一种一体式可编程设备的协同工作方法及系统与流程

1.本发明涉及设备编程技术领域，尤其涉及一种一体式可编程设备的协同工作方法及系统。


背景技术：

2.经检索，中国专利号cn101859291b公开了一种多单片机协同工作方法及多单片机协同工作系统，该发明虽然解决了多单片机阵列的协同工作的应用技术障碍，但可操控性弱，性能低下，功能单调；目前市面上大多数的可编程设备仅仅是对低性能的单片机的编程，这类单片机一般都没有自身的操作系统，没有屏幕，没有文件系统；自身仅能存储一个固定的用户程序，所能提供的功能也比较有限，只能简单驱动一些传感器、电机和舵机等等，难以满足用户对机器视觉等计算量大功能的需求；因此，发明出一种一体式可编程设备的协同工作方法及系统变得尤为重要；
3.现有的可编程设备大多数的针对是对低性能的单片机的进行编程，但由于其提供的功能也比较有限，因此，存在可操控性弱、性能低下和功能单调的问题；为此，我们提出一种一体式可编程设备的协同工作方法及系统。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种一体式可编程设备的协同工作方法及系统。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种一体式可编程设备的协同工作方法，该协同工作具体步骤如下：
7.步骤一：将一体式可编程设备开机，此时主设备和从设备同时通电并开启；
8.步骤二：主设备通过串口连接从设备，且遵循预定义的数据通信协议进行通讯，并不断以一定频率给从设备发送心跳包，若能一直收到从设备的回包，则代表主从设备间连接正常，否则，代表连接异常；
9.步骤三：主设备将存储在其中的用户代码通过串口下发到从设备上，下发完毕后发送一条重启指令，从设备收到重启指令后进行重启，重启后立即运行刚刚下发的用户代码；
10.步骤四：若从设备运行的用户代码中有开启主设备功能的代码，则从设备会通过串口向主设备发送功能指令码数据包，并一直监听主设备返回的运行结果数据包；若用户代码中有使用主设备返回数据的代码，则从设备就从内存结果集中读取最新的结果数据并解析使用；若用户代码中有使用外部设备的代码，则从设备直接驱动外部设备工作；
11.步骤五：主设备收到功能指令码后开启对应功能，并将产生的结果数据通过串口不间断的发送到从设备；
12.步骤六、从设备收到结果数据后，则缓存在内存结果集中。
13.进一步地，步骤一所述主设备拥有一个图形化操作系统和专用应用软件，所述图
形化操作系统包括但不限于安卓系统。
14.进一步地，所述专用应用软件需要开机自启动，其包含但不限于可操作性强的用户界面，且集成有对计算性能要求高的功能，所述功能包括但不限于人脸识别、颜色识别和图像分类；所述专用应用软件用于用户编辑代码并保存到主设备上，或把主设备连接上电脑，在电脑上编辑完代码后保存到主设备；所述专用应用软件可查找到所有存储在主设备上的用户代码文件，并且可以通过串口下发任意用户代码文件到从设备上。
15.进一步地，步骤一所述主设备和从设备均外接外部设备，所述主设备的外部设备包括但不限于摄像头、麦克风和屏幕；所述从设备的外部设备包括但不限于电机、舵机、led灯以及各类传感器，且所述从设备上包含一套固件，所述固件用于检测设备对应存储位置是否有用户代码文件，若检测结果为有，则立即执行用户代码文件。
16.进一步地，步骤二所述数据通信协议包括主设备发送给从设备的指令数据定义以及从设备给主设备发送的指令数据包定义；所述主设备发送给从设备的指令数据定义包括但不限于心跳检测包、从设备重启指令包、指定功能计算结果集数据包和用户代码下发数据包；所述从设备给主设备发送的指令数据包定义包括但不限于心跳回包、开启指定功能指令包和用户代码下发成功回包。
17.进一步地，步骤二所述心跳包发送频率的发送间隔在200毫秒到500毫秒之间左右。
18.进一步地，步骤三所述用户代码的来源是通过数据线连接到电脑，从电脑上传输并存储在主设备的存储介质中的，或是直接在主设备特定应用上直接编辑后，存储在主设备的存储介质中的。
19.进一步地，步骤六中所述内存结果集仅存储最新的一条从主设备上发送过来的功能运行结果，所述功能运行结果是传输过来的原始数据，并不会在收到后立即进行解析，而是在需要使用这个数据时才进行解析。
20.一种一体式可编程设备的协同工作系统，包括主设备和从设备；
21.所述主设备和从设备通过串口进行通讯，互相交换指令和数据；
22.所述主设备用于运行图形化的应用程序以及运行一些计算量大的功能；
23.所述从设备用于让用户自由使用例如电机、舵机、led灯以及各类传感器，并且可以通过执行用户代码来驱动这些设备。
24.相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
25.本技术提出的一种一体式可编程设备的协同工作方法及系统，通过搭配使用主从设备，可以同时发挥主设备的高计算性能特点和从设备的底层可编程特点，组合而成的一体式可编程设备具有高可用性，操作便捷，可自主编程、性能高和功能多样等特点。
附图说明
26.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
27.图1为本发明提出的一种一体式可编程设备的协同工作方法的整体流程图；
28.图2为本发明提出的一种一体式可编程设备的协同工作方法的工作流程示意图；
29.图3为本发明提出的一种一体式可编程设备的协同工作系统的整体示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.参照图1与图3，本实施例公开了一种一体式可编程设备的协同工作方法，该协同工作具体步骤如下：
33.步骤一：将一体式可编程设备开机，此时主设备和从设备同时通电并开启；
34.具体的，该主设备拥有一个图形化操作系统和专用应用软件，且该图形化操作系统包括但不限于安卓系统；
35.具体的，该专用应用软件需要开机自启动，其包含但不限于可操作性强的用户界面，且集成有对计算性能要求高的功能，其功能包括但不限于人脸识别、颜色识别和图像分类；该专用应用软件用于用户编辑代码并保存到主设备上，或把主设备连接上电脑，在电脑上编辑完代码后保存到主设备；且该专用应用软件可查找到所有存储在主设备上的用户代码文件，并且可以通过串口下发任意用户代码文件到从设备上；
36.具体的，该主设备和从设备均外接外部设备，主设备的外部设备包括但不限于摄像头、麦克风和屏幕；该从设备的外部设备包括但不限于电机、舵机、led灯以及各类传感器，且从设备上包含一套固件，固件用于检测设备对应存储位置是否有用户代码文件，若检测结果为有，则立即执行用户代码文件。
37.步骤二：主设备通过串口连接从设备，且遵循预定义的数据通信协议进行通讯，并不断以一定频率给从设备发送心跳包，若能一直收到从设备的回包，则代表主从设备间连接正常，否则，代表连接异常；
38.具体的，该数据通信协议包括主设备发送给从设备的指令数据定义以及从设备给主设备发送的指令数据包定义；该主设备发送给从设备的指令数据定义包括但不限于心跳检测包、从设备重启指令包、指定功能计算结果集数据包和用户代码下发数据包；该从设备给主设备发送的指令数据包定义包括但不限于心跳回包、开启指定功能指令包和用户代码下发成功回包。
39.具体的，该心跳包发送频率的发送间隔在200毫秒到500毫秒之间左右。
40.步骤三：主设备将存储在其中的用户代码通过串口下发到从设备上，下发完毕后发送一条重启指令，从设备收到重启指令后进行重启，重启后立即运行刚刚下发的用户代码；
41.具体的，该用户代码的来源是通过数据线连接到电脑，从电脑上传输并存储在主设备的存储介质中的，或是直接在主设备特定应用上直接编辑后，存储在主设备的存储介质中的。
42.步骤四：若从设备运行的用户代码中有开启主设备功能的代码，则从设备会通过串口向主设备发送功能指令码数据包，并一直监听主设备返回的运行结果数据包；若用户代码中有使用主设备返回数据的代码，则从设备就从内存结果集中读取最新的结果数据并
解析使用；若用户代码中有使用外部设备的代码，则从设备直接驱动外部设备工作；
43.步骤五：主设备收到功能指令码后开启对应功能，并将产生的结果数据通过串口不间断的发送到从设备；
44.步骤六、从设备收到结果数据后，则缓存在内存结果集中。
45.具体的，该内存结果集仅存储最新的一条从主设备上发送过来的功能运行结果，功能运行结果是传输过来的原始数据，并不会在收到后立即进行解析，而是在需要使用这个数据时才进行解析。
46.参照图2，本实施例将从一个份实际的用户代码出发，详细描述本技术提出的一体式可编程设备的协同工作方法的整个过程，其步骤如下：
47.首先，用户下载一份用户代码文件到可编程设备中，这个用户代码的逻辑是：代码开始运行时，先设置一个预设颜色值，打开颜色识别功能，然后进入一个无线循环逻辑，不断获取当前摄像头视野中的对应色块的位置；并且进行判断，如果色块的位置在摄像头画面偏左，可编程设备原地向左移动；反之如果偏右，设备原地向右旋转；实现可编程设备时刻盯着对应颜色块的功能；
48.然后，用户选择这个下载好的程序，点击运行，用户代码文件从主设备通过串口发送到从设备，从设备立即重启运行代码；接着，从设备运行设置预设颜色值，打开颜色识别功能代码后，就通过串口向主设备发送开启颜色识别功能指令；
49.之后，主设备收到指令后，打开摄像头，开始运行颜色识别功能，并把识别到的颜色块在摄像头图像中的坐标位置通过串口不停发送到从设备；然后，从设备把接收到的颜色坐标存储在内存中，当从设备运行到获取摄像头视野中对应颜色块的位置代码后，从设备从内存中读取最新获取到的颜色位置信息；最后，从设备根据写好的判断逻辑，驱动电机正转或者反转，完成转向跟踪色块的动作。
50.参照图3，本实施例公开了一种一体式可编程设备的协同工作系统，包括主设备和从设备；
51.主设备和从设备通过串口进行通讯，互相交换指令和数据；
52.具体的，主设备用于运行图形化的应用程序以及进行高强度的计算任务；从设备用于运行用户编写的用户代码，并通过执行用户代码来驱动外部设备工作。
53.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。