胡 凱，涂金龍

（南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南京211188）

隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，機(jī)器人時(shí)代已經(jīng)不知不覺地來到我們的身邊。大型公共場所，諸如酒店、賓館的不斷涌現(xiàn)，勢必將服務(wù)人員比重以及服務(wù)質(zhì)量的要求提高到新的高度。迎賓服務(wù)體系是公共服務(wù)場所不可或缺的組成部分，它直觀體現(xiàn)著服務(wù)的優(yōu)劣。迎賓服務(wù)人員的服務(wù)質(zhì)量受其文化水平、責(zé)任心以及當(dāng)時(shí)的心理和生理狀態(tài)等多方面的影響因素。同一位迎賓服務(wù)人員在不同的情況下，服務(wù)質(zhì)量和效率也會有所差別。況且目前中國處在“用工荒”這樣一個(gè)大的社會情勢之下。針對上述諸多的客觀因素，機(jī)器人智能迎賓服務(wù)系統(tǒng)在禮節(jié)性迎賓，人性化待客方面有很多優(yōu)點(diǎn)。如為休息或等待的客人表演，便民通道的指引；如公廁、消防安全通道的導(dǎo)向；智能化尋人尋物，在播放尋人尋物啟事等功能上有著較為明顯的優(yōu)勢。因此，公共機(jī)器人智能迎賓服務(wù)在當(dāng)今具體形勢下能夠?qū)δ壳懊媾R的問題起到較為積極的作用。

1 系統(tǒng)功能

機(jī)器人智能迎賓服務(wù)系統(tǒng)所涉及的功能是經(jīng)過較為合理和周到的考慮下確定的。主要設(shè)計(jì)并能夠?qū)崿F(xiàn)如下3大服務(wù)功能：人性化關(guān)懷，智能化導(dǎo)向，便捷化尋人尋物。

1.1 系統(tǒng)功能圖

如圖1所示，為系統(tǒng)功能圖。

圖1 系統(tǒng)功能圖

1.2 功能描述

1.2.1 人性化關(guān)懷

此功能的設(shè)置是關(guān)心和考慮到在服務(wù)場所活動的部分賓客，比如在飯店中等待上菜的食客，在商場中等待自己伴侶購物的顧客以及帶小孩在公共場所辦事的父母等。他們可以在等候的無聊時(shí)間里，通過機(jī)器人智能迎賓服務(wù)系統(tǒng)，自助啟動機(jī)器人舞蹈功能，伴隨著優(yōu)美的旋律和機(jī)器人靈活的舞蹈，可以放松心情，消磨無聊時(shí)光，吸引并逗哄孩童，體現(xiàn)了人性化的關(guān)懷。

1.2.2 智能化導(dǎo)向

進(jìn)入一個(gè)新的場所，尤其是陌生的公共場所里，了解其內(nèi)部具體方位設(shè)置尤為重要，本系統(tǒng)從便利性、安全性等方面考慮，設(shè)置了3個(gè)常用方位的導(dǎo)向，分別是Toilet指引、服務(wù)臺指引和逃生通道指引，使用者可以通過迎賓服務(wù)系統(tǒng)自助啟動機(jī)器人引航功能，機(jī)器人通過身體語言和語音提示可以較為精確地為使用者指明方向。

1.2.3 便捷化尋人尋物

在公共場所里，不小心遺失物品，或者與家人、朋友走失的情況時(shí)有發(fā)生。即使一些商場、會所里有廣播室，但是這種方式的時(shí)效性較低，同時(shí)還完全依賴于播報(bào)人員。使用者通過迎賓服務(wù)系統(tǒng)自助啟動機(jī)器人尋人尋物功能，可以及時(shí)便利地播報(bào)各種求助信息，讓求助者能夠最快地得到反饋。

系統(tǒng)中上述的3種功能較為明顯地改善了目前公共場所服務(wù)體系中存在的一些弊端，對于今后服務(wù)體系的發(fā)展有較大的幫助。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

機(jī)器人智能迎賓服務(wù)系統(tǒng)是以IFIX組態(tài)軟件系統(tǒng)、GE PLC系統(tǒng)和Bioloid機(jī)器人系統(tǒng)為基本開發(fā)平臺，由IFIX系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能界面作為人機(jī)互動的窗口，具備系統(tǒng)管理、運(yùn)行監(jiān)控等主要功能。GE PLC系統(tǒng)作為中間控制環(huán)節(jié)，接收IFIX系統(tǒng)發(fā)送的命令，并發(fā)出相應(yīng)的指令給Bioloid機(jī)器人系統(tǒng)，起到使二者聯(lián)系的橋梁作用。Bioloid機(jī)器人系統(tǒng)是最終的執(zhí)行系統(tǒng)，它收到GE PLC系統(tǒng)輸出的命令信號后，來控制機(jī)器人完成相應(yīng)的服務(wù)功能。

2.1 IFIX組態(tài)軟件系統(tǒng)

硬件：IFIX組態(tài)軟件系統(tǒng)是一個(gè)純軟件環(huán)境的開發(fā)系統(tǒng)，其所依托的硬件設(shè)備就是普通的PC機(jī)或者工控計(jì)算機(jī)，只要能夠滿足IFIX的安裝與正常運(yùn)行就可以了，一般的硬件要求為Pentium II 266MHz或更高的處理器，Windows 2000／XP操作系統(tǒng)，256MB內(nèi)存及以上，120MB硬盤空間及以上等。

軟件：IFIX組態(tài)軟件目前是GE FANUC公司旗下的一款口碑較為良好、應(yīng)用較為廣泛的上位機(jī)組態(tài)軟件，尤其是在自動化控制和過程管理方面的應(yīng)用和擴(kuò)展優(yōu)勢較為明顯，其可以通過不同的驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)與GE、西門子、羅克韋爾、三菱、歐姆龍等諸多知名PLC制造廠商生產(chǎn)的可編程控制器進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)傳遞，并且具有較高的軟件適應(yīng)性、可靠的報(bào)警功能以及靈活的報(bào)表和歷史數(shù)據(jù)查詢等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 GE PLC系統(tǒng)

硬件：本系統(tǒng)開發(fā)所使用的GE PLC系統(tǒng)，是GE FANUC公司最新開發(fā)的PLC產(chǎn)品，又名PAC（Programmable Automation Controller）。其型號為RX3i，主要包括電源模塊PSD040、RX3iCPU模塊CPU310、以太網(wǎng)通訊模塊ETM001、數(shù)字量輸入模塊IC694ACC300A、數(shù)字量輸出模塊IC694MDL754。

軟件：本系統(tǒng)使用的軟件是GE公司專為PLC組態(tài)和編程所設(shè)計(jì)的 ME（Proficy Machine Edition）編程軟件，它可以便利地對PLC進(jìn)行硬件組態(tài)、邏輯編程、程序校驗(yàn)以及在線監(jiān)控與修改等工作。

2.3 Bioloid機(jī)器人系統(tǒng)

硬件：本系統(tǒng)開發(fā)所使用的Bioloid機(jī)器人系統(tǒng)是由Xpartner公司研制和開發(fā)的具備一定的智能化和活動能力的中級人形機(jī)器人套件，主要包括控制模塊CM－5作為機(jī)器人的大腦、伺服電機(jī)AX－12＋作為機(jī)器人的運(yùn)動關(guān)節(jié)，傳感器AX－S1作為機(jī)器人的視聽和聯(lián)絡(luò)器官。

軟件：軟件使用的是Bioloid機(jī)器人專用編程軟件，包括行為控制編程語言BehaviorControl Programmer和動作編程語言Motion Editor。其中行為控制程序主要用于機(jī)器人的迎賓和服務(wù)功能的設(shè)置、功能與功能之間的邏輯關(guān)系以及接收PLC執(zhí)行信息等具體工作，而動作編程主要用于設(shè)計(jì)和編排機(jī)器人具體的某個(gè)迎賓或服務(wù)的實(shí)時(shí)動作和姿態(tài)。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)原理圖

如圖2所示，為設(shè)計(jì)原理圖。

圖2 設(shè)計(jì)原理圖

3.2 原理描述

通過點(diǎn)擊人機(jī)界面上的“休閑放松”、“智能引航”或“尋人尋物”按鈕后進(jìn)入相應(yīng)的功能控制界面，IFIX組態(tài)系統(tǒng)通過以太網(wǎng)連接將信號傳遞給GE PLC，此時(shí)與IFIX相應(yīng)控件建立對應(yīng)關(guān)系的PLC內(nèi)部繼電器得電，隨后啟動并執(zhí)行由Proficy Machine Edition軟件編寫的PLC程序，PLC程序經(jīng)過邏輯關(guān)系和程序運(yùn)算后，輸出開關(guān)量執(zhí)行信號。我們用BehaviorControl Programmer軟件將不同的開關(guān)量執(zhí)行信號與機(jī)器人系統(tǒng)中編寫的不同服務(wù)程序建立邏輯關(guān)系。當(dāng)某一開關(guān)量執(zhí)行信號輸出后，將觸發(fā)機(jī)器人系統(tǒng)中相對應(yīng)的服務(wù)程序，隨后機(jī)器人系統(tǒng)調(diào)用由Motion Editor編寫的相應(yīng)機(jī)器人的動作和姿態(tài)的控制程序以實(shí)現(xiàn)相關(guān)服務(wù)功能。

其中“休閑放松”功能是調(diào)用機(jī)器人舞蹈程序，并調(diào)用Windows系統(tǒng)中的音頻播放程序來實(shí)現(xiàn)；“智能引航”功能是調(diào)用機(jī)器人指引程序，并調(diào)用Windows系統(tǒng)中錄制好的語音播放程序來實(shí)現(xiàn)；“尋人尋物”功能是調(diào)用機(jī)器人尋人尋物程序，并調(diào)用Windows系統(tǒng)中文字音頻智能轉(zhuǎn)化程序（通過此程序可以按照錄入的文字進(jìn)行播音）加以實(shí)現(xiàn)的。

3.3 部分開發(fā)界面與程序

IFIX人機(jī)界面與程序（圖3）：

圖3 IFIX人機(jī)界面與程序

GE PLC程序（圖4）：

圖4 Proficy Machine Edition編程

Bioloid機(jī)器人控制程序（圖5）：

圖5 BehaviorControl Programmer編程

4 組態(tài)與仿真

我們使用GE9PowerTool這個(gè)驅(qū)動程序來連接IFIX和GE PLC，如圖6，其中左邊樹杈欄里Channel0是要添加IFIX需要通訊的PLC數(shù)量，Device0是用來設(shè)定PLC的名稱以及IP地址，在這里我們將PLC的IP地址設(shè)定為192.168.0.3，將工控計(jì)算機(jī)的IP地址設(shè)定為192.169.0.2，注意必須保證兩者的IP地址前三段的地址相同才能確保通訊正常。

樹杈欄中Datablock0是根據(jù)數(shù)據(jù)信號的不同，如數(shù)字量信號或模擬量信號，將IFIX中相對應(yīng)的過程數(shù)據(jù)庫中的變量與PLC中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息建立聯(lián)系，使PLC中的變化的數(shù)據(jù)信息可以及時(shí)反饋到IFIX的過程數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。根據(jù)我們的系統(tǒng)要求，共設(shè)定了2個(gè)數(shù)據(jù)塊，一個(gè)專門進(jìn)行數(shù)字量的信號聯(lián)系，一個(gè)專門建立模擬量的信號聯(lián)系。

圖6 GE9－PowerTool驅(qū)動程序

接下來就是將過程數(shù)據(jù)庫中的變量信息與IFIX監(jiān)控界面中的控制按鈕或顯示圖框建立對應(yīng)關(guān)系，在“標(biāo)簽名”中需要填寫監(jiān)控界面中的控制按鈕或顯示圖框的名稱，在“類型”中需要填寫數(shù)據(jù)類型，如數(shù)字量（DI）或模擬量（AI），在“I／0地址”中填寫與IFIX對應(yīng)的PLC中的I／0地址信息，如圖7：

圖7 數(shù)據(jù)庫管理器

通過以上的系統(tǒng)組態(tài)和通訊，我們用IFIX設(shè)計(jì)的系統(tǒng)功能界面與GE PLC建立了關(guān)聯(lián)。當(dāng)我們點(diǎn)擊功能界面上的某個(gè)功能按鈕時(shí)，所對應(yīng)的PLC的輸出端指示燈就會點(diǎn)亮，同時(shí)輸出對應(yīng)的開關(guān)量信號來觸發(fā)機(jī)器人控制程序。

5 結(jié)語

經(jīng)過不斷的實(shí)驗(yàn)和仿真，機(jī)器人智能迎賓服務(wù)系統(tǒng)可以較為理想地將目前公共場所服務(wù)體系所集中存在的一些問題進(jìn)行改進(jìn)和改善，同時(shí)它也將為今后服務(wù)體系的智能化和人性化發(fā)展提供有力的參考，并起到一定的推動作用。

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