[发明专利]一种用于多机器人的分布式数据采集系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及多机器人通信领域，具体涉及一种用于多机器人的分布式数据采集系统及方法。

背景技术

数据采集，是指从传感器单元测得电量或非电量信号送至上位机进行分析、处理等过程。数据采集网络是结合现有的测试平台的软硬件产品实现灵活的用户自定义的测量系统。数据采集网络的任务是将多种异质传感器的数据进行处理并得出特定的数据结果。在当前工业生产中，为节约人力成本及提高生产质量，自动化产线通常配备多机器人以通过协同工作完成生产工序。多路异质传感器可采集多机器人现场工作参数并对其进行实时监测，以便观察者针对多机器人的操作工况及时做出合理安排，避免意外状况发生。因此多机器人数据的实时采集及稳定获取在自动化产线故障检测中是必不可少的一环。

传统的数据采集系统，大多是一对一的串口通信或总线通信(例如RS232、RS485、CAN总线)采集系统，即采集的所有信号需通过数据采集单元上传至对应的PC机上，这样的数据采集系统造成串口或总线通道无法扩充，传感器挂载数量受到限制且数据采集实时性不高、抗干扰能力不强等问题；同时多机器人的位置相对分散，传输距离过长势必造成通信质量不佳、数据采集不稳定等问题；异质传感器的分类数据采集及信号处理也为数据的实时性造成很大障碍；另外，一对一的PC采集系统在一定程度上造成资源的浪费，增加不必要的生产成本。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，有必要发明一种用于多机器人工况检测、性能可靠、实时性强且可以无限扩展的异质多传感器分布式数据采集网络来解决现阶段多机器人数据采集系统面临的诸多问题。

为达上述及其它目的，本发明提出一种用于多机器人的分布式数据采集系统，包括远程PC机单元、无限扩展网关单元、数据采集单元、传感器节点单元；

传感器节点单元，根据测得电量或非电量信号，获取至少一个机器人实时工作数据信息，实时上传至上一数据采集单元；

数据采集单元，用于接收传感器节点单元获取的数据信息，对数据信息实时分析处理并上传至上一单元；

无限扩展网关单元，获取经数据采集单元分析处理后的实时数据信息，实时、高速、独立透传至远程PC机单元；

远程PC机单元，用于实时监控传感器节点单元获取的数据信息，根据分析传感器节点单元的数据信息及时做出调整方案。

进一步地，所述数据采集单元还用于根据上位机发送的数据指令，指导底层传感器网络完成数据采集及相应的执行指令；

所述无限扩展网关单元还用于获取上位机发送的数据指令，实时、高速、独立透传至下一数据采集单元。

进一步地，所述系统还包括：

上位机软件模块，用于实时透传上位机及传感器节点单元、数据采集单元的数据信息及预警发布，用于管理人员获取远程设备的实时监控及数据信息；

供电系统模块，用于对传感器节点单元和数据采集单元供电。

进一步地，所述传感器节点单元包含至少三个传感器节点；

相应地，所述传感器节点采用分布式分布和树形拓扑结构；

所述传感器节点用高速百兆以太网交换机无限扩展。

进一步地，所述系统包含至少一个数据采集单元，分布式分布。

进一步地，所述数据采集单元包括一个微处理器STM32F103C8T6、一个以太网芯片ENC28J60、一个高速以太网接口及三个USART异步串行通信接口；

STM32F103C8T6通过SPI与ENC28J60进行通信，STM32F103C8T6自带三个USART异步串行通信接口获取底层传感器网络的数据并通过SPI送至网络芯片ENC28J60对数据进行处理，STM32F103C8T6与以太网接口连接，实时传送处理后的数据信息。

进一步地，所述数据采集单元有固定且唯一的MAC地址及IP地址；

相应地，所述数据采集单元用高速百兆以太网交换机无限扩展。

为达到上述目的，本发明还提供一种用于多机器人的分布式数据采集的方法，所述方法包括如下步骤：

S1，根据测得电量或非电量信号，获取至少一个机器人实时工作数据信息，实时上传至上一数据采集单元；

S2，接收传感器节点单元获取的数据信息，对数据信息实时分析处理并上传至上一单元；

S3，获取经数据采集单元分析处理后的实时数据信息，实时、高速、独立透传至远程PC机单元；

S4，实时监控传感器节点单元获取的数据信息，根据分析传感器节点单元的数据信息及时做出调整方案。