本实用新型涉及水下无人潜水器(ROV)技术领域，尤其涉及一种用于水下无人潜水器的分布式管理和调试系统。
背景技术：
现有的水下无人潜水器(Remotely Operated underwater Vehicle，ROV)包括许多功能模块，其结构复杂，对控制精度、可靠性和稳定性都有很高的要求。
当前的设计方案中，多采用单处理器单元对ROV进行管理和调试，由单处理器同时处理通讯任务、控制任务、电源管理任务、传感器数据采集任务、视频采集任务、传输任务等。然而单处理器单元存在可靠性偏低、实时响应速度慢、调试困难等问题。如果使用性能很高的单处理器加实时操作系统方案，则存在开发和应用成本偏高的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于水下无人潜水器的分布式管理和调试系统，以实现对水下无人潜水器的分布式管理和分布式调试，提高系统的实时性和可靠性，降低成本。
为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种用于水下无人潜水器的分布式管理和调试系统，包括设置在水下无人潜水器中的多个处理器和CAN总线，多个所述处理器分别与所述水下无人潜水器中的多个执行单元相对应，每个所述处理器用于控制相应的所述执行单元进行工作，多个所述处理器之间通过所述CAN总线进行数据交互，并且通过所述CAN总线对相应的所述执行单元进行控制。
优选地，所述处理器通过实时操作系统与所述CAN总线进行数据交互，以及对相应的所述执行单元进行控制。
优选地，所述分布式管理和调试系统还包括岸上设备，所述岸上设备中设置有调试监控单元，所述调试监控单元用于向各个所述处理器发送调试数据，并用于实时监控各个所述处理器与所述CAN总线进行数据交互时的数据包。
优选地，所述岸上设备与所述水下无人潜水器之间通过以太网进行信息交互。
优选地，所述调试监控单元包括遥控器、显示器和计算机，所述遥控器用于向所述CAN总线发送遥控操作指令，并接受所述CAN总线反馈的各个所述执行单元的状态数据，所述计算机用于进行数据处理，所述显示器用于显示调试及监控情况。
优选地，所述执行单元中具有复位装置，所述复位装置用于接收来自于相应的处理器的复位信号，并执行复位操作。
优选地，所述水下无人潜水器包括推进器单元、姿态控制单元、通讯管理单元、摄像头管理单元和电源管理单元，还包括分别与所述推进器单元、所述姿态控制单元、所述通讯管理单元、所述摄像头管理单元和所述电源管理单元相对应的第一处理器、第二处理器、第三处理器、第四处理器和第五处理器；
所述第一处理器用于通过所述CAN总线向所述推进器单元发送推进器操作指令，并接受所述推进器单元反馈的状态数据；
所述第二处理器用于通过所述CAN总线向所述姿态控制单元发送姿态控制操作指令，并接受所述姿态控制单元反馈的状态数据；
所述第三处理器用于通过所述CAN总线向所述通讯管理单元发送通讯操作指令，并接受所述通讯单元反馈的状态数据；
所述第四处理器用于通过所述CAN总线向所述摄像头管理单元发送云台操作指令，并接受所述摄像头管理单元反馈的状态数据；
所述第五处理器用于通过所述CAN总线向所述电源管理单元发送电源管理操作指令，并接受所述电源管理单元反馈的状态数据。
本实用新型通过引入CAN总线技术，并结合实时操作系统，把单处理器处理所有任务的模式更改为多处理器协同管理多个任务的模式，各个处理器通过CAN总线进行数据交互，实现对ROV各个执行单元的分布式管理和分布式调试功能，具有可靠性高、实时性强、调试方便、抗干扰能力强、成本低等优点。
附图说明
图1为本实用新型所提供的分布式管理和调试系统的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
本实用新型提供了一种用于水下无人潜水器的分布式管理和调试系统，如图1所示，该系统包括设置在水下无人潜水器中的多个处理器和CAN(控制器局域网，Controller Area Network)总线，多个处理器分别与水下无人潜水器中的多个执行单元相对应，每个处理器用于控制相应的执行单元进行工作，多个处理器之间通过CAN总线进行数据交互，并且通过CAN总线对相应的执行单元进行控制。
这里的处理器可以是CPU。本实用新型把单处理器处理所有任务的模式更改为多处理器协同管理多个任务的模式，各个处理器通过CAN总线进行数据交互，实现对ROV各个执行单元的分布式管理和分布式调试功能。
本实用新型中使用的CAN总线具有实时性强、可靠性强(支持错误处理、检测机制)、传输距离远、抗电磁干扰能力强、成本低的优点，有利于提升系统的实时性和可靠性。由于多个处理器各自处理的任务、功能相对单一，因此对性能要求降低、可以采用价格低廉的处理器芯片。同理，由于功能简单，各个执行单元的开发成本和硬件成本也大大降低。
同样，由于各个处理器的处理任务单一，各个执行单元的负载减轻，功能也相应简化，使得响应速度加快。
优选地，处理器通过实时操作系统(Real-Time Operating System，RTOS)与CAN总线进行数据交互，以及对相应的执行单元进行控制。
本实用新型通过引入RTOS操作系统，使得系统的响应时间更短，在分布式管理和调试过程中，能够解决响应速度的问题。
优选地，所述分布式管理和调试系统还包括岸上设备，所述岸上设备中设置有调试监控单元，所述调试监控单元用于向各个所述处理器发送调试数据，并用于实时监控各个所述处理器与所述CAN总线进行数据交互时的数据包。由于分布式管理调试系统的各个处理器通过CAN总线进行交互，因此只需要监控CAN总线的数据包，即可实现对整个系统的功能监控。在调试过程中，也可以通过向CAN总线发送调试数据，实现对各个执行单元的同时调试，使用非常便利。
此外，由于各个执行单元由各自的处理器进行管理。因此，一旦某个执行单元出现故障，不影响系统其它功能，避免单处理器系统一旦处理器故障，则系统瘫痪的问题。
优选地，所述岸上设备与所述水下无人潜水器之间通过以太网进行信息交互。在所述岸上设备中，所述调试监控单元包括遥控器、显示器和计算机，所述遥控器用于向所述CAN总线发送遥控操作指令，并接受所述CAN总线反馈的各个所述执行单元的状态数据，所述计算机用于进行数据处理，所述显示器用于显示调试及监控情况。
进一步地，执行单元中具有复位装置，所述复位装置用于接收来自于相应的处理器的复位信号，并执行复位操作。在本实用新型中，处理器通过对各个执行单元的复位装置进行控制，即可实现硬件复位重启、软件复位和开关电源重启等功能，及时修复系统故障。
做为本实用新型的一种具体实施例，水下无人潜水器包括的执行单元主要有：推进器单元、姿态控制单元、通讯管理单元、摄像头管理单元和电源管理单元，还包括分别与推进器单元、姿态控制单元、通讯管理单元、摄像头管理单元和电源管理单元相对应的第一处理器、第二处理器、第三处理器、第四处理器和第五处理器；其中：
第一处理器用于通过CAN总线向推进器单元发送推进器操作指令，并接受推进器单元反馈的状态数据；
第二处理器用于通过CAN总线向姿态控制单元发送姿态控制操作指令，并接受姿态控制单元反馈的状态数据；
第三处理器用于通过CAN总线向通讯管理单元发送通讯操作指令，并接受通讯单元反馈的状态数据；
所述第四处理器用于通过所述CAN总线向所述摄像头管理单元发送云台操作等指令，并接受所述摄像头管理单元反馈的状态数据；
第五处理器用于通过CAN总线向电源管理单元发送电源管理操作指令，并接受电源管理单元反馈的状态数据。
具体地，在本实用新型的ROV设计中，推进器单元、姿态控制单元、通讯管理单元、摄像头管理单元和电源管理单元等分别由不同的CPU进行管理，各个CPU通过CAN总线进行数据交互，各个CPU及执行单元只负责单一的功能。实际应用中，对应于推进器单元的CPU只负责接收转数指令和发送推进器状态；对应于姿态控制单元的CPU只负责姿态控制，实际的执行由推进器实现；对应于通讯单元的CPU只负责通讯数据转发；对应于电源管理单元的CPU只负责电源的管理。
调试过程中，通过专业的CAN转换器或者CAN转TCP设备，监控推进器单元、姿态控制单元、通讯管理单元、摄像头管理单元、电源管理单元等的数据包，查看各个单元的当前状态。此外，还可以通过调试软件，发送调试数据包，实现对各个单元的功能控制。本实用新型通过各个执行单元的细化分工和通讯协调，在实际应用中具有良好的效果。
相应地，基于上述分布式管理和调试系统的分布式管理和调试方法包括以下步骤：
多个处理器之间通过CAN总线进行数据交互；
每个处理器通过CAN总线控制相应的执行单元进行工作。
本实用新型把单处理器处理所有任务的模式更改为多处理器协同管理多个任务的模式，各个处理器通过CAN总线进行数据交互，实现对ROV各个执行单元的分布式管理和分布式调试功能。CAN总线具有实时性强、可靠性强(支持错误处理、检测机制)、传输距离远、抗电磁干扰能力强、成本低的优点，有利于提升系统的实时性和可靠性。
优选地，处理器1通过实时操作系统(RTOS)与CAN总线进行数据交互，以及对相应的执行单元进行控制。本实用新型通过引入RTOS操作系统，使得系统的响应时间更短，在分布式管理和调试过程中，能够解决响应速度的问题。
优选地，所述分布式管理和调试系统还包括岸上设备，所述岸上设备中设置有调试监控单元，所述分布式管理和调试方法还包括：
所述调试监控单元向各个所述处理器发送调试数据，并实时监控各个所述处理器与所述CAN总线进行数据交互时的数据包。
由于各个处理器通过CAN总线进行交互，因此只需要监控CAN总线的数据包，即可实现对整个系统的功能监控。在调试过程中，也可以通过向CAN总线发送调试数据，实现对各个执行单元的同时调试，使用非常便利。此外，由于各个执行单元由各自的处理器进行管理。因此，一旦某个执行单元出现故障，不影响系统其它功能，避免单处理器系统一旦处理器故障，则系统瘫痪的问题。
综上所述，本实用新型所提供的分布式管理和调试系统和方法具有可靠性高、实时性强、调试方便、抗干扰能力强、成本低等优点。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。