CN102528808A - 基于多网络融合的面向物联网的机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于多网络融合的面向物联网的机器人，具有机器人核心控制装置、复合网络通讯模块以及硬件数据采集模块，其中：机器人核心控制装置通过复合网络通讯模块与多重复合网络进行网络通讯，机器人核心控制装置通过自身的输入输出通讯接口与硬件数据采集模块进行通讯连接；所述数据采集模块包括物联网事物数据采集接口、智能家电通讯网络接入模块以及智能家居通讯网络接入模块；物联网事物数据采集接口为能够接识别物联网事物的数字化信息识别接口。本发明基于物联网技术，把人与所有物品通过物联技术链接在一起，实现智能化识别和管理，人类的生活也因此变得更加便捷；家用智能型服务机器人未来将会更广泛的进入人类的生活。
Description
技术领域
发明涉及一种智能服务机器人技术领域，具体涉及一种基于多网络融合的面向物联网的机器人。
背景技术
家用智能型服务机器人随着时代的发展已逐渐走入人们的家庭生活，其功能也随着技术的进步而变得更加丰富；服务机器人也逐渐趋于高智能化，其对于事物的处理能力也大大增加。在人们的生活中也发挥了多方面的作用，如教育、娱乐、安防、家政等等。随着互联网的发展，机器人作为网络空间的一个组成元素，也即将发挥更重要的作用。
信息技术的发展催生了物联网的产生，物联网可以定义为“通过射频识别(RFID)、红外传感器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络”。智能服务机器人可以通过与自身安装的接口与物联网进行数据通信，以达到为人类提供更方便快捷的物联网生活体验。
智能网络家电的出现，为人类生活提供了更为方便的控制和更为安全的服务。虽然目前的智能家电网络还没有统一的通讯规范和网络拓扑结构，但在不久的将来，势必会出现统一的标准以适应物联网智能设备的通讯要求，那时机器人便可以不使用特定的控制智能家电的软硬件接口。与物联网相连的智能服务机器人与智能网络家电的结合将会带来一种全新的生活体验。
物联网的发展成为智能家居发展的催化剂，智能家居系统逐步朝着网络化、信息化、智能化方向发展，智能终端设备的产品也将逐步走向成熟，由于应用RFID无线射频识别设备，产品逐渐向着无线的方向发展，也从一定程度上降低了产品的成本，更容易推广和接受。智能服务型机器人与智能家居所提供的功能进行结合可以给人类提供更加现代化的家居设施操控手段，人们的生活会更加舒适。
智能机器人的发展趋势是网络化和智能化发展，在物联网推广的大潮下，随着智能家电网络和智能家居的推广和发展，智能机器人作为物联网与人进行交互服务的重要途径，可以给人们的生活和工作带来极大的方便和帮助。
目前，能够满足上述需求的面向物联网的机器人尚未见报道。
发明内容
针对目前尚未存在面向物联网的机器人的现状以及互联网的迅猛发展和物联网即将走进人们生活的趋势，本发明要解决的技术问题是提供一种能够作为物联网与人进行交互服务的重要途径的基于多网络融合的面向物联网的机器人。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明基于多网络融合的面向物联网的机器人具有机器人核心控制装置、复合网络通讯模块以及硬件数据采集模块，其中：机器人核心控制装置通过复合网络通讯模块与多重复合网络进行网络通讯，机器人核心控制装置通过自身的输入输出通讯接口与硬件数据采集模块进行通讯连接。
所述数据采集模块包括物联网事物数据采集接口、智能家电通讯网络接入模块以及智能家居通讯网络接入模块。
物联网事物数据采集接口为能够接识别物联网事物的数字化信息识别接口。
所述数字化信息识别接口为条形码扫描接口、二维码识别接口、RFID扫描接口以及指纹扫描接口。
所述智能家电通讯网络接入模块接收智能家电的数据信息，并输出控制信号至智能家电或智能家电控制部件；所述智能家电为具有控制处理模块的家用电器。
智能家居通讯网络接入模块接收智能安防系统的数据信息，并输出控制信号至智能安防系统或智能安防系统控制部件；所述智能安防系统为供水、供电、供气、防盗、防火或温湿度控制监测系统。
机器人核心控制装置内存有控制软件体系，该控制软件体系包括复合网络通讯软件、智能决策层软件、物联网事物数据采集分析软件、物联网公共服务通讯软件、智能家电控制软件以及智能家居控制软件，其中智能决策层软件为核心软件，对其他各软件进行调用和功能协调处理。
所述智能决策层软件的控制过程为：
对机器人核心控制装置、复合网络通讯模块以及硬件数据采集模块进行初始化处理，等待数据到达或控制命令到达机器人核心控制装置；
机器人核心控制装置接收数据，判断该数据是否为控制命令；
如果为控制命令，且不为关机命令，则对控制命令的优先级进行判断；
如果优先级最高，需要立即执行，则由智能分析决策软件协调其他相应软件进行功能调用，执行该命令；
判断命令队列是否为空，如为空，则返回等待数据到达或控制命令到达机器人核心控制装置步骤。
如果命令队列不为空，则转至对控制命令的优先级进行判断步骤。
如果优先级不是最高，不需要立即执行，则将该命令写入待执行命令队列，等当前执行的命令结束后再执行按队列顺序执行等待中的命令，接续由智能分析决策软件协调其他相应软件进行功能调用，执行该命令步骤。
如果该数据不是控制命令，则判断该数据是否能被立即处理；
如果能够立即处理，则根据数据类别，通过其他相应软件对该数据进行分析处理，提交给智能分析决策软件进行处理；
智能分析决策软件将处理结果交由其他相应软件进行保存、传输或发送控制命令至智能家电控制部件；
判断数据处理缓冲队列是否为空；
如果为空，则返回等待数据到达或控制命令到达机器人核心控制装置步骤。
如果数据处理缓冲队列不为空，则接续判断该数据是否能被立即处理步骤。
如果该数据不能被立即处理，则将该数据写入数据处理缓冲队列，等当前数据操作结束后再取出队列中的数据进行处理，接续则根据数据类别，通过其他相应软件对该数据进行分析处理，提交给智能分析决策软件进行处理步骤。
本发明具有以下有益效果及优点：
本发明基于物联网技术，把人与所有物品通过物联技术链接在一起，实现智能化识别和管理，人类的生活也因此变得更加便捷；家用智能型服务机器人未来将会更广泛的进入人类的生活，其作为物联网的节点和载体会给人们的生活增加更多的乐趣，具有多重符合网络功能的面向物联网应用的机器人势必会为人们的生活带来更大的便利。
附图说明
图1为智能服务型机器人硬件功能模块结构图；
图2为智能服务型机器人软件功能模块结构及内部数据流图；
图3为智能服务机器人控制软件流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明基于多网络融合的面向物联网的机器人具有机器人核心控制装置、复合网络通讯模块以及硬件数据采集模块，其中：机器人核心控制装置通过复合网络通讯模块与多重复合网络进行网络通讯，机器人核心控制装置通过自身的输入输出通讯接口与硬件数据采集模块进行通讯连接。
所述数据采集模块包括物联网事物数据采集接口、智能家电通讯网络接入模块以及智能家居通讯网络接入模块。物联网事物数据采集接口为能够接识别物联网事物的数字化信息识别接口，如条形码扫描接口、二维码识别接口、RFID扫描接口以及指纹扫描接口。
说所述智能家电通讯网络接入模块接收智能家电的数据信息，并输出控制信号至智能家电或智能家电控制部件(智能手持部件，如智能手机、PDA等手持设备)；所述智能家电为具有控制处理模块的家用电器。智能家居通讯网络接入模块接收智能安防系统的数据信息，并输出控制信号至智能安防系统或智能安防系统控制部件；所述智能安防系统为供水、供电、供气、防盗、防火或温湿度控制监测系统。
本发明中复合网络通讯模块通过机器人核心控制装置上的输入输出通讯接口为机器人核心控制装置与机器人外部的复合型网络设备提供通讯功能，例如无线网卡、3G数据模块，蓝牙通讯模块，ZigBee网络适配器模块等网络硬件来使机器人在硬件上连接到网络(这些模块可以分别独立方式以自身的接口比如USB接口直接连接于机器人核心控制装置，也可以通过通用输入输出总线方式从接口板连接到机器人核心控制装置，如CPCI总线方式连接)；
所述机器人核心控制装置通过其自身所带有的输入输出通讯接口与机器人的各个硬件功能模块进行数据通讯，核心控制装置即带有中央处理器(CPU)以及输入输出控制的嵌入式计算机主板。机器人核心控制装置中所运行的物联网机器人控制程序是机器人行为控制数据采集分析，逻辑，信号处理决策的软件。
所述物联网事物数据采集接口从物联网事物获取数据，通过机器人核心控制装置的输入输出通讯接口与机器人核心控制装置进行数据通讯，例如条形码扫描接口、RFID扫描接口、数字识别扫描接口指纹扫描接口等硬件来使机器人在可以直接识别某些物联网事物(这些模块也可以分别独立方式以自身的接口直接连接于机器人核心控制装置，也可以通过通用输入输出总线方式从接口板连接到机器人核心控制装置)；所述智能家电通讯网络接入硬件模块与智能家用电器服务网络的兼容接入设备进行连接，通过机器人核心控制装置的输入输出通讯接口与机器人核心控制装置进行数据通讯，将机器人接入智能家电网络，例如与家电行业所制订的通讯标准相兼容的家电网络通讯硬件模块来接入智能家电网络，以实现机器人与智能家电之间的交互和操作(该模块也以独立方式以自身的接口直接连接于机器人核心控制装置，也可以通过通用输入输出总线方式从接口板连接到机器人核心控制装置)；所述智能家居通讯网络接入硬件模块从与智能家居传感器网络接驳的硬件通讯设备或感知器获取数据，通过机器人核心控制装置的输入输出通讯接口与机器人核心控制装置进行数据通讯，将机器人接入智能家居网络，使机器人可以通过智能家居网络进行安防监控，家居数据搜集、整理和报告，以及执行无人值守的操作(该模块同样可以以独立方式以自身的接口直接连接于机器人核心控制装置，也可以通过通用输入输出总线方式从接口板连接到机器人核心控制装置)。
如图2所示，机器人核心控制装置内存有控制软件体系，该控制软件体系包括复合网络通讯软件、智能决策层软件、物联网事物数据采集分析软件、物联网公共服务通讯软件、智能家电控制软件以及智能家居控制软件，其中智能决策层软件为核心软件，对其他各软件进行调用和功能协调处理。
如图3所示，所述智能决策层软件的控制过程为：
对机器人核心控制装置、复合网络通讯模块以及硬件数据采集模块进行初始化处理，等待数据到达或控制命令到达机器人核心控制装置；
机器人核心控制装置接收数据，判断该数据是否为控制命令；
如果为控制命令，且不为关机命令，则对控制命令的优先级进行判断；
如果优先级最高，需要立即执行，则由智能分析决策软件协调其他相应软件进行功能调用，执行该命令；
判断命令队列是否为空，如为空，则返回等待数据到达或控制命令到达机器人核心控制装置步骤；
如果命令队列不为空，则转至对控制命令的优先级进行判断步骤；
如果优先级不是最高，不需要立即执行，则将该命令写入待执行命令队列，等当前执行的命令结束后再执行按队列顺序执行等待中的命令，接续由智能分析决策软件协调其他相应软件进行功能调用，执行该命令步骤；
如果该数据不是控制命令，则判断该数据是否能被立即处理；
如果能够立即处理，则根据数据类别，通过其他相应软件对该数据进行分析处理，提交给智能分析决策软件进行处理；
智能分析决策软件将处理结果交由其他相应软件进行保存、传输或发送控制命令至智能家电控制部件(智能手持部件)；
判断数据处理缓冲队列是否为空；
如果为空，则返回等待数据到达或控制命令到达机器人核心控制装置步骤；
如果数据处理缓冲队列不为空，则接续判断该数据是否能被立即处理步骤；
如果该数据不能被立即处理，则将该数据写入数据处理缓冲队列，等当前数据操作结束后再取出队列中的数据进行处理，接续则根据数据类别，通过其他相应软件对该数据进行分析处理，提交给智能分析决策软件进行处理步骤。
实例1：机器人在进行洗衣之类的家务事物处理时，接到从智能控制端(比如智能手机、PDA等)发来的订票出行的指令后，机器人通过复合网络通讯模块接到这个命令，交由智能分析决策软件判断，如果买票事件从优先级角度高于家务事物处理，那么就会暂停家务事物的处理，优先处理订票工作，此时，机器人连接至公共互联网的订票系统，通过该系统提供的数据访问接口来订票，并将订票结果通过复合网络通讯模块反馈给智能控制端。
实例2：由智能家居的安防系统的传感器发出警报，提交给智能家居网络服务器，再由机器人端定时向智能家居网络服务器查询数据信息，一旦发现报警状态，针对报警的不同类型会做出相应的处理。比如，火警发生后，机器人探测到火警状态警报后，首先将会向智能控制端(比如智能手机、PDA等)发出火警警报信息，然后通过智能家居通讯网络接入模块，切断供水、供气、和供电，向相关人员发送火警报警短信并启动应急警报。
实例3：机器人在做家务的时候，发现家中的用具或食物存贮量不足，可以通过复合网络通讯模块连接到物联网，并对相应物品进行自动采购(自动采购机制可由人来自行定义)。购物前，智能分析决策软件对于购置的物品进行统计，生成订单，订单生成后，通过复合网络通讯模块(比如3G网络或者WIFI无线网络)向智能控制端发送，经由用户修改确认后，通过复合网络通讯模块将数据发回给机器人端，机器人根据返回的采购列表进行物联网采购。
Claims (13)
1.一种基于多网络融合的面向物联网的机器人，其特征在于：具有机器人核心控制装置、复合网络通讯模块以及硬件数据采集模块，其中：机器人核心控制装置通过复合网络通讯模块与多重复合网络进行网络通讯，机器人核心控制装置通过自身的输入输出通讯接口与硬件数据采集模块进行通讯连接。
2.按权利要求1所述的基于多网络融合的面向物联网的机器人，其特征在于：所述数据采集模块包括物联网事物数据采集接口、智能家电通讯网络接入模块以及智能家居通讯网络接入模块。
3.按权利要求2所述的基于多网络融合的面向物联网的机器人，其特征在于：物联网事物数据采集接口为能够接识别物联网事物的数字化信息识别接口。
4.按权利要求3所述的基于多网络融合的面向物联网的机器人，其特征在于：所述数字化信息识别接口为条形码扫描接口、二维码识别接口、RFID扫描接口以及指纹扫描接口。
5.按权利要求2所述的基于多网络融合的面向物联网的机器人，其特征在于：所述智能家电通讯网络接入模块接收智能家电的数据信息，并输出控制信号至智能家电或智能家电控制部件；所述智能家电为具有控制处理模块的家用电器。
6.按权利要求2所述的基于多网络融合的面向物联网的机器人，其特征在于：智能家居通讯网络接入模块接收智能安防系统的数据信息，并输出控制信号至智能安防系统或智能安防系统控制部件；所述智能安防系统为供水、供电、供气、防盗、防火或温湿度控制监测系统。
7.按权利要求1所述的基于多网络融合的面向物联网的机器人，其特征在于：机器人核心控制装置内存有控制软件体系，该控制软件体系包括复合网络通讯软件、智能决策层软件、物联网事物数据采集分析软件、物联网公共服务通讯软件、智能家电控制软件以及智能家居控制软件，其中智能决策层软件为核心软件，对其他各软件进行调用和功能协调处理。
8.按权利要求7所述的基于多网络融合的面向物联网的机器人，其特征在于：所述智能决策层软件的控制过程为：
对机器人核心控制装置、复合网络通讯模块以及硬件数据采集模块进行初始化处理，等待数据到达或控制命令到达机器人核心控制装置；
机器人核心控制装置接收数据，判断该数据是否为控制命令；
如果为控制命令，且不为关机命令，则对控制命令的优先级进行判断；
如果优先级最高，需要立即执行，则由智能分析决策软件协调其他相应软件进行功能调用，执行该命令；
判断命令队列是否为空，如为空，则返回等待数据到达或控制命令到达机器人核心控制装置步骤。
9.按权利要求8所述的基于多网络融合的面向物联网的机器人，其特征在于：如果命令队列不为空，则转至对控制命令的优先级进行判断步骤。
10.按权利要求8所述的基于多网络融合的面向物联网的机器人，其特征在于：如果优先级不是最高，不需要立即执行，则将该命令写入待执行命令队列，等当前执行的命令结束后再执行按队列顺序执行等待中的命令，接续由智能分析决策软件协调其他相应软件进行功能调用，执行该命令步骤。
11.按权利要求8所述的基于多网络融合的面向物联网的机器人，其特征在于：
如果该数据不是控制命令，则判断该数据是否能被立即处理；
如果能够立即处理，则根据数据类别，通过其他相应软件对该数据进行分析处理，提交给智能分析决策软件进行处理；
智能分析决策软件将处理结果交由其他相应软件进行保存、传输或发送控制命令至智能家电控制部件；
判断数据处理缓冲队列是否为空；
如果为空，则返回等待数据到达或控制命令到达机器人核心控制装置步骤。
12.按权利要求11所述的基于多网络融合的面向物联网的机器人，其特征在于：如果数据处理缓冲队列不为空，则接续判断该数据是否能被立即处理步骤。
13.按权利要求11所述的基于多网络融合的面向物联网的机器人，其特征在于：如果该数据不能被立即处理，则将该数据写入数据处理缓冲队列，等当前数据操作结束后再取出队列中的数据进行处理，接续则根据数据类别，通过其他相应软件对该数据进行分析处理，提交给智能分析决策软件进行处理步骤。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |