[发明专利]一种模块化的伺服驱动器软件框架及其设计方法

说明书

本发明公开了一种模块化的伺服驱动器软件框架及其设计方法，其中框架包括：通信模块，硬件模块负责完成驱动配置，虚拟模块负责协议帧的封装与解析；指令模块，硬件模块负责从通信模块处装载指令数据，虚拟模块负责使控制指令参与到系统环路运算中；控制器虚拟模块负责控制率的计算；传感器模块，硬件模块负责配置传感器的驱动，获取传感器数据并做预处理，虚拟模块用于负责从传感器硬件模块中获取数据；设备模块，虚拟模块负责获取控制率，硬件模块负责根据其硬件地址，将设备虚拟模块的控制率传输给实际设备。本发明基于5种基本模块，可根据实际需求搭配系统构建机制，能够适应不同环境不同结构设备的需求，可广泛应用于伺服控制系统技术领域。

技术领域

本发明涉及伺服控制系统技术领域，尤其涉及一种模块化的伺服驱动器软件框架及其设计方法。

背景技术

万物互联是如今科技发展的潮流，它是实时操作系统、实时通信和实时控制优化算法等多种基础性技术的交叉点。面对多样化的设备，以往各自制定嵌入式实现框架的方案会大大限制了万物互联的进程。同时随着现代工业的不断发展，越来越多的社会生产趋于集成化、自动化，工业互联网应运而生。而工业互联网的形成需要各种各样的标准。在高档数控机床和机器人领域中，要求在汽车、机械、电子轻工等工业化设备和医疗健康、家庭服务等服务机器人应用领域中促进设备标准化、模块化发展，而在新一代信息技术领域中，更是要求促进涉及到的相关工业软件的自主研发。

不同的工业生产中用到的工业设备自然不同，每一套工业设备都需要有专门的控制系统去实现其功能。而如此多不同的设备则需要搭建多种控制系统，这为系统开发者带来了麻烦，也给社会生产工业化进程带来了阻力。同时，随着一些工业生产线的规模日趋庞大与复杂(如多轴控制系统)，控制系统的底层嵌入式开发则会出现代码冗杂、重复利用率低、拓展性差、后期维护困难等问题。

发明内容

为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种模块化的伺服驱动器软件框架及其设计方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种模块化的伺服驱动器软件框架，包括5种基本模块：

通信模块，包括通信硬件模块和通信虚拟模块，所述通信硬件模块负责完成不同通信方式的驱动配置，实现透明传输；所述通信虚拟模块负责协议帧的封装与解析；

指令模块，包括指令硬件模块和指令虚拟模块，所述指令硬件模块负责利用指令装载机制从所述通信模块处装载指令数据；所述指令虚拟模块负责通过指令循环机制使控制指令参与到系统环路运算中；

控制器模块，包括控制器虚拟模块，所述控制器虚拟模块负责控制率的计算；

传感器模块，包括传感器硬件模块和传感器虚拟模块，所述传感器硬件模块负责配置不同传感器的驱动，获取传感器数据并做预处理；所述传感器虚拟模块用于负责根据所述传感器虚拟模块的硬件地址，从具有相同硬件地址的传感器硬件模块中获取数据；

设备模块，包括设备硬件模块和设备虚拟模块，所述设备虚拟模块负责获取控制器计算获得的控制率；所述设备硬件模块负责根据所述设备硬件模块的硬件地址，将具有相同硬件地址的设备虚拟模块的控制率传输给实际设备。

进一步，所述不同通信方式包括但不限于UART通信方式、CAN总线通信方式以及EtherCAT总线等通信方式；

所述协议帧的封装与解析，包括：

根据可拓展的协议帧格式封装需要发送的数据和解析接收到的协议帧；其中，所述协议帧格式包括但不限于地址、数据以及时间戳等内容。

进一步，根据可拓展的协议帧格式封装需要发送的数据和解析接收到的协议帧，包括：

对总线上的协议帧进行解密操作，解密后获得的协议帧包含驱动器地址和模块地址；