[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器人的圖書錯(cuò)架整理系統(tǒng)及其方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010524608.X
• 申請(qǐng)日: 2020-06-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111698316A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳秀菊;陳淞凌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黎明職業(yè)大學(xué);陳秀菊;陳淞凌
• 主分類號(hào): H04L29/08
• 分類號(hào): H04L29/08;H04L29/06;H04N7/18
• 代理公司: 泉州市興博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 35238
• 代理人: 王成紅

1.一種基于機(jī)器人的圖書錯(cuò)架整理系統(tǒng)，其特征在于，包括有至少一個(gè)圖書標(biāo)簽、至少一個(gè)機(jī)器人和服務(wù)器主體：所述機(jī)器人與所述圖書標(biāo)簽通信連接，所述服務(wù)器主體通過(guò)過(guò)SOCKET接口/HTTP協(xié)議建立與所述機(jī)器人通信連接；所述圖書標(biāo)簽：具有圖書的信息，設(shè)于圖書的裝訂部表面，用于所述機(jī)器人的通信連接；

所述機(jī)器人包括有：

超高頻RFID模塊：用于讀取圖書館圖書信息并通過(guò)與本列圖書序號(hào)的對(duì)比實(shí)現(xiàn)查錯(cuò)功能；

行走控制模塊：用于所述機(jī)器人的行走；

圖像拍攝模塊：用于收集圖書館現(xiàn)場(chǎng)圖書信息與環(huán)境情況，并將其以視頻或者圖片的形式傳回服務(wù)器主體，供管理人員查閱與監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書館環(huán)境的隨時(shí)監(jiān)控與了解；

機(jī)械臂控制模塊：用于取出或者擺放圖書館內(nèi)圖書；

所述超高頻模塊、所述行走控制模塊、所述圖像拍攝模塊、所述機(jī)械臂控制模塊之間通過(guò)串口通信來(lái)進(jìn)行協(xié)調(diào)工作；

所述服務(wù)器主體由兩個(gè)虛擬服務(wù)器和一個(gè)云端數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成；虛擬服務(wù)器包括有WEB服務(wù)器和業(yè)務(wù)服務(wù)器，WEB服務(wù)器主要負(fù)責(zé)處理WEB前端用戶的請(qǐng)求和反饋處理結(jié)果，業(yè)務(wù)服務(wù)器則控制并保證所述機(jī)器人中各個(gè)模塊的正常工作；云端數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)管理員身份驗(yàn)證信息和圖書基本信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器人的圖書錯(cuò)架整理系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像拍攝模塊通過(guò)樹莓排的WIFI與服務(wù)器主體通信連接，圖像拍攝模塊形成的圖像信息的傳輸借助SOCKET接口/HTTP協(xié)議完成；行走模塊與RFID模塊通過(guò)WIFI與服務(wù)器主體通信連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器人的圖書錯(cuò)架整理系統(tǒng)，其特征在于，所述超高頻模塊包括有UHF RFID系統(tǒng)、芯片AS3992和Arduino MeGa 2560；所述UHF RFID系統(tǒng)采用5dBi UHF RFID超高頻902-928MHz PCB天線915M MMCXSMA IPE。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器人的圖書錯(cuò)架整理系統(tǒng)，其特征在于，所述行走控制模塊包括有結(jié)構(gòu)外殼、履帶式機(jī)械結(jié)構(gòu)、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)、紅外線傳感器、超聲波傳感器和主控制器；直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用直流無(wú)刷伺服電機(jī)；主控制器采用Arduino；所述行走控制模塊通過(guò)A star算法進(jìn)行行走。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器人的圖書錯(cuò)架整理系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像拍攝模塊包括有Logitech C270 USB網(wǎng)絡(luò)攝像頭、Rsapberry Pi 3b+。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器人的圖書錯(cuò)架整理系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械臂控制模塊包括有TBS-K20數(shù)字舵機(jī)、機(jī)械臂、主控板、手柄；機(jī)械臂有六個(gè)自由度，每個(gè)自由度都由TBS-K20數(shù)字舵機(jī)控制，舵機(jī)由LSC系列控制板控制；機(jī)械臂使用的舵機(jī)為TBS-K20數(shù)字舵機(jī)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器人的圖書錯(cuò)架整理系統(tǒng)，其特征在于，所述云端數(shù)據(jù)庫(kù)采用Mysql數(shù)據(jù)庫(kù)；

所述WEB服務(wù)器為前端和后臺(tái)兩部分，前端WEB交互頁(yè)面使用HTML5和jQuery語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，采用B/S模式，使用HTTP協(xié)議與后臺(tái)進(jìn)行信息通信，后臺(tái)服務(wù)器采用Python的Flask框架。

8.根據(jù)權(quán)利要求1任一項(xiàng)所述的一種基于機(jī)器人的圖書錯(cuò)架整理系統(tǒng)，其特征在于，所述業(yè)務(wù)服務(wù)器采用多線程編程，所述多線程編程方法如下：系統(tǒng)開(kāi)啟后，超高頻RFID模塊、行走控制模塊、機(jī)械臂控制模塊的WIFI分別向業(yè)務(wù)服務(wù)器發(fā)起連接請(qǐng)求；成功建立連接后，業(yè)務(wù)服務(wù)器等待WEB服務(wù)器傳來(lái)的用戶指令，并根據(jù)相關(guān)請(qǐng)求發(fā)送對(duì)應(yīng)任務(wù)給各模塊，協(xié)調(diào)各模塊運(yùn)行；在模塊運(yùn)行過(guò)程中，不斷接收模塊的識(shí)別信息，通過(guò)算法匹配處理數(shù)據(jù)；最后，業(yè)務(wù)服務(wù)器將處理的結(jié)果反饋給WEB服務(wù)器。

9.一種基于機(jī)器人的圖書錯(cuò)架整理系統(tǒng)的方法，其特征在于，具體方法如下：首先將圖書標(biāo)簽貼于裝訂部表面，圖書標(biāo)簽內(nèi)的信息與圖書信息相對(duì)應(yīng)，接著，將服務(wù)器主體打開(kāi)，等待機(jī)器人與服務(wù)器主體的連接，此時(shí)，機(jī)器人放入圖書館內(nèi)進(jìn)行尋錯(cuò)，機(jī)器人通過(guò)行走控制模塊可以自由行走，并通過(guò)超高頻RFID模塊獲取圖書序號(hào)和圖像拍攝模塊獲取圖書信息與環(huán)境情況，超高頻RFID模塊與服務(wù)器主體信息不斷交互，當(dāng)圖書出錯(cuò)時(shí)，圖像拍攝模塊將圖像發(fā)送給WEB端，WEB端反饋錯(cuò)放圖書位置信息，此時(shí)機(jī)械臂控制模塊啟動(dòng)，能夠?qū)⒊鲥e(cuò)圖書夾持取出，等待工作人員的整理，即任務(wù)完成。