，通过流量控制策略控制不同传感器经虚拟总线传输数据的速率和流量。
8、进一步地，所述传感器层根据各类不同的传感器配置有不同的传感器驱动代码；所述抽象接口层包括接口抽象层、接口适配层，所述接口抽象层根据业务种类抽象出不同的业务接口，将属于同一业务种类的不同传感器统一业务接口，所述接口适配层根据接口抽象层调用相应传感器的驱动，实现具体接口的适配。
9、进一步地，所述传感器需要根据机型进行接线配置，所述接线配置流程如下：
10、选择巡检机器人的基准机型以获取对应机型的接线配置或从零开始定义新机型的接线配置，以确定机型的接线方式；
11、嵌入式下位机根据接线配置来初始化程序，并进行程序自检；如果自检正常，但是相关接线配置需要微微调整，则更改相关配置，如果接线不正常导致自检失败，需要检查不正确的接线配置并进行修改；
12、确定正确的接线配置提供给嵌入式下位机软件运行时使用，嵌入式下位机软件根据接线配置初始化各类传感器，并实时控制这些传感器或实时采集这些传感器的数据。
13、用于实现上述基于分布式架构虚拟总线技术的业务控制系统的架构方法，包括如下步骤：
14、s1、根据业务种类选择硬件pcb板和各类传感器，定义硬件pcb板的硬件电路逻辑，并引出n种插针接口连接各类传感器，在上位机层根据业务逻辑定制机型配置；
15、s2、构建传感器驱动层，为不同传感器提供软件驱动；
16、s3、构建虚拟总线，在虚拟总线上配置不同的数据传输协议，不同的数据传输协议在硬件层面与硬件pcb板上不同的插针接口对应，在软件层面与不同的传感器驱动相关联，驱动各类传感器工作；
17、s4、构建接口抽象层，根据业务种类抽象出不同的业务接口，使得属于同一业务种类的传感器在接口抽象层中统一；构建接口适配层，根据接口抽象层接口统一性，调用不同的传感器驱动，使得不同传感器的驱动能够适配到接口抽象层对应的业务接口；
18、s5、构建业务层，根据上位机层下发的机型配置设置业务模块；
19、s6、在上位机层进行相关的数据展示。
20、进一步地，所述传感器需要根据机型进行接线配置，所述接线配置流程如下：
21、选择巡检机器人的基准机型以获取对应机型的接线配置或从零开始定义新机型的接线配置，以确定机型的接线方式；
22、嵌入式下位机根据接线配置来初始化程序，并进行程序自检；如果自检正常，但是相关接线配置需要微微调整，则更改相关配置，如果接线不正常导致自检失败，需要检查不正确的接线配置并进行修改；
23、确定正确的接线配置提供给嵌入式下位机软件运行时使用，嵌入式下位机软件根据接线配置初始化各类传感器，并实时控制这些传感器或实时采集这些传感器的数据。
24、有益效果：与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术通过硬件pcb板层，将各类传感器统一集成在一块板子上，实现了“一板多器”的效果，大大提高了开发效率，不同传感器通过虚拟总线统一接入，使系统具有良好的整体集成性。虚拟总线技术使传感器的接入更加灵活，可以随时适配新的传感器，无需对硬件做大规模修改，业务层通过机型配置定制业务逻辑，实现了系统的灵活性和定制性；虚拟总线技术屏蔽了硬件差异性，使得系统具有通用性，可以适应多种传感器和不同硬件配置的巡检机器人产品线；虚拟通信通道的流量控制策略确保了对数据传输速率和流量的有效控制，使得系统能够实现低延时的效果，满足对实时性的需求。
25、传感器的模块化抽象接口技术和抽象接口层的设计使得上层业务层能够统一调用不同传感器的功能接口，提高了系统的灵活性和可维护性。通过接线配置流程进行传感器的连接，使系统易于配置，用户可以根据具体需求选择基准机型或定义新机型，并通过简单的流程确定机型的接线配置，确保系统正确运行。
26、本专利技术将各种硬件传感器根据业务能力抽象出一套标准的接口，达到巡检机器人生产的平台化、批量化和标准化；每增加一种传感器，只需要插入到所定义业务能力中即可，达到即插即用的效果，提高生产效率；软件开发的流程比较明确，能有效提高软件开发效率。
27、本专利技术提供了一种高扩本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于分布式架构虚拟总线技术的业务控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于分布式架构虚拟总线技术的业务控制系统，其特征在于：所述虚拟总线通过在硬件PCB板上定义了一根虚拟通信通道，该虚拟通信通道支持不同的数据传输协议，不同的数据传输协议在硬件层面与硬件PCB板上不同的插针接口对应，在软件层面与不同的传感器驱动代码相关联，驱动各类传感器工作。
3.根据权利要求2所述的基于分布式架构虚拟总线技术的业务控制系统，其特征在于：所述虚拟通信通道上配置有流量控制策略，通过流量控制策略控制不同传感器经虚拟总线传输数据的速率和流量。
4.根据权利要求1所述的基于分布式架构虚拟总线技术的业务控制系统，其特征在于：所述传感器层根据各类不同的传感器配置有不同的传感器驱动代码；所述抽象接口层包括接口抽象层、接口适配层，所述接口抽象层根据业务种类抽象出不同的业务接口，将属于同一业务种类的不同传感器统一业务接口，所述接口适配层根据接口抽象层调用相应传感器的驱动，实现具体接口的适配。
5.根据权利要求4所述的基于分布式架构虚拟总线技术的业务控
6.用于实现权利要求1所述的基于分布式架构虚拟总线技术的业务控制系统的架构方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的架构方法，其特征在于，所述传感器需要根据机型进行接线配置，所述接线配置流程如下：
...【技术特征摘要】
1.基于分布式架构虚拟总线技术的业务控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于分布式架构虚拟总线技术的业务控制系统，其特征在于：所述虚拟总线通过在硬件pcb板上定义了一根虚拟通信通道，该虚拟通信通道支持不同的数据传输协议，不同的数据传输协议在硬件层面与硬件pcb板上不同的插针接口对应，在软件层面与不同的传感器驱动代码相关联，驱动各类传感器工作。
3.根据权利要求2所述的基于分布式架构虚拟总线技术的业务控制系统，其特征在于：所述虚拟通信通道上配置有流量控制策略，通过流量控制策略控制不同传感器经虚拟总线传输数据的速率和流量。
4.根据权利要求1所述的基于分布式架构虚拟总线技术的业务控制系统，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙怡，许志瑜，刘爽，闵济海，
申请(专利权)人：南京天创电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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