[发明专利]基于机器人感知系统的分布式控制通信总线及机器人

权利要求书

1.一种基于移动机器人感知与控制系统的通信神经网络系统，其特征在于，包括：

至少两组数据总线，通过数据帧在时间片内传输节点设备的待发数据，所述时间片为数据总线传输一个数据帧所需的持续时间；

仲裁总线，通过仲裁帧在所述时间片内的仲裁时隙中传输节点设备的多进制符号串，一个时间片内包含的所述仲裁时隙数量不少于所述数据总线的数量，所述多进制符号串的多进制符号由多电平表示，所述多电平包括由多个门限分隔的不同电压幅值状态；

所述节点设备包括起中枢神经作用的主脑、起中继作用的神经元和处于网络终端的传感器，所述神经元包括接口控制模块，所述接口控制模块与所述仲裁总线和所述数据总线相连，所述节点设备用于输出所述节点设备的仲裁帧和数据帧，所述传感器能感知机器人在外界受到的刺激并采集相关数据，还可以在接收到控制指令时做出响应动作，所述神经元还包括总线控制模块、缓存模块和内部总线，可以管理一定数量的传感器，扩展所述总线系统的覆盖范围；

当所述节点设备有数据需要上传时，所述节点设备中的所述接口控制模块在一个时间片内的每个仲裁时隙中反复向仲裁总线发送多进制符号串，所述接口控制模块中的仲裁控制模块将所述多进制符号串的多进制符号与仲裁总线上的电压逐个进行比较，若所述多进制符号的优先级高于所述仲裁总线上的电压优先级则发送成功，所述多进制符号被输出至所述仲裁总线，若所述多进制符号的优先级低于所述仲裁总线上的电压优先级则停止发送，所述仲裁模块在本时隙内停止剩余多进制符号的竞争，在第一个仲裁时隙成功发送完整仲裁帧的节点设备，在下一个时间片的开始将待发数据发送至其中一组数据总线，并停止发送后续的多进制符号串，在第二个仲裁时隙成功发送完整仲裁帧的节点设备，在下一个时间片的开始将待发数据发送至另一组数据总线。

2.如权利要求1所述的基于移动机器人感知与控制系统的通信神经网络系统，其特征在于，所述仲裁帧的多进制符号串包括数据量标识符，所述数据量标识符用于表示待发数据的数据量，所述待发数据较多的多进制符号电压幅值高于待发数据较少的多进制符号电压幅值，在所有节点设备中，主脑所发出的多进制符号具有最高优先级，当所述节点设备没有成功发送多进制符号串，则将所述待发数据进行缓存。

3.如权利要求1所述的基于移动机器人感知与控制系统的通信神经网络系统，其特征在于，所述神经元还包括若干传感接口，所述传感接口用于将节点设备与所述神经元的所述内部总线连接，所述内部总线包括与仲裁总线和数据总线功能结构相同的子仲裁总线和子数据总线，所述神经元还包括总线控制模块，所述总线控制模块分别与所述神经元内部的缓存模块和所述内部总线相连；

当所述节点设备有数据需要上传时，所述节点设备中的所述接口控制模块在一个时间片内的每个仲裁时隙中反复向所述神经元的子仲裁总线发送多进制符号串，所述接口控制模块中的仲裁控制模块将所述多进制符号串的多进制符号与所述子仲裁总线上的电压进行比较，若所述多进制符号的优先级高于所述子仲裁总线上的电压优先级则发送成功，所述多进制符号被输出至所述子仲裁总线，若所述多进制符号的优先级低于所述仲裁总线上的电压优先级则停止发送，所述仲裁模块在本时隙内停止剩余多进制符号的竞争，在第一个仲裁时隙成功发送完整仲裁帧的节点设备，在下一个时间片的开始将待发数据发送至其中一组子数据总线，并停止发送后续的多进制符号串，在第二个仲裁时隙成功发送完整仲裁帧的节点设备，在下一个时间片的开始将待发数据发送至另一组子数据总线；

所述总线控制模块从所述子数据总线接收到的数据帧被暂存于缓存模块，然后由所述神经元的接口控制模块作为待传数据上传。

4.如权利要求1或者权利要求3所述的基于移动机器人感知与控制系统的通信神经网络系统，其特征在于所述缓存模块存在对数据帧进行重新组装的功能，保证单个待发送数据帧利用率达到最大。