[发明专利]一种基于Socket通信的无线遥控机器人系统

说明书

本发明公开了一种基于Socket通信的无线遥控机器人系统设计方案，包括有机器人、云端服务器和客户端，本发明以Linux系统为开发平台，采用Python‑Socket脚本进行通信，基于Python语言编写控制程序，机器人、云端服务器和客户端通过云端服务器进行通信桥接后实现互联互通，实现机器人能够通过客户端进行控制，也可以通过调用云端服务器API来进行云端远程控制，达到一对多，多对多控制的效果。

技术领域

本发明涉及智能机器人和物联网领域，特别涉及一种基于Socket通信的无线遥控机器人系统。

背景技术

目前机器人的应用日益广泛，许多高校和研究机构都加入了对机器人的相关研究。而将物联网技术与机器人控制相融合则是业界的一个研究重点。目前业界较为出名的机器人控制系统ROS，虽然使用广泛，但其API编写非常复杂，主要用于复杂的多自由度机器人控制，对高校学生的学习研究并不友好。

发明内容

发明目的：本实用发明目的是提供一种可读性高，扩展性好的基于Socket通信的无线遥控机器人系统设计方案，能够将机器人融入到物联网系统中，简化工程师的开发流程，提高控制的快速性和稳定性，同时便于实现机器人的有限和无线调试。

技术方案：本发明所述的一种基于Socket通信的无线遥控机器人系统，包括有机器人、云端服务器和客户端，所述机器人硬件结构包括有外壳、Linux主控制器、微控制器、电源/通信变换板、空心杯直流电机、电机驱动器、机械臂、传感器和电源；所述机器人软件模块包括有底盘运动模块、传感器控制模块、机械臂控制模块、Socket网络通信模块；

所述云端服务器包括一个ServerSocket包，所述云端服务器中ServerSocket包中包括有基础服务器Socket收发API、机器人报文合成API、客户端报文合成API、机器人报文解析API和客户端报文解析API，所述ServerSocket包可独立运行，也可作为被调用的API；

所述云端服务器启动后将启动三个子线程：主线程、机器人端处理线程和客户端处理线程，所述云端服务器启动的三个子线程中，主线程用于输出机器人、客户端的连接状态和收发包的内容；机器人端处理线程用于实时检查机器人通信，并用于发送机器人报文，同时定义机器人端监听端口为9998，用户可查看空闲端口并修改监听端口；客户端处理线程用于实时检查客户端通信，并用于发送客户端报文，同时定义客户端监听端口为9999，用户可查看空闲端口并修改监听端口；

所述云端服务器上设置有机器人监听端口和客户端监听端口；

所述客户端软件包含客户端通信协议包(ClientSocket)和远程键盘控制脚本(ClientRemoteControl)；所述客户端通信协议包(ClientSocket)中包含基础Socket通信方法、客户端报文合成和解析方法，可以独立运行，也可以作为API被调用；所述远程键盘控制脚本(ClientRemoteControl)中包含有基础键盘监听器API，可用于云端控制调试，也可用于用户开发；

所述机器人、云端服务器和客户端之间的工作流程包括以下步骤：

S1：机器人、云端服务器和客户端通过云端服务器进行通信桥接，桥接后云端服务器与机器人之间、机器人与云端服务器之间、云端服务器与客户端之间以及客户端与云端服务器之间通过互相之间的通信报头来判断通信是否正常，通信不正常则尝试重新连接；

S2:机器人、云端服务器和客户端两两之间通信正常后云端服务器运行云端服务器脚本，对机器人和客户端进行双端监听状态，并判断机器人和客户端的连接状态，机器人或客户端任何一方未连接都无法进入控制流程，服务器会持续呼叫对应目标，直到与目标连接；

S3：在云端服务器与机器人、客户端均建立有效连接后，云端服务器接收客户端报文，报文解析有效后云端服务器会向客户端发送报头以告知报文解析成功；