[发明专利]一种用于自主潜水器的探测载荷设备的管理系统及方法

说明书

本发明涉及一种用于自主潜水器的探测载荷设备的管理系统及方法，包括低功耗主控制器通过串行通讯接口与探测设备进行连接，进行全双工串行通讯，采集设备的串口数据，并且通过CAN总线与自动驾驶单元进行数据交换，根据自动驾驶单元的命令对探测设备进行控制；低功耗主控制器通过网络接口连接上位机，与上位机进行通讯。本发明功耗低，开发周期短，程序更新方便，功能更丰富，相比51、AVR等嵌入式芯片，STM32系列外围电路更丰富，接口更多，并且可配置性更强，数据采集、处理、保存、上传无需外加接口扩展电路或使用嵌入式计算机进行处理，本发明提及单元完全可以很好地完成以上处理，并且无需复杂外围电路支撑。

技术领域

本发明涉及水下机器人探测领域，具体地说是一种用于自主潜水器的探测载荷设备的管理系统及方法。

背景技术

随着人类对海洋世界的开发越来越深入，深海潜水器作为海洋开发的主要工具，已成为各国的研究重点。

针对国家海洋探测内容与实现目标多元化的发展趋势，尤其是AUV(AutonomousUnderwater Vehicle)挂载的探测设备种类多样，数量繁多。系统的小型化和低功耗是必然的趋势，针对现有微处理器单元功耗较高、对不同外设的兼容性不强、设计研发周期长、可扩展接口能力弱、系统处理资源有限等缺点，需要逐步替换使用功能完善接口丰富的新型架构的小型管理单元。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于自主潜水器的探测载荷设备的管理系统及方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种用于自主潜水器的探测载荷设备的管理系统，包括

低功耗主控制器通过串行通讯接口与探测设备进行连接，进行全双工串行通讯，采集设备的串口数据，并且通过CAN总线与自动驾驶单元进行数据交换，根据自动驾驶单元的命令对探测设备进行控制；低功耗主控制器通过网络接口连接上位机，与上位机进行通讯。

所述低功耗主控制器通过光耦隔离，使用通用IO接口管理探测设备，对设备进行供电。

所述探测设备包括多参数水质仪、甲烷传感器、磁力仪和温盐深仪，且所述探测设备最多为六路。

所述低功耗主控制器通过SDIO接口连接存储卡，通过嵌入FatFs文件系统，对存储卡进行管理。

低功耗主控制器与上位机之间通过TCP/IP协议进行通讯。

所述低功耗主控制器为基于Cotex-M4架构的STM32F4低功耗芯片，采用uC/OS-III实时操作系统。

一种用于自主潜水器的探测载荷设备的管理方法，包括以下步骤：

步骤1：探测数据通过串口实时回传，系统通过串口空闲中断判断探测数据是否传输完成，如果是，则执行步骤2，否则等待中断响应；

步骤2：通过配置串口DMA，将探测数据从外设搬运至内存地址，并将探测数据发送至各处理任务；

步骤3：使用时间片轮转调度方法对任务进行管理，对探测数据进行实时处理和存储。

当全部任务完成后，通过激活TCP客户端任务，将存储的探测数据通过网络上传至上位机。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.功耗低，在24V供电情况下功耗不到2W，供电可选18-36V宽范围。

2.开发周期短，程序更新方便，只需通过SWD接口即可完成程序更新下载。

3.功能更丰富，相比51、AVR等嵌入式芯片，STM32系列外围电路更丰富，接口更多，并且可配置性更强。