。例如PWM分配器連接在輸出信號(hào)通道上,信號(hào)從微控制器連接至電機(jī)驅(qū)動(dòng)器;串口分配器包括輸入緩沖器和輸出分配器,用于確保三個(gè)微控制器都在同時(shí)控制的情況下,把真正使用的數(shù)據(jù)進(jìn)行正常輸入和輸出,避免信號(hào)碰撞;絕對(duì)式編碼器分配器、增量式編碼器分配器分別用于傳輸方向和速度信號(hào)。
[0041]SRAM作為存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和共享,如圖4所示,SRAM具有三個(gè)指定的存儲(chǔ)區(qū)間,分別用于為I號(hào)、2號(hào)、3號(hào)微控制器提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和共享。根據(jù)需要,這些數(shù)據(jù)包括車體角度、車體速度、驅(qū)動(dòng)溫度、電池電壓、電機(jī)電流等。
[0042]進(jìn)一步地,本方案還可具有與三個(gè)微控制器相連的人機(jī)界面,如果其中任一微控制器的數(shù)據(jù)與另外兩個(gè)微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的差異超過(guò)預(yù)定閥值,還將該任一微控制器復(fù)位,并通過(guò)串口將數(shù)據(jù)傳給人機(jī)界面的主控并在面板進(jìn)行顯示。人機(jī)界面的控制面板可設(shè)在車把手或其他位置,該面板上設(shè)置了藍(lán)牙接口,可用于與手機(jī)和PC等進(jìn)行智能化交互。當(dāng)控制器出現(xiàn)異常時(shí),可通過(guò)RS232協(xié)議將出錯(cuò)報(bào)告寫入人機(jī)界面內(nèi)置的FLASH并在面板進(jìn)行顯示。人機(jī)界面的可觸控部分通過(guò)現(xiàn)有的TFT模塊進(jìn)行驅(qū)動(dòng)顯示,該模塊中有一個(gè)微控制器,可以對(duì)外圍的一些信息和設(shè)備(例如手機(jī))通信,并將最后的結(jié)構(gòu)信息傳遞給TFT模塊上面進(jìn)行顯示,顯示的內(nèi)容比如開(kāi)關(guān)機(jī)按鈕,音樂(lè)播放,速度方面的性能顯示,用戶定制的一些菜單等等,車子各方面的操作均變?yōu)榭梢暬?,能給用戶帶來(lái)很多互動(dòng)的體驗(yàn)。
[0043]本發(fā)明的載人平衡車使用了三個(gè)微控制器,利用無(wú)主機(jī)方式通過(guò)一個(gè)SRAM進(jìn)行數(shù)據(jù)共享、互相監(jiān)控和評(píng)判、控制權(quán)搶奪和修復(fù)功能,有效避免或減少了因某一微控制器異常而帶來(lái)的控制失誤,顯著提高了平衡車的安全性能和用戶的使用體驗(yàn)。
[0044]為了更加直觀地說(shuō)明本發(fā)明以上載人平衡機(jī)控制方法和控制系統(tǒng)的安全控制效果,如圖5所示,在同種環(huán)境下,三個(gè)微控制器的工作狀態(tài)有表中所列的8種可能,序號(hào)從
1-8,某一微控制器狀態(tài)正常時(shí)標(biāo)識(shí)為0,異常時(shí)標(biāo)識(shí)為I。
[0045]第I和第8種情況即極端情況下,所有微控制器全都正?;蛉脊收?。
[0046]第2、3、5情況下,一個(gè)微控制器發(fā)生故障,但是該微控制器復(fù)位后其他控制器仍然能夠控制載人平衡車正常工作。
[0047]第3、6、7情況下,由于兩個(gè)微控制器發(fā)生故障,因此載人平衡機(jī)整體異常二無(wú)法正常工作。
[0048]可見(jiàn),8種情況下,第1、2、3、5 (即全都微控制器正常和其中一個(gè)微控制器故障)能保證系統(tǒng)的安全使用,如果以上各情況發(fā)生的紀(jì)機(jī)率等,表明載人平衡車的可靠性達(dá)到了二分一,考慮到實(shí)際使用中兩個(gè)以上微控制器故障的幾率非常小,因此本發(fā)明載人平衡車的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于二分之一。
[0049]進(jìn)一步地,本發(fā)明載人平衡車具有GPS定位功能,同時(shí)具有移動(dòng)通信模塊,可通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將位置信息傳輸給用戶,實(shí)現(xiàn)定位跟蹤防盜功能,進(jìn)一步提高安全性,避免車輛被盜。
[0050]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種載人平衡車控制方法,其特征在于,包括以下步驟: A:載人平衡車的三個(gè)微控制器分別接收傳感器采集的數(shù)據(jù),并進(jìn)行數(shù)據(jù)共享; B:判斷各微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的偏差; C:如果其中任一微控制器的數(shù)據(jù)與另外兩個(gè)微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的差異超過(guò)預(yù)定閥值,則在另外兩個(gè)微控制器中選擇一個(gè),將載人平衡車輸入和輸出信號(hào)通道切換或保持至該選擇的微控制器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟A中,數(shù)據(jù)共享的具體方法為;在同步時(shí)鐘信號(hào)的控制下,每個(gè)所述微控制器定時(shí)將數(shù)據(jù)寫入指定的空間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述步驟B中,判斷各微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的偏差的方法為:每個(gè)所述微控制器同時(shí)將數(shù)據(jù)寫入指定的空間后,讀取其他微控制器采集的數(shù)據(jù),并判斷各微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的偏差。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述步驟C中,如果其中任一微控制器的數(shù)據(jù)與另外兩個(gè)微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的差異超過(guò)預(yù)定閥值,還將該任一微控制器復(fù)位,并通過(guò)串口將數(shù)據(jù)傳給人機(jī)界面的主控。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述步驟C中:如果三個(gè)微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的差異都超過(guò)預(yù)定閥值,則輸出異常信號(hào)。6.一種載人平衡車,其特征在于,包括傳感器、驅(qū)動(dòng)電路、存儲(chǔ)器和三個(gè)微控制器,所述三個(gè)微控制器連接所述傳感器和驅(qū)動(dòng)電路,所述三個(gè)微控制器還連接所述存儲(chǔ)器; 所述三個(gè)微控制器分別用于接收傳感器采集的數(shù)據(jù),并在所述存儲(chǔ)器中進(jìn)行數(shù)據(jù)共 所述微控制器中的至少一個(gè)用于判斷各微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的偏差,如果其中任一微控制器的數(shù)據(jù)與另外兩個(gè)微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的差異超過(guò)預(yù)定閥值,則在另外兩個(gè)微控制器中選擇一個(gè),將與所述傳感器相連的輸入信號(hào)通道和與所述驅(qū)動(dòng)電路相連的輸出信號(hào)通道切換或保持至該選擇的微控制器。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的載人平衡車,其特征在于,還包括相連的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器和分頻器,用于將為所述三個(gè)微控制器提供時(shí)鐘信號(hào),使其在同步時(shí)鐘信號(hào)的控制下,定時(shí)將數(shù)據(jù)寫入所述存儲(chǔ)器中指定的空間。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的載人平衡車,其特征在于,還包括緩沖器或分配器,連接在所述微控制器與所述傳感器相連的輸入信號(hào)通道上,以及與所述驅(qū)動(dòng)電路相連的輸出信號(hào)通道上。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的載人平衡車,其特征在于,所述三個(gè)微控制器中,一個(gè)通過(guò)I2C協(xié)議讀取三軸數(shù)字加速度計(jì)、三軸數(shù)字陀螺儀的數(shù)據(jù),一個(gè)通過(guò)SPI協(xié)議讀取六軸慣性傳感器的數(shù)據(jù),另一個(gè)通過(guò)ADC單元讀取單軸模擬加速度計(jì)和單軸模擬陀螺儀的數(shù)據(jù)。10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項(xiàng)所述的載人平衡車,其特征在于,還包括與所述三個(gè)微控制器相連的人機(jī)界面,如果其中任一微控制器的數(shù)據(jù)與另外兩個(gè)微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的差異超過(guò)預(yù)定閥值,還將該任一微控制器復(fù)位,并通過(guò)串口將數(shù)據(jù)傳給人機(jī)界面的主控并在面板進(jìn)行顯示。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種載人平衡車控制方法及一種載人平衡車,方法包括以下步驟:A:載人平衡車的三個(gè)微控制器分別接收傳感器采集的數(shù)據(jù),并進(jìn)行數(shù)據(jù)共享;B:判斷各微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的偏差;C:如果其中任一微控制器的數(shù)據(jù)與另外兩個(gè)微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的差異超過(guò)預(yù)定閥值,則在另外兩個(gè)微控制器中選擇一個(gè),將載人平衡車輸入和輸出信號(hào)通道切換或保持至該選擇的微控制器。本發(fā)明通過(guò)三個(gè)微控制器的評(píng)判和控制權(quán)搶奪,有效避免或減少了因某一微控制器異常而帶來(lái)的控制失誤,顯著提高了平衡車的安全性能和用戶的使用體驗(yàn)。
【IPC分類】G05B19/04
【公開(kāi)號(hào)】CN104991477
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510440074
【發(fā)明人】周承仙, 蔡健力, 陶希平, 林輝
【申請(qǐng)人】廈門理工學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年7月24日