ESP904在ROV控制體系中的應用
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傳統的水下機器人內部數據通信系統是基于串行總線(xiàn)的通訊系統。但是， 隨著(zhù)近年來(lái)以太網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展， 特別是高速以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展， 極大地減少了數據在網(wǎng)絡(luò )傳輸上的延遲， 而工業(yè)以太網(wǎng)交換機能夠把控制網(wǎng)絡(luò )分成若干個(gè)相互獨立的沖突域， 故可避免不同沖突域之間的節點(diǎn)因競爭線(xiàn)路而發(fā)生碰撞， 從而提高了數據在網(wǎng)絡(luò )中傳輸的可靠性和穩定性。因此， 在工業(yè)控制中， 越來(lái)越多的傳統現場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )被工業(yè)以太網(wǎng)所代替， 并已發(fā)展成為一個(gè)技術(shù)趨勢。為此， 本文的HYSUB130 -4000 ROV (ROV， RemotelyOperated Vehicle) 系統在遙控水下機器人控制系統中也采用了光纖以太網(wǎng)通訊體系結構。
HYSUB130-4000 ROV系統除了較多的控制計算機接入到以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )體系中外， 還有很多嵌入式控制模塊， 這些模塊只能提供串口通訊模式。為了能將這些嵌入式控制模塊接入到遙控水下機器人的以太網(wǎng)控制系統中， 本系統在開(kāi)發(fā)過(guò)程中采用了以太網(wǎng)串口服務(wù)器ESP904， 它的串口轉以太網(wǎng)性能可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。
HYSUB130-4000ROV系統的以太網(wǎng)控制體系如圖2所示。
圖2 ROV系統的以太網(wǎng)控制體系
本系統中的甲板控制計算機和ROV本體控制計算機是ROV控制系統里的主控制計算機， 是ROV系統的大腦和“指揮中心”， 其他計算機用于輔助管理視頻、導航數據、切換控制等操作。
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由于遙控水下機器人控制系統的慣性較大，其控制周期接近于秒級， 因此， 通過(guò)實(shí)踐證明，以太網(wǎng)數據傳輸能夠很好的滿(mǎn)足遙控水下機器人控制體系的控制性能， 而且可以通過(guò)交換機擴展以太網(wǎng)串口服務(wù)器， 同時(shí)在理論上還可以擴展任意多串口設備， 因而可以使更多設備通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通訊， 并為設備的擴展提供了更大的接口空間。
除此之外， HYSUB130-4000ROV系統還采用了ESP904以太網(wǎng)串口服務(wù)器來(lái)將眾多嵌入式控制模塊接入以太網(wǎng)。甲板串口服務(wù)器ESP904連接ROV本體遠程控制模塊、駕駛員操縱桿控制模塊、7功能機械手操縱桿控制模塊和電源分配單元控制模塊， 它們通過(guò)RS-485總線(xiàn)連接到ESP904服務(wù)器的串行端口。水下ROV本體串口服務(wù)器ESP904連接CTD傳感器、遠程I/O控制模塊、采樣藍控制模塊和工具閥箱控制模塊， 它們分別根據需要通過(guò)RS-232或者RS-485總線(xiàn)連接到ESP904的串行端口上， 這樣就可以使以太網(wǎng)控制系統中的任何一臺計算機都通過(guò)以太網(wǎng)像訪(fǎng)問(wèn)真正的串口設備一樣去訪(fǎng)問(wèn)分別連接到ESP904串口服務(wù)器上的設備。
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