【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及智能控制，特別是涉及一種智能協(xié)作控制系統(tǒng)、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品。
技術(shù)介紹
1、隨著工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)（internet?of?things，iot）的迅猛發(fā)展，智能協(xié)作控制系統(tǒng)在提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化資源配置、增強(qiáng)安全性等方面扮演著關(guān)鍵角色。在現(xiàn)行技術(shù)中，多種通信協(xié)議、傳感器技術(shù)和數(shù)據(jù)處理方法被集成到智能協(xié)作控制系統(tǒng)中，但這些系統(tǒng)常常面臨數(shù)據(jù)傳輸延遲高、處理能力不足、系統(tǒng)集成度低等挑戰(zhàn)。此外，現(xiàn)有的智能協(xié)作控制系統(tǒng)在任務(wù)調(diào)度和決策制定方面通常缺乏智能化，難以實(shí)現(xiàn)即時響應(yīng)和決策自適應(yīng)調(diào)整。
2、鑒于此，結(jié)合先進(jìn)的無線通信、機(jī)器學(xué)習(xí)、實(shí)時操作系統(tǒng)等高新技術(shù)，開發(fā)一種高效、智能的協(xié)作控制系統(tǒng)變得尤為關(guān)鍵。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請的目的是提供一種智能協(xié)作控制系統(tǒng)、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品，可高效地實(shí)現(xiàn)協(xié)作控制，并提高了協(xié)作控制系統(tǒng)的智能化程度。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝巳缦路桨福?/p>
3、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N智能協(xié)作控制系統(tǒng)，包括：通信感知模塊、智能決策模塊、決策執(zhí)行模塊、資源協(xié)調(diào)模塊、監(jiān)控與反饋模塊和人機(jī)交互模塊。
4、通信感知模塊，用于接入外部傳感器，并基于用戶自定義傳輸協(xié)議對外部傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取、預(yù)處理及存儲。
5、智能決策模塊，用于從通信感知模塊獲取外部傳感數(shù)據(jù)，并根據(jù)外部傳感數(shù)據(jù)，采用分層強(qiáng)化學(xué)習(xí)和博弈論結(jié)合的手段進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃和實(shí)時決策，得到?jīng)Q策指令。決策指令包括用于實(shí)現(xiàn)相應(yīng)子任務(wù)的程序指令。
6、決
7、監(jiān)控與反饋模塊，用于持續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)和執(zhí)行結(jié)果，并將系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)和執(zhí)行結(jié)果通過人機(jī)交互模塊展示給用戶。
8、資源協(xié)調(diào)模塊，用于管理各個子系統(tǒng)的合作，最大化控制系統(tǒng)的效率，處理各子系統(tǒng)執(zhí)行子任務(wù)時的資源調(diào)度和資源沖突。
9、可選地，通信感知模塊具有藍(lán)牙傳輸、wifi傳輸和有線傳輸多個傳輸路徑，能夠通過不同的傳輸手段接收各種類型的外部傳感器所采集的數(shù)據(jù)信息并對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行預(yù)處理和存儲；通信感知模塊的用戶自定義傳輸協(xié)議采用強(qiáng)加密標(biāo)準(zhǔn)確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性，使用加密算法來保護(hù)數(shù)據(jù)內(nèi)容；用戶自定義傳輸協(xié)議還使用高效的壓縮算法減少傳輸數(shù)據(jù)的大小，提高傳輸速度；用戶自定義傳輸協(xié)議還采用多線程異步傳輸技術(shù)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?；用戶自定義傳輸協(xié)議還使用高效的編碼和序列化技術(shù)，減少數(shù)據(jù)在傳輸過程中的開銷。
10、可選地，智能決策模塊根據(jù)外部傳感數(shù)據(jù)，采用分層強(qiáng)化學(xué)習(xí)，將復(fù)雜的目標(biāo)任務(wù)分解為一系列簡單的子任務(wù)，使用博弈論中的合作博弈模型來分配子任務(wù)，結(jié)合q-learning和博弈論為整個系統(tǒng)提供最優(yōu)策略規(guī)劃，得到?jīng)Q策指令；對合作博弈模型進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整時，使用策略梯度的方法來改進(jìn)策略，調(diào)整學(xué)習(xí)率、折扣因子和模型其他超參數(shù)以提高性能或使用經(jīng)驗(yàn)回放來提高數(shù)據(jù)效率和學(xué)習(xí)穩(wěn)定性。
11、可選地，決策執(zhí)行模塊包括一塊工業(yè)級微控制單元及其外圍電路，工業(yè)級微控制單元具有數(shù)字信號處理單元和浮點(diǎn)運(yùn)算單元；決策執(zhí)行模塊可根據(jù)智能決策模塊給出的決策指令，控制各個子系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的操作以實(shí)現(xiàn)決策，并將決策的執(zhí)行結(jié)果發(fā)送給監(jiān)控與反饋模塊。
12、可選地，監(jiān)控與反饋模塊用于持續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)和決策的執(zhí)行結(jié)果，并將系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)和執(zhí)行結(jié)果通過人機(jī)交互模塊展示給用戶；監(jiān)控與反饋模塊還用于根據(jù)系統(tǒng)的具體需求，定義性能指標(biāo)并定期進(jìn)行基準(zhǔn)測試，以評估系統(tǒng)的性能是否達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，還用于實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)性能指標(biāo)，快速發(fā)現(xiàn)性能瓶頸；監(jiān)控與反饋模塊還用于結(jié)合統(tǒng)計學(xué)方法和機(jī)器學(xué)習(xí)算法學(xué)習(xí)并識別正常模式和異常模式，給關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定閾值，當(dāng)參數(shù)超過閾值時觸發(fā)報警，當(dāng)檢測到異?；蛐阅芟陆禃r，通過人機(jī)交互模塊的報警系統(tǒng)通知用戶。
13、可選地，資源協(xié)調(diào)模塊用于協(xié)調(diào)和調(diào)度各子系統(tǒng)之間的工作流，并處理各子系統(tǒng)潛在的資源競爭、時間沖突和優(yōu)先級沖突，最大化控制系統(tǒng)的效率；資源協(xié)調(diào)模塊使用實(shí)時操作系統(tǒng)freertos，采用基于時間片輪轉(zhuǎn)和優(yōu)先級搶占的調(diào)度策略，根據(jù)任務(wù)的重要性賦予不同的優(yōu)先級，優(yōu)先級更高的任務(wù)更先被調(diào)用資源執(zhí)行，且每個任務(wù)在運(yùn)行一個時間片后會被放回就緒隊(duì)列尾部，以確保其他同優(yōu)先級的任務(wù)有機(jī)會執(zhí)行。
14、可選地，人機(jī)交互模塊使用工業(yè)級串口屏，并設(shè)計有人機(jī)交互界面，允許用戶通過人機(jī)交互界面監(jiān)控和控制系統(tǒng)；人機(jī)交互界面包括主顯示區(qū)、狀態(tài)提示區(qū)和設(shè)備控制區(qū)；主顯示區(qū)，用于實(shí)時數(shù)據(jù)的展示和控制面板的顯示，用戶可通過控制面板操作實(shí)現(xiàn)任務(wù)的啟停和優(yōu)先級的調(diào)整；狀態(tài)提示區(qū)，用于展示通信情況、系統(tǒng)電量、通信方式和外接設(shè)備類型；設(shè)備控制區(qū)，用于供用戶選擇并刪除已接入的外接設(shè)備；外接設(shè)備包括外部傳感器。
15、第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N計算機(jī)設(shè)備，包括：存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)前文所述的智能協(xié)作控制系統(tǒng)。
16、第三方面，本申請?zhí)峁┝艘环N計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，該計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)前文所述的智能協(xié)作控制系統(tǒng)。
17、第四方面，本申請?zhí)峁┝艘环N計算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計算機(jī)程序，該計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)前文所述的智能協(xié)作控制系統(tǒng)。
18、根據(jù)本申請?zhí)峁┑木唧w實(shí)施例，本申請公開了以下技術(shù)效果：
19、本申請?zhí)峁┝艘环N智能協(xié)作控制系統(tǒng)、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品，在該控制系統(tǒng)中，首先利用通信感知模塊接入外部傳感器，并基于用戶自定義傳輸協(xié)議對外部傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取、預(yù)處理及存儲，隨后通過智能決策模塊從通信感知模塊獲取外部傳感數(shù)據(jù)，并采用分層強(qiáng)化學(xué)習(xí)和博弈論結(jié)合的手段進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃和實(shí)時決策，得到?jīng)Q策指令，并由決策執(zhí)行模塊根據(jù)決策指令控制各個子系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的操作，并將執(zhí)行結(jié)果發(fā)送給監(jiān)控與反饋模塊；最后通過監(jiān)控與反饋模塊持續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)和執(zhí)行結(jié)果，并將系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)和執(zhí)行結(jié)果通過人機(jī)交互模塊展示給用戶；在執(zhí)行過程中，還通過資源協(xié)調(diào)模塊管理各個子系統(tǒng)的合作，最大化控制系統(tǒng)的效率，處理各子系統(tǒng)執(zhí)行子任務(wù)時的資源調(diào)度和資源沖突。本申請的上述智能協(xié)作控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r接收和處理來自各類外部傳感器的數(shù)據(jù)，不受硬件限制，可擴(kuò)展性極強(qiáng)，采用分層強(qiáng)化學(xué)習(xí)與博弈論相結(jié)合的決策手段，能夠根據(jù)復(fù)雜的環(huán)境和狀態(tài)信息進(jìn)行智能的任務(wù)規(guī)劃，自動分配任務(wù)并優(yōu)化執(zhí)行策略，這一智能化的決策過程相比于傳統(tǒng)的規(guī)則驅(qū)動方式，能夠適應(yīng)更多的變化和復(fù)雜的操作需求。此外還通過資源協(xié)調(diào)模塊以最大化控制系統(tǒng)效率的目的管理各個子系統(tǒng)的合作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的高效調(diào)度，提高了協(xié)作控制系統(tǒng)的整體性能和穩(wěn)定性。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種智能協(xié)作控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：通信感知模塊、智能決策模塊、決策執(zhí)行模塊、資源協(xié)調(diào)模塊、監(jiān)控與反饋模塊和人機(jī)交互模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能協(xié)作控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通信感知模塊具有藍(lán)牙傳輸、WIFI傳輸和有線傳輸多個傳輸路徑，能夠通過不同的傳輸手段接收各種類型的外部傳感器所采集的數(shù)據(jù)信息并對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行預(yù)處理和存儲；所述通信感知模塊的用戶自定義傳輸協(xié)議采用強(qiáng)加密標(biāo)準(zhǔn)確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性，使用加密算法來保護(hù)數(shù)據(jù)內(nèi)容；所述用戶自定義傳輸協(xié)議還使用高效的壓縮算法減少傳輸數(shù)據(jù)的大小，提高傳輸速度；所述用戶自定義傳輸協(xié)議還采用多線程異步傳輸技術(shù)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩凰鲇脩糇远x傳輸協(xié)議還使用高效的編碼和序列化技術(shù)，減少數(shù)據(jù)在傳輸過程中的開銷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能協(xié)作控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能決策模塊根據(jù)外部傳感數(shù)據(jù)，采用分層強(qiáng)化學(xué)習(xí)，將復(fù)雜的目標(biāo)任務(wù)分解為一系列簡單的子任務(wù)，使用博弈論中的合作博弈模型來分配子任務(wù)，結(jié)合Q-Learning和博弈論為整個系統(tǒng)提供最優(yōu)策略規(guī)劃，得到?jīng)Q策指令；對合作博弈模型進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整時，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能協(xié)作控制系統(tǒng)，其特征在于，所述決策執(zhí)行模塊包括一塊工業(yè)級微控制單元及其外圍電路，所述工業(yè)級微控制單元具有數(shù)字信號處理單元和浮點(diǎn)運(yùn)算單元；所述決策執(zhí)行模塊可根據(jù)所述智能決策模塊給出的決策指令，控制各個子系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的操作以實(shí)現(xiàn)決策，并將決策的執(zhí)行結(jié)果發(fā)送給所述監(jiān)控與反饋模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能協(xié)作控制系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控與反饋模塊用于持續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)和決策的執(zhí)行結(jié)果，并將系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)和所述執(zhí)行結(jié)果通過所述人機(jī)交互模塊展示給用戶；所述監(jiān)控與反饋模塊還用于根據(jù)系統(tǒng)的具體需求，定義性能指標(biāo)并定期進(jìn)行基準(zhǔn)測試，以評估系統(tǒng)的性能是否達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，還用于實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)性能指標(biāo)，快速發(fā)現(xiàn)性能瓶頸；所述監(jiān)控與反饋模塊還用于結(jié)合統(tǒng)計學(xué)方法和機(jī)器學(xué)習(xí)算法學(xué)習(xí)并識別正常模式和異常模式，給關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定閾值，當(dāng)參數(shù)超過閾值時觸發(fā)報警，當(dāng)檢測到異?；蛐阅芟陆禃r，通過所述人機(jī)交互模塊的報警系統(tǒng)通知用戶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能協(xié)作控制系統(tǒng)，其特征在于，所述資源協(xié)調(diào)模塊用于協(xié)調(diào)和調(diào)度各子系統(tǒng)之間的工作流，并處理各子系統(tǒng)潛在的資源競爭、時間沖突和優(yōu)先級沖突，最大化控制系統(tǒng)的效率；所述資源協(xié)調(diào)模塊使用實(shí)時操作系統(tǒng)FreeRTOS，采用基于時間片輪轉(zhuǎn)和優(yōu)先級搶占的調(diào)度策略，根據(jù)任務(wù)的重要性賦予不同的優(yōu)先級，優(yōu)先級更高的任務(wù)更先被調(diào)用資源執(zhí)行，且每個任務(wù)在運(yùn)行一個時間片后會被放回就緒隊(duì)列尾部，以確保其他同優(yōu)先級的任務(wù)有機(jī)會執(zhí)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能協(xié)作控制系統(tǒng)，其特征在于，所述人機(jī)交互模塊使用工業(yè)級串口屏，并設(shè)計有人機(jī)交互界面，允許用戶通過所述人機(jī)交互界面監(jiān)控和控制系統(tǒng)；所述人機(jī)交互界面包括主顯示區(qū)、狀態(tài)提示區(qū)和設(shè)備控制區(qū)；所述主顯示區(qū)，用于實(shí)時數(shù)據(jù)的展示和控制面板的顯示，用戶可通過控制面板操作實(shí)現(xiàn)任務(wù)的啟停和優(yōu)先級的調(diào)整；所述狀態(tài)提示區(qū)，用于展示通信情況、系統(tǒng)電量、通信方式和外接設(shè)備類型；所述設(shè)備控制區(qū)，用于供用戶選擇并刪除已接入的外接設(shè)備；所述外接設(shè)備包括外部傳感器。
8.一種計算機(jī)設(shè)備，包括：存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的智能協(xié)作控制系統(tǒng)。
9.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，其特征在于，該計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的智能協(xié)作控制系統(tǒng)。
10.一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計算機(jī)程序，其特征在于，該計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的智能協(xié)作控制系統(tǒng)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種智能協(xié)作控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：通信感知模塊、智能決策模塊、決策執(zhí)行模塊、資源協(xié)調(diào)模塊、監(jiān)控與反饋模塊和人機(jī)交互模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能協(xié)作控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通信感知模塊具有藍(lán)牙傳輸、wifi傳輸和有線傳輸多個傳輸路徑，能夠通過不同的傳輸手段接收各種類型的外部傳感器所采集的數(shù)據(jù)信息并對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行預(yù)處理和存儲；所述通信感知模塊的用戶自定義傳輸協(xié)議采用強(qiáng)加密標(biāo)準(zhǔn)確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性，使用加密算法來保護(hù)數(shù)據(jù)內(nèi)容；所述用戶自定義傳輸協(xié)議還使用高效的壓縮算法減少傳輸數(shù)據(jù)的大小，提高傳輸速度；所述用戶自定義傳輸協(xié)議還采用多線程異步傳輸技術(shù)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?；所述用戶自定義傳輸協(xié)議還使用高效的編碼和序列化技術(shù)，減少數(shù)據(jù)在傳輸過程中的開銷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能協(xié)作控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能決策模塊根據(jù)外部傳感數(shù)據(jù)，采用分層強(qiáng)化學(xué)習(xí)，將復(fù)雜的目標(biāo)任務(wù)分解為一系列簡單的子任務(wù)，使用博弈論中的合作博弈模型來分配子任務(wù)，結(jié)合q-learning和博弈論為整個系統(tǒng)提供最優(yōu)策略規(guī)劃，得到?jīng)Q策指令；對合作博弈模型進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整時，使用策略梯度的方法來改進(jìn)策略，調(diào)整學(xué)習(xí)率、折扣因子和模型其他超參數(shù)以提高性能或使用經(jīng)驗(yàn)回放來提高數(shù)據(jù)效率和學(xué)習(xí)穩(wěn)定性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能協(xié)作控制系統(tǒng)，其特征在于，所述決策執(zhí)行模塊包括一塊工業(yè)級微控制單元及其外圍電路，所述工業(yè)級微控制單元具有數(shù)字信號處理單元和浮點(diǎn)運(yùn)算單元；所述決策執(zhí)行模塊可根據(jù)所述智能決策模塊給出的決策指令，控制各個子系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的操作以實(shí)現(xiàn)決策，并將決策的執(zhí)行結(jié)果發(fā)送給所述監(jiān)控與反饋模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能協(xié)作控制系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控與反饋模塊用于持續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)和決策的執(zhí)行結(jié)果，并將系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)和所述執(zhí)行結(jié)果通過所述人機(jī)交互模塊展示給用戶；所述監(jiān)控與反饋模塊還用于根據(jù)系統(tǒng)的具體需求，定義性能指標(biāo)并定期進(jìn)行基準(zhǔn)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：首召兵，王慧泉，劉金鑫，商志新，竇海琪，梁澤彬，
申請(專利權(quán))人：深圳市太美亞電子科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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