实用新型内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题,本申请提供一种教育机器人编程系统。
根据本申请实施例的第一方面,提供一种教育机器人编程系统,包括教育机器人终端、教学平台服务器和编程客户端;
所述教育机器人终端包括机器人主体、控制器和第一通讯器;
所述控制器和所述第一通讯器均设置在所述机器人主体上,且所述控制器与所述第一通讯器信号连接;
所述控制器还与所述机器人主体上的待控制器件相连;
所述第一通讯器和所述编程客户端分别与教学平台服务器通讯连接;
所述编程客户端将编写的程序发送给所述教学平台服务器;
所述教学平台服务器将所述程序通过所述第一通讯器发送给所述控制器,以使所述控制器根据所述程序控制所述待控制器件中的目标器件执行相应的动作。
进一步地,上述所述的教育机器人编程系统中,所述编程客户端包括实物化编程模块、图形化编程模块和文本语言编程模块中的至少一种。
进一步地,上述所述的教育机器人编程系统中,所述教育机器人终端还包括标识码;
所述标识码存储有所述教育机器人终端的身份标识,且所述标识码设置在所述机器人主体上;
所述编程客户端通过所述标识码获取所述身份标识,以与所述教育机器人终端进行绑定。
进一步地,上述所述的教育机器人编程系统中,所述教育机器人终端还包括存储器;
所述存储器与所述控制器信号连接;
所述身份标识还存储在所述存储器内。
进一步地,上述所述的教育机器人编程系统中,所述教育机器人终端还包括第二通讯器;
所述第二通讯器与所述控制器信号连接;
所述第二通讯器还与所述编程客户端通讯连接;
所述编程客户端通过所述第二通讯器获取所述身份标识,以与所述教育机器人终端进行绑定。
进一步地,上述所述的教育机器人编程系统中,所述第二通讯器包括近场通讯模块、蓝牙模块、红外模块和无线保真WiFi模块中的至少一种。
进一步地,上述所述的教育机器人编程系统中,所述编程客户端与所述教学平台服务器之间的通讯协议以及所述第一通讯器与所述教学平台服务器之间的通讯协议均包括帧头、命令码、数据和帧尾。
进一步地,上述所述的教育机器人编程系统中,所述第一通讯器包括通用分组无线服务技术GPRS模块和/或基于蜂窝的窄带物联网NB-IoT模块。
进一步地,上述所述的教育机器人编程系统中,还包括采集设备;
所述采集设备与所述编程客户端相连;
所述采集设备将采集的用户身份信息发送给所述编程客户端;
所述编程客户端将所述用户身份信息发送给所述教学服务器。
进一步地,上述所述的教育机器人编程系统中,所述采集设备包括指纹传感器和/或摄像机。
本申请的教育机器人编程系统,通过在教育机器人终端上设置第一通讯器,使得控制器通过第一通讯器与教学平台服务器之间按照预设的通讯协议传输通讯协议数据,以及,编程客户端与教学平台服务器之间均按照预设的通讯协议传输通讯协议数据,实现了控制器与教学平台服务器之间的数据交互以及编程客户端与教学平台服务器之间的数据交互。采用本申请的技术方案,能够使编程客户端编写的程序通过服务器传输至教育机器人终端,降低了成本,方便了用户操作,且能够将用户的使用数据得到反馈,实现远程升级维护,使用户得到更好的服务,提高了教育机器人的教学效率、质量、实用性。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1为本申请的教育机器人编程系统实施例一的结构示意图,如图1所示,本实施例的教育机器人编程系统可以包括教育机器人终端10、教学平台服务器11和编程客户端12。其中,教育机器人终端10包括机器人主体101、控制器102和第一通讯器103;控制器102和第一通讯器103均设置在机器人主体101上,且控制器102与第一通讯器103信号连接;控制器102还与机器人主体101上的待控制器102件相连;第一通讯器103和编程客户端12分别与教学平台服务器11通讯连接。用户可以根据自己的需求,利用编程客户端12编写教育机器人终端10所使用的程序,并将编写的程序发送给教学平台服务器11,教学平台服务器11将程序通过第一通讯器103发送给控制器102,以使控制器102根据程序控制待控制器102件中的目标器件执行相应的动作,并生成回应数据,通过第一通讯器103回传给教学平台服务器11。例如,第一通讯器103可以包括通用分组无线服务技术(General Packet RadioService,GPRS)通讯模块和/或基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet ofThings,NB-IoT)模块,以提高通信效率、实时性。本实施例中,在配置第一通讯器103时可以按照下述操作进行:控制器102向第一通讯器103发送“握手指令”,控制器102检测是否得到正确回应信息,若未得到正确回应信息继续发送“握手指令”,当发送次数未达到第一预设阈值时,一直发送“握手指令”,当发送次数达到第一预设阈值时,生成数据报错或连接超时报告,并结束。其中,第一预设阈值可以设为20次。若得到正确回应信息,配置传输控制协议和网际协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,TCP/IP),并发送连接请求,以连接教学平台服务器11。控制器102检测是否成功连接教学平台服务器11。若未成功连接教学平台服务器11,继续发送连接请求,当发送次数未达到第二预设阈值时,一直发送连接请求,当发送次数达到第二预设阈值时,生成数据报错或连接超时报告,并结束。其中,第二预设阈值也可以设为20次。若成功连接教学平台服务器11,控制器102与教学服务器11之间即可完成数据交互。
同理,编程客户端12与教学平台服务器11之间建立通讯连接的方式也可以按照上述流程执行,在此不再赘述。
在一个具体实现过程中,通信协议是指双方设备完成通讯或者服务所必须遵循的规则和约定。通信协议定义了数据通信的使用格式,包含数据信息,接收对象,接收方式等,接收时序等。因此,本实施例中,控制器102通过第一通讯器103与教学平台服务器11之间可以按照预设的通讯协议进行通讯,以及,编程客户端12与教学平台服务器11之间均可以按照预设的通讯协议进行通讯,例如,该通信协议发送的通信协议数据可以包括但不限制于帧头、命令码、数据和帧尾。其中,帧头包括数据帧的起始字节,机器人终端的唯一身份标识(Identification,ID)、数据帧内的数据长度、数据包序号以及帧头校验码等。命令码包括请求的操作模式、可选择数据发送、更新请求和程序烧录等。数据为不定长数据,便于多种模式下的数据发送,也不会因固定数据位而造成数据位的浪费或短缺,更加灵活。帧尾为位数据校验。
图2为本申请的教育机器人编程系统通讯过程中进行数据发送的方法实施例的流程图,图3为本申请的教育机器人编程系统通讯过程中进行数据接收的方法实施例的流程图。
如图2所示,本实施例的教育机器人编程系统通讯过程中进行数据发送的方法可以包括以下步骤:
200、开始。
201、发送帧头。
202、检测是否收到第一错误反馈信号,若否,执行步骤203,若是,执行步骤208。
203、发送命令码。
204、检测是否收到第二错误反馈信号,若否,执行步骤205,若是,执行步骤208。
205、发送数据。
206、检测是否收到第三错误反馈信号,若否,执行步骤207,若是,执行步骤208。
207、发送帧尾。
208、结束。
如图3所示,本实施例的教育机器人编程系统通讯过程中进行数据接收的方法可以包括以下步骤:
300、开始。
301、接收帧头。
302、判断帧头校验是否成功,若是,执行步骤303,若否,执行步骤310。
303、接收命令码。
304、判断命令码校验是否成功,若是,执行步骤305,若否,执行步骤310。
305、接收数据。
306、判断数据校验是否成功,若是,执行步骤307,若否,执行步骤310。
307、接收帧尾。
308、判断帧尾校验是否成功,若是执行步骤309,若否,执行步骤310。
309、数据解析。
310、结束。
本实施例中,通过图2所示的数据接收流程和图3所示的数据发送流程,即可实现控制器102与教学平台服务器11之间的数据交互以及编程客户端12与教学平台服务器11之间的数据交互。用户在利用编程客户端12完成编程后,将编好的程序进行上传到教学平台服务器11,教学平台服务器11再将编号的程序下发至教育机器人终端10中的控制器102,从而使得控制器102根据编好的程序控制教育机器人终端10的执行机构执行相应的操作,该过程无需数据线或者是仿真器,降低了成本,方便用户操作。或者,用户针对教育机器人终端10进行使用过程中,控制器102可以通过执行机构的反馈信息获知教育机器人终端10的运行状态、是否发生故障等信息,并将这些信息通过第一通讯器103上传至教学平台服务器11,以使得教学平台服务器11能够获知用户使用教育机器人终端10的相关信息,并根据这些相关信息以及用户上传的程序针对性的制定升级维护策略,将这些相关信息发送给编程客户端12,以更好的为用户进行服务,实现远程升级维护,从而能够使得教育机器人的教学效率、质量、实用性得到提高。
本实施例的教育机器人编程系统,通过在教育机器人终端10上设置第一通讯器103,使得控制器10通过第一通讯器103与教学平台服务器11之间、编程客户端12与教学平台服务器11之间均按照预设的通讯协议传输通讯协议数据,实现了控制器102与教学平台服务器11之间的数据交互以及编程客户端12与教学平台服务器11之间的数据交互。采用本申请的技术方案,能够使编程客户端12编写的程序通过服务器传输至教育机器人终端10,降低了成本,方便了用户操作,且能够将用户的使用数据得到反馈,实现远程升级维护,使用户得到更好的服务,提高了教育机器人的教学效率、质量、实用性。
进一步地,上述实施例中,由于在使用编程客户端12进行程序编写时,往往需要用户对嵌入式系统、C语言等具有比较扎实的专业知识,这就往往造成用户无法快速的完成编程,尤其是对中小学生来说,编程显得更加困难。因此,本实施例中,编程客户端12可以包括实物化编程模块、图形化编程模块和文本语言编程模块中的至少一种。本实施例中,优选为编程客户端12可以包括实物化编程模块、图形化编程模块和文本语言编程模块。不同的用户可以根据实际情况,选取合适的编程模块,完成程序编写。
例如,对于计算机专业人员而言,其可以选取任一编程模块,对于中小学生而言,其优选为实物化编程模块或图形化编程模块,从而使得用户能够根据直观印象,完成编程,提高了编程效率。同时,用户可以利用实物化编程模块或图形化编程模块中的任意子模块进行组合,提高了用户的动手能力和想象能力,有助于用户开发思维。
图4为本申请的教育机器人编程系统实施例二的机构示意图,如图4所示,本实施例的教育机器人编程系统在图1所示实施例的基础上,进一步更加详细的对本申请的技术方案进行描述。
如图4所示,本实施例中,教育机器人终端10还可以包括标识码104,该标识码104存储有教育机器人终端10的ID,且该标识码104设置在机器人主体101上,编程客户端12可以通过标识码104获取教育机器人终端10的ID,以与教育机器人终端10进行绑定,这样在发送通讯协议数据时,帧头中可以携带教育机器人终端10的ID,以保证教育机器人终端10的安全性。例如,本实施例中的标识码104可以包括二维码、条形码等,用户可以利用编程客户端12中的扫描模块,对标识码104进行扫描,从而获取教育机器人终端10的ID。
如图4所示,本实施例中教育机器人终端10还可以包括存储器105和第二通讯器106,存储器105和第二通讯器106均与控制器102信号连接,第二通讯器106还与编程客户端12通讯连接。
在实际应用中,还可以将教育机器人终端10的ID存储在存储器105内,用户还可以利用编程客户端12通过第二通讯器106从存储器105内读取教育机器人终端10的ID。例如,用户可以利用编程客户端12向第二通讯器106发送读取教育机器人终端10的ID指令,控制器102从存储器105内读取教育机器人终端10的ID,并经第二通讯器106发送给编程客户端12,进而与教育机器人终端10进行绑定。其中,第二通讯器106包括近场通讯模块、蓝牙模块、红外模块和无线保真(Wireless-Fidelity,WiFi)模块中的至少一种。
在实际应用中,不同的用户均可以利用编程客户端12进行编程,以实现不同用户根据自己的需求控制教育机器人终端10,从而使得教育机器人终端10能够实现共享,但是,在进行共享的同时,可能会导致教育机器人终端10出现故障等现象,而无法获知出现故障前是由谁控制,因此,如图4所示,本实施例教育机器人编程系统还可以包括采集设备13,该采集设备13与编程客户端12相连,本实施例中,优选为将编程客户端12和采集设备13设置在同一终端中,如手机、电脑、平板等。每个用户在需要使用教育机器人时,需要输入自己的身份标识,采集设备13将采集的用户身份信息发送给编程客户端12,编程客户端12再将用户身份信息发送给服务器,以记录当前使用者的相关信息。例如,本实施例中的采集设备13包括指纹传感器和/或摄像机等。
另外,本实施例中,还可以预先对一些用户进行授权,例如,教学平台服务器11可以将授权用户身份信息进行存储,当教学平台服务器11接收到当前用户发送的当前用户身份信息后,会将当前用户身份信息后与存储的授权用户身份信息进行比对,当二者相匹配时,才可以将编程客户端12上传的程序下发至教育机器人终端10,当二者不匹配时,则不再将编程客户端12上传的程序下发至教育机器人终端10。另外,教育服务器还可以生成相应的报警信号,并发送给其它授权者所登录的编程客户端12,提高了教育机器人终端10的安全性。
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指至少两个。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。