一种机器人控制系统的制作方法

1.本实用新型实施例涉及机器人控制技术，尤其涉及一种机器人控制系统。


背景技术：

2.随着社会经济的高速发展以及自动化技术的不断更新，机器人的应用场景越来越多。
3.许多场所中都会利用机器人代替人工来完成服务。机器人在执行相应服务时，通常需要与周边设备进行通信连接，进而完成物资配送、消毒、陪伴或引导等服务。如果机器人同时与多个周边设备进行信息传输，则需要与多个周边设备建立通信连接，增加了传输信息时的繁琐程度，降低信息传递的效率，进而影响机器人的控制效率和精度。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供一种机器人控制系统，以提高机器人的控制效率和精度。
5.本实用新型实施例提供了一种机器人控制系统，包括物联网服务器、机器人调度模块、周边设备模块和机器人；
6.所述物联网服务器，通过预设通信协议与所述机器人调度模块和所述周边设备模块进行连接，用于与所述机器人调度模块和所述周边设备模块进行数据交互；
7.所述机器人，通过预设通信协议与所述物联网服务器和所述机器人调度模块进行连接，用于向所述物联网服务器发送机器人当前设备信息，并与所述机器人调度模块进行数据交互。
8.可选的，所述周边设备模块包括如下至少一种：仓储模块、充电桩模块、电梯模块、垃圾站模块和自动门模块。
9.可选的，所述物联网服务器包括设备数据接收单元和设备数据发送单元；
10.所述设备数据接收单元与所述设备数据发送单元连接；
11.所述设备数据接收单元，用于接收所述周边设备模块传输的设备状态信息，并将所述设备状态信息发送给所述设备数据发送单元；
12.所述设备数据发送单元，用于接收所述设备数据接收单元传输的设备状态信息，根据预设的通信协议将所述设备状态信息发送至所述机器人调度模块。
13.可选的，所述机器人调度模块包括设备状态信息接收单元、机器人决策单元和机器人执行单元；
14.所述设备状态信息接收单元与所述机器人决策单元进行连接，所述机器人决策单元与所述机器人执行单元进行连接；
15.所述设备状态信息接收单元，用于接收所述物联网服务器传输的设备状态信息，将所述设备状态信息发送至机器人决策单元；
16.所述机器人决策单元，用于接收设备状态信息接收单元传输的设备状态信息，并获取工作环境中机器人的当前工作信息，根据所述当前工作信息和设备状态信息，确定机
器人执行信息和执行所述机器人执行信息的目标机器人，将所述目标机器人的编号和机器人执行信息发送至机器人执行单元；
17.所述机器人执行单元，用于接收机器人决策单元传输的目标机器人编号和机器人执行信息，并向所述目标机器人发送所述机器人执行信息，供所述目标机器人按照机器人执行信息进行工作。
18.可选的，所述周边设备模块包括当前状态感应单元和当前状态发送单元；
19.所述当前状态感应单元与所述当前状态发送单元连接；
20.所述当前状态感应单元，用于根据预设传感器确定设备状态信息，并将所述设备状态信息发送至所述当前状态发送单元；
21.所述当前状态发送单元，用于接收所述当前状态感应单元传输的设备状态信息，并根据预设的通信协议将所述设备状态信息发送至物联网服务器的设备数据接收单元。
22.可选的，所述物联网服务器还包括消息发送单元；
23.所述消息发送单元，用于响应于用户的设备配置操作，确定设备配置信息，将所述设备配置信息发送给周边设备模块。
24.可选的，所述周边设备模块还包括消息响应单元；
25.所述消息响应单元，用于接收所述消息发送单元传输的设备配置信息，根据所述设备配置信息对设备进行配置。
26.本实用新型实施例通过将机器人调度模块与物联网服务器进行连接，并将周边设备模块与物联网服务器进行连接，实现了机器人和周边设备通过物联网服务器进行数据交互。避免了机器人与多个周边设备建立通信连接，设备状态信息统一由物联网服务器管理，多台机器人无需自己根据当前工作信息多次分别判断周边设备状态，有效提高周边设备状态的可维护性，提高了周边设备状态的可靠性，有效降低传输信息时的繁琐程度，提高机器人的自动控制效率和精度。
附图说明
27.图1是本实用新型实施例中的一种机器人控制系统的结构示意图；
28.图2是本实用新型实施例中的一种物联网服务器的结构示意图；
29.图3是本实用新型实施例中的一种机器人调度模块的结构示意图；
30.图4是本实用新型实施例中的一种周边设备模块的结构示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
32.图1是本实用新型实施例所提供的一种机器人控制系统的结构示意图，如图1所示，该机器人控制系统10可以包括机器人调度模块110、物联网服务器120、周边设备模块130和机器人140。物联网服务器120通过预设通信协议分别与机器人调度模块110和周边设备模块130进行连接，物联网服务器120可以用于与机器人调度模块110和周边设备模块130分别进行数据交互。机器人调度模块110通过预设通信协议与物联网服务器120进行连接，
机器人调度模块110用于与物联网服务器120进行数据交互。周边设备模块130通过预设通信协议与物联网服务器120进行连接，周边设备模块130用于与物联网服务器120进行数据交互，即机器人调度模块110不与周边设备模块130建立直接连接来获取设备状态信息。机器人140，通过预设通信协议与物联网服务器120和机器人调度模块110进行连接，用于向物联网服务器120发送机器人当前设备信息，并与机器人调度模块110进行数据交互。例如，机器人140可以接收机器人调度模块110发送的数据。机器人调度模块110发送的数据可以是对机器人进行决策后确定机器人进行行动的机器人执行信息和执行机器人执行信息的目标机器人编号，例如，通过机器人调度模块可以指示机器人前进、充电和扔垃圾等。机器人140向物联网服务器120发送的机器人当前设备信息可以包括机器人编号、类型和电量等硬件基础信息。机器人140还可以向机器人调度模块110发送数据，例如，可以发送机器人当前位置、当前工作状态和当前电量等当前工作信息。
33.机器人调度模块110可以调度多个机器人140，向一个或多个机器人140下发控制决策。可以预先对机器人140进行编号，将机器人140编号存储至机器人调度模块110中。若需要对某一个机器人140进行控制，则可以由机器人调度模块确定目标机器人，再将控制指令发送给目标机器人，实现对机器人140的控制。机器人调度模块110与机器人140之间的预设通信协议可以是http(hypertext transfer protocol，超文本传输协议)。物联网服务器120可以是基于开源系统thingsboard平台搭建的设备管理平台，其主要功能是为各个周边设备提供统一易用的管理平台，接收并存储各个设备上报的数据，基于预设的规则向机器人调度模块110进行数据传输。周边设备模块130中可以获取并存储多个周边设备的设备状态信息，例如，周边设备可以是垃圾桶，周边设备模块130中存储可以各个垃圾桶的编号，并实时获取各个垃圾桶内是否存在垃圾，以及确定各个垃圾桶的位置。周边设备模块130可以通过预设的通信协议将周边设备的设备状态信息实时传输给物联网服务器120，例如，周边设备模块130与物联网服务器120之间预设的通信协议可以是http(hypertext transfer protocol，超文本传输协议)、mqtt(message queuing telemetry transport，消息队列遥测传输)协议、tcp(transport control protocol，传输控制协议)、udp(user datagram protocol，用户数据报协议)或coap(constrained application protocol，受限应用协议)等，例如，机器人140与物联网服务器120之间的预设通信协议可以是http，周边设备模块130中的周边设备与物联网服务器120之间的预设通信协议可以是mqtt协议或者coap协议。机器人调度模块110与物联网服务器120之间的通信协议可以是http或mqtt协议等，物联网服务器120在向机器人调度模块110发送数据时，也可以采用队列的方式进行数据传输。
34.可选的，周边设备模块包括如下至少一种：仓储模块、充电桩模块、电梯模块、垃圾站模块和自动门模块。
35.具体地，周边设备可以物资存储仓库、充电桩、电梯、垃圾站和自动门等，周边设备模块130可以是物资仓储模块、机器人充电桩模块、电梯模块或垃圾站模块中的一种或多种。例如，周边设备模块130可以是垃圾站模块，垃圾站模块中设置了多个垃圾站点，并实时监测各垃圾站点是否存在垃圾，例如，可以监测垃圾站点处是否放置有垃圾桶，若有垃圾桶，则确定该垃圾站有垃圾。
36.图2是本实用新型实施例中一种机器人控制系统的物联网服务器的结构示意图。如图2所示，物联网服务器120包括设备数据接收单元1201和设备数据发送单元1202。设备
数据接收单元1201和设备数据发送单元1202通过各自的端口进行连接。设备数据接收单元1201，用于接收周边设备模块130传输的设备状态信息，并将设备状态信息发送给设备数据发送单元1202。设备数据发送单元1202，用于接收设备数据接收单元1201传输的设备状态信息，根据预设的通信协议将设备状态信息发送至机器人调度模块110。
37.设备状态信息可以包括设备当前状态、设备编号和设备位置等信息，设备当前状态可以是设备的使用状态，例如，可以还是垃圾站当前是否存在垃圾、仓库中物资是否已满、充电桩是否有机器人正在充电以及电梯是否正在运行等。周边设备模块130实时监测机器人工作环境中各个周边设备的当前状态，并将设备的当前状态信息发送给物联网服务器120中的设备数据接收单元1201。例如，垃圾站设置多个可以放置垃圾桶的指定位置，并对各个指定位置进行编号。工作人员将收过垃圾的垃圾桶放置在垃圾站的一个指定位置处，周边设备模块监测到该指定位置上存在垃圾桶，则获取该指定位置的编号和位置信息。将该指定位置的编号和位置信息发送给设备数据接收单元1201，告知设备数据接收单元1201该位置处存在垃圾。
38.设备数据接收单元1201得到设备状态信息，将设备状态信息发送给设备数据发送单元1202。设备数据发送单元1202中存在预设的规则链，规则链可以是用于处理简单的逻辑,通常为转发设备状态信息并确保机器人调度模块110成功接收。例如，设备状态信息为001编号的垃圾站处有垃圾，则设备数据发送单元1202向机器人调度模块110发送001号垃圾站在当前时刻由“没有垃圾”变成“有垃圾”，需要机器人前往扔垃圾。又例如，002编号的充电桩有机器人正在充电，则设备数据发送单元1202发送的信息可以是002号充电桩无法充电，机器人140需要到除002号充电桩以外的其他充电桩进行充电。
39.图3是本实用新型实施例中一种机器人控制系统的机器人调度模块的结构示意图。如图3所示，机器人调度模块包括设备状态信息接收单元1101、机器人决策单元1102和机器人执行单元1103。设备状态信息接收单元1101与机器人决策单元1102通过各自的端口进行连接，机器人决策单元1102和机器人执行单元1103通过各自的端口进行连接。设备状态信息接收单元1101，用于接收设备数据发送单元1202传输的设备状态信息，将设备状态信息发送至机器人决策单元1102。机器人决策单元1102，用于接收设备状态信息接收单元1101传输的设备状态信息，并获取工作环境中各机器人140的当前工作信息，根据当前工作信息和设备状态信息，确定机器人执行信息和执行机器人执行信息的目标机器人，将目标机器人的编号发送至机器人执行单元1103。机器人执行单元1103，用于接收机器人决策单元1102传输的目标机器人编号和机器人执行信息，并向目标机器人发送机器人执行信息，供目标机器人按照机器人执行信息进行工作。
40.设备数据发送单元1202基于预设的通信协议将设备状态信息发送给设备状态信息接收单元1101，设备状态信息接收单元1101将设备状态信息发送给机器人决策单元1102。机器人决策单元1102在接收到设备状态信息后，获取工作环境中各个机器人140的当前工作信息，当前工作信息可以包括机器人140的工作状态、当前电量和当前位置等，工作状态可以包括忙碌、空闲和故障等。根据机器人140的当前工作信息和设备状态信息，可以确定机器人执行信息，并从多个机器人140中确定执行机器人执行信息的目标机器人。例如，工作场景中存在多个机器人140，各个机器人140预先进行了编号。当设备状态信息指示001号垃圾站存在垃圾时，机器人决策单元1102可以实时获取各个机器人140的当前工作信
息，确定处于空闲状态的机器人140。若存在多个空闲的机器人140，则可以获取各个机器人140的当前位置，选择距离垃圾站最近的机器人140作为目标机器人，也可以选择剩余电量最多的机器人140作为目标机器人，目标机器人所执行的机器人执行信息为前往001号垃圾站收垃圾。机器人决策单元1102确定目标机器人的编号，将机器人执行信息和目标机器人的编号发送给机器人执行单元1103，由机器人执行单元1103将机器人执行信息发送给目标机器人，指示目标机器人按照机器人执行信息进行工作。
41.图4是本实用新型实施例中一种机器人控制系统的周边设备模块的结构示意图。如图4所示，周边设备模块130包括当前状态感应单元1301和当前状态发送单元1302。当前状态感应单元1301和当前状态发送单元1302通过各自的端口进行连接。当前状态感应单元1301，用于根据预设传感器确定设备状态信息，并将设备状态信息发送至当前状态发送单元1302。当前状态发送单元1302，用于接收当前状态感应单元1301传输的设备状态信息，并根据预设的通信协议将设备状态信息发送至物联网服务器120的设备数据接收单元1201。
42.周边设备模块130中的当前状态感应单元1301可以实时监测周边设备的当前状态，例如，可以在垃圾站的指定位置处设置压力传感器，当感应到指定位置处存在放置垃圾桶的压力，则确定该指定位置存在垃圾。根据预设的传感器或其他装置确定周边设备的设备状态信息，并将设备状态信息实时发送给当前状态发送单元1302。当前状态发送单元1302在接收设备状态信息后，可以将设备状态信息发送给设备数据接收单元1201，使物联网服务器120可以获取设备状态信息。减少了机器人与周边设备进行通信连接的过程，降低传输信息时的繁琐程度，提高信息传递效率。
43.可选的，物联网服务器还包括消息发送单元；消息发送单元，用于响应于用户的设备配置操作，确定设备配置信息，将设备配置信息发送给周边设备模块。
44.具体的，物联网服务器120与周边设备模块130之间的数据传输可以是双向的，物联网服务器120中可以包括消息发送单元，消息发送单元可以响应到工作人员的操作，例如，工作场景中新增周边设备，可以在物联网服务器中设置新增设备的配置信息，可以配置新增设备的编号和位置等信息。将确定的设备配置信息发送给周边设备模块130，实现物联网服务器120与周边设备模块130的通信连接。通过在物联网服务器120中设置周边设备，不会影响机器人业务系统的升级及可用性,也能在后期周边设备大幅增加时直接增加物联网服务器120的节点而无需改动机器人的自身系统。物联网服务器120可以基于tcp/ip网络协议的服务器，周边设备可以使用基于tcp实现的mqtt协议向物联网服务器120汇报实时监测到的数据，也可通过基于udp实现的coap协议向物联网服务器120汇报数据。周边设备只与物联网服务器120连接,由于物联网服务器120支持多种常用物联网传输协议,对于后期需要增加新设备,可以在不影响机器人140的前提下快速扩展并部署。基于mqtt/coap协议，周边设备模块130及物联网服务器120无需重复实现常用的物联网设备基础功能，只需要关注业务相关定性定量数据即可。例如，垃圾站为基于mqtt实现的汇报功能,由于mqtt协议本身实现了长连接在线，垃圾站只需要汇报是否有垃圾箱占用的业务数据，无需重复进行心跳汇报。
45.可选的，周边设备模块还包括消息响应单元；消息响应单元，用于接收消息发送单元传输的设备配置信息，根据设备配置信息对设备进行配置。
46.具体的，消息响应单元可以接收消息发送单元传输的设备配置信息，实现对设备
的配置，使周边设备模块130与物联网服务器120之间进行双向的数据传输。机器人调度模块110也可以与物联网服务器120进行数据的双向传输，例如，机器人调度模块110中可以包括机器人信息发送单元，物联网服务器120中可以包括机器人信息接收单元。机器人信息发送单元用于获取机器人140的当前工作信息，并将机器人140当前工作信息传输给机器人信息接收单元，使物联网服务器120可以对各机器人140的当前工作信息进行统计。例如，机器人信息发送单元可以将机器人140已经前往垃圾桶的信息发送给机器人信息接收单元，证明设备数据发送单元1202发送给机器人调度模块110的信息被接收成功。若机器人信息接收单元没有在预设时间内收到机器人信息发送单元传来的数据，则可以由设备数据发送单元1202再次向机器人调度模块110的设备状态信息接收单元1101发送机器人执行信息的数据，确保机器人140能够根据机器人执行信息进行工作。
47.通过将机器人调度模块110与物联网服务器120进行连接，并将周边设备模块130与物联网服务器120进行连接，实现了机器人140和周边设备模块130通过物联网服务器120进行数据交互。避免了机器人140与多个周边设备建立通信连接，降低传输信息时的繁琐程度。避免机器人与周边设备之间数据传输混乱的情况发生，提高信息传递的效率。规则链可以由用户自定义实现，可以通过配置不同的规则链实现多设备、多维度和多功能的实现，例如，可以实现报警功能，当物联网服务器120发现其下属的多个周边设备长期不在线，则可以向运维人员手机发送告警短信，提高对机器人的控制效率和精度。
48.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。