如何設(shè)計和實現(xiàn)基于UART的機器人分布式控制通信協(xié)議概述

　　為了實現(xiàn)機器人應(yīng)用系統(tǒng)的協(xié)調(diào)問題，實現(xiàn)多個控制模塊之間的通信，現(xiàn)設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于UART的機器人分布式控制通信協(xié)議。硬件上采用RS-485型電氣接口，分析了控制網(wǎng)絡(luò)的信息模型，實現(xiàn)了令牌環(huán)控制現(xiàn)場總線的實時信息調(diào)度算法設(shè)計，通信協(xié)議采用令牌環(huán)原理調(diào)度每一個控制模塊，從而實現(xiàn)基于UART的無主機分布式現(xiàn)場控制。

　　機器人智能化程度越來越高，那么對機器人控制應(yīng)用復雜性也相應(yīng)需要提高。每豐富一個功能，就需添加一個由微控制器連接相應(yīng)的傳感器、執(zhí)行器等組成的模塊來實現(xiàn)。機器人的功能越豐富，機器人控制系統(tǒng)的微控制模塊就越多，因此以UART 組成的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的分布式控制系統(tǒng)在機器人控制中取得了廣泛的應(yīng)用。通過UART 總線實現(xiàn)系統(tǒng)中多個控制模塊的互聯(lián)，它們之間進行信息交換，然而這些信息的傳送有時間要求，在此現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中對信息傳送實時性有關(guān)鍵性影響的是控制模塊訪問控制協(xié)議，即信息調(diào)度算法。另外，由于每一個控制模塊的CPU 字長不同，通信方式有多種，為了能夠?qū)崿F(xiàn)通信，需要采用一種通用的通信方式，而每一個微控制器都有的通信方式是UART。但僅靠微控制器自帶電平的UART 接口傳輸距離較近，且只能實現(xiàn)主機、從機之間的通信，不能實現(xiàn)任意兩個設(shè)備之間的通信，不完全符合現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)控制模塊之間的要求。

　　為實現(xiàn)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)功能，需要設(shè)計一套通信協(xié)議，實現(xiàn)機器人分布式控制通信。硬件上采用RS-485型電氣接口，提高通信距離，用于機器人復雜應(yīng)用的控制模塊之間通信。