[发明专利]一种基于FPGA芯片为备用系统的巡检机器人控制设备及方法

说明书

本发明涉及巡检机器人控制技术领域，尤其涉及一种基于FPGA芯片为备用系统的巡检机器人控制设备及方法，其中设备包括上位机、AM4379核心板、主控制系统、备用控制系统、电机驱动器和看门狗复位芯片；所述上位机和AM4379核心板交互通讯，所述AM4379核心板分别和所述主控制系统、所述备用控制系统交互通讯，所述主控制系统和所述备用控制系统交互通讯，所述电机驱动器分别和所述主控制系统、所述备用控制系统交互通讯，所述电机驱动器用于接收所述主控制系统或备用控制系统的指令驱动电机；所述备用控制系统通过所述看门狗复位芯片控制所述主控制系统，本发明使用FPGA芯片作为备用控制系统，可在主控制系统的芯片发生失效时作为备用，使巡检机器人维持基本功能运作。

技术领域

本发明涉及巡检机器人控制技术领域，尤其涉及一种基于FPGA芯片为备用系统的巡检机器人控制设备及方法。

背景技术

高压线巡检机器人由于工作环境存在电磁干扰严重的问题，使得主控制芯片有时会在干扰作用下程序运行发生错误，严重时，可能会导致机器人不能正常工作。现有技术中，虽然会有芯片内部或者外部看门狗可以在程序发生错误时对该主控制芯片进行强制复位，但可能会由于干扰过强而导致复位后继续发生错误，或者说该错误不能由强制复位进行纠正，这时巡检机器人就处于失控状态，不仅无法继续作业而且也无法控制返回，这是就只能依靠外在人力将其拖回，因此增加了人力成本和危险。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于FPGA芯片为备用系统的巡检机器人控制设备及方法，使用FPGA芯片作为备用控制系统，可以在主控制系统的芯片发生失效时紧急作为备用，使得巡检机器人可以维持基本功能运作。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于FPGA芯片为备用系统的巡检机器人控制设备，包括上位机、AM4379核心板、主控制系统、备用控制系统、电机驱动器和看门狗复位芯片，所述主控制系统包括STM32芯片，所述备用控制系统包括FPGA芯片；

所述上位机和所述AM4379核心板交互通讯，所述上位机用于发送指令到所述AM4379核心板；

所述AM4379核心板分别和所述主控制系统、所述备用控制系统交互通讯，所述AM4379核心板用于判断所述主控制系统是否正常运行，再将接收到的指令发送至所述主控制系统或所述备用控制系统；

所述主控制系统和所述备用控制系统交互通讯，所述电机驱动器分别和所述主控制系统、所述备用控制系统交互通讯，所述电机驱动器用于接收所述主控制系统或备用控制系统的指令驱动电机；

所述备用控制系统通过所述看门狗复位芯片控制所述主控制系统，所述看门狗复位芯片用于在所述主控制系统发生程序错误或死机时，复位所述主控制系统；当所述主控制系统无法复位时，强制关闭所述主控制系统。

优选的，所述AM4379核心板分别和所述主控制系统、所述备用控制系统交互通讯，具体为：

所述AM4379核心板通过隔离CAN收发器分别和所述STM32芯片、FPGA芯片交互通讯；

其中，所述隔离CAN收发器的型号为TDH541SCANH。

优选的，所述主控制系统和所述备用控制系统交互通讯，具体为：

所述STM32芯片通过第一数字隔离器和所述FPGA芯片交互通讯；

其中，所述第一数字隔离器的型号为ADUM141D08RZ。

优选的，所述备用控制系统通过所述看门狗复位芯片控制所述主控制系统，具体为：

所述FPGA芯片的控制引脚电连接光耦隔离器，所述光耦隔离器与所述看门狗复位芯片的强制复位引脚电连接，所述看门狗复位芯片与所述STM32芯片的RST引脚电连接，所述STM32芯片与所述看门狗复位芯片的WDI引脚电连接；