[发明专利]基于云平台的机器人实时反馈系统

说明书

本发明公开了一种基于云平台的机器人实时反馈系统，包括控制平面和数据平面，数据平面包括信息采集设备集群、网络设备集群、云服务器集群，控制平面包括用于对采集设备集群进行控制管理的信息收集控制管理模块、用于对网络设备集群进行控制管理的网络设备控制管理模块、用于对云服务器集群进行控制管理的数据中心控制管理模块；在数据处理过程中，信息采集设备集群采集的数据经由网络设备集群传输到云服务器集群，云服务器集群进行数据分析处理后将处理结果实时反馈至执行单元。本发明精简了数据传输链路的网络节点，使得系统结构更精简，机器人与云平台能够保持实时通信。

技术领域

本发明涉及机器人控制研究领域，特别涉及一种基于云平台的机器人实时反馈系统。

背景技术

在传统自闭症儿童的实验研究和干预治疗中，存在专业机构和医疗人员不足的问题，现已有研究提出利用物联网的思想，通过机器人和云平台实现自闭症儿童的陪伴、实验研究和干预治疗。

参见图1，该系统为Continua Health Alliance推荐的远程保健和环境辅助生活系统的结构示意图，其工作过程是通过无线个域网设备以及无线局域网设备从研究对象上采集信息，传至应用主机设备(笔记本电脑、手机、PDA等终端)，进而通过广域网传送至数据中心进行处理反馈。但在该系统中，仅将医疗的数据库和知识库迁移至云平台，云平台具有对采集的数据进行计算分析且返回执行指令的作用。在这个数据传输交换的过程中，中间会通过一些非必需节点(例如小型主机、手机、PDA等)进行传输，会造成不必要的延时，这对于实时性和可靠性要求严格的干预治疗系统是不利的。另外，本身网络节点具有功能上的时间可选择性，某些链路节点可能在不同的时间段分别承担了控制管理和数据传输的功能，例如一台PC，在系统中可能既具有控制采集设备的功能，又在数据链路中充当传输节点，功能上存在冗余。

为此，建立一种结构尽量精简的、实时性高的机器人反馈系统具有重要的实用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于云平台的机器人实时反馈系统，该系统根据功能划分了控制平面和数据平面，精简了数据传输链路的网络节点，使得系统结构更精简，机器人与云平台能够保持实时通信。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：基于云平台的机器人实时反馈系统，包括控制平面和数据平面，数据平面包括信息采集设备集群、网络设备集群、云服务器集群，控制平面包括用于对采集设备集群进行控制管理的信息收集控制管理模块、用于对网络设备集群进行控制管理的网络设备控制管理模块、用于对云服务器集群进行控制管理的数据中心控制管理模块；在数据处理过程中，数据平面中的集群作为下层平台独立接收控制平面上对应控制管理模块下达的控制信号，根据指令做出状态的改变，信息采集设备集群采集的数据经由网络设备集群传输到云服务器集群，云服务器集群进行数据分析处理后将处理结果实时反馈至执行单元。

本发明不仅将机器人的计算与存储任务布置到了云服务器集群上，而且将现有技术中数据传输过程中部分网络节点的控制管理功能也进行分离，系统分离出控制平面和数据平面，控制平面为软件模块，位于专用控制设备(电脑主机、个人PC等)上，只对数据平面提供必要的控制信号，并不参与整个平台的数据传输过程，数据传输通过数据平面的各个集群来实现，具体是信息采集设备集群采集的数据直接经由网络设备集群传输到云服务器集群，使数据传输尽量少的经过路由设备等节点，实时性更高。

优选的，所述信息收集控制管理模块包括一信息收集客户端，该客户端与信息采集设备集群中各个采集设备无线连接，用于对信息采集设备集群进行控制管理，包括对各个采集设备的启动和关闭、参数远程设置以及异常情况监控。

更进一步的，所述信息收集控制管理模块进行异常情况监控时，远程调控采集设备的参数，如果出现异常，则在信息收集控制管理模块的客户端对参数进行调整，调整困难时选择记录当前时间点的异常信息并重启采集设备，使采集设备初始化，重新开始任务。该管理模块仅仅进行必要的控制，不参与数据平面所属下层平台的数据传输，使得管理和数据分离。