申请/专利权人：北京理工大学

申请日：2023-01-12

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN116112310B

主分类号：H04L12/40

分类号：H04L12/40;H04L67/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2023.05.30#实质审查的生效;2023.05.12#公开

摘要：本发明涉及一种基于串口通信和总线通信的机器人通信架构及通信方法，属于机器人控制协议体系技术领域，具体为一种基于Json数据格式的串口通信和CAN总线通信的串联式机械臂通信架构。本通信架构利用ROS系统下的node独立节点和ESP32中并行线程实现，在实现通信的同时不影响上位机ROS系统和驱动器主要功能的运行。在ROS架构下编写node作为客户端绑定通信服务函数，受到服务函数激发则自动执行，ROS的并行架构使得通信节点与主任务节点并行运行，不受影响。在电机驱动器中，ESP32设定并行线程，电机的主任务线程和CAN通信线程并行运行。

主权项：1.一种基于串口通信和CAN总线通信的机器人通信架构，其特征在于该通信架构包括Master通信控制器、ROS系统、若干个电机驱动器、CAN总线和串口数据线；所述的Master通信控制器包括CAN通信模块A和串口通信模块A；所述的ROS系统包括主任务模块B和串口通信模块B所述的电机驱动器包括CAN通信模块C和任务模块C；所述的Master通信控制器的CAN通信模块A通过CAN总线与电机驱动器的CAN通信模块C连接，并进行信息交互；所述的Master通信控制器的串口通信模块A通过串口数据线与ROS系统的串口通信模块B相连接，利用Json数据结构进行串联通信；所述的ROS系统的串口通信模块B与Master的串口通信模块A进行通信；所述的电机驱动器的CAN通信模块C与Master通信控制器的CAN通信模块A进行通信交互；所述的Master通信控制器由ESP32单片机实现，Master通信控制器的CAN通信模块A与电机驱动器的CAN通信模块C利用CAN通信技术进行信息交互；在ROS系统中，有多个节点分别为一系列运行程序，每个独立处理子任务，两个节点之间通过Topic话题订阅和Service请求实现数据传输，为实现ROS和ESP32的通信，编写独立Node不断编码和解码Serial输出和输入数据，并且采用Service的请求应答机制，与ROS其余节点进行通信，在ROS端使用Cjson库对数据进行编译和解码；对Master通信控制器的ESP32单片机进行双核处理，在0核中分出独立线程，有串口通信线程和CAN通信线程，在串口线程中不断循环对从ROS系统串口输入的数据进行Json解码，再将其余线程的全局数据进行Json编码通过串口输出至ROS系统，在CAN通信线程，利用CAN通信接收和发送电机驱动器的数据和指令，在ESP32端，在Arduino框架下进行编程，利用ArduinoJson库对数据进行编译和解码。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京理工大学 一种基于串口通信和总线通信的机器人通信架构及通信方法

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