一种基于机器人与区块链OSI协议多点通信方法与流程

一种基于机器人与区块链osi协议多点通信方法
技术领域
1.本发明涉及机器人通信技术领域，尤其涉及一种基于机器人与区块链osi协议多点通信方法。


背景技术：

2.现代科技进步，为许多行业带来了便捷性，尤其各行各业都用人工智能的机器人代替人工以实现减少人工成本，提高生产质量和生产速率，而现代机器人在应用方面，基于多机器人的协同生产车间，机器人通信还不能满足高质量和高效率生产的需求。
3.中国专利公开号：cn110071860b公开了一种机器人通信方法、机器人通信系统及机器人，其中，方法包括：从通信环网络的节点中选举生成管理节点，由管理节点生成令牌；管理节点生成通信环网络中所有节点的地址列表并广播地址列表；持有令牌的节点作为发送节点，当存在待发送数据包时，发送节点按照地址列表将待发送数据包发送给下一节点；通信环网络中的其他节点按照地址列表依次传输待发送数据包，当待发送数据包发送成功，发送节点按照地址列表将令牌发送给下一节点，下一节点成为新的发送节点。由此解决了机器人通信不可靠的问题；由此可见，所述机器人通信方法存在对于多机器人的协同生产过程控制不精准，导致生产效率低的问题。


技术实现要素：

4.为此，本发明提供一种基于机器人与区块链osi协议多点通信方法，用以克服现有技术中对于多机器人的协同生产过程控制不精准，导致生产效率低的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供一种基于机器人与区块链osi协议多点通信方法，包括：
6.步骤s1、网络构建模块建立基于区块链的机器人通信网络；
7.步骤s2、网络控制模块的控制执行单元获取若干机器人的信息，并将若干机器人作为网络节点上链，并在所述通信网络中设置管理节点；
8.步骤s3、网络控制模块的网络分配单元向若干所述机器人分配网络ip地址和网络私钥；
9.步骤s4、指令生成模块生成与各所述机器人的信息对应的操作指令；
10.步骤s5、指令传输模块将所述操作指令信息发送至加密模块，加密模块通过对应私钥加密设置各所述机器人的所述操作指令并设置所有所述操作指令的公钥，所述控制执行单元将加密完成的所述操作指令广播发送至网络；
11.步骤s6、各所述机器人接收所述操作指令并执行。
12.进一步地，在所述步骤s2中，当在所述通信网络中设置管理节点时，所述控制执行单元获取指令生成模块生成的若干操作指令，并发送预设数量的操作指令至若干所述机器人，所述网络控制模块的反馈识别单元获取若干所述机器人的对操作指令的平均反馈速率w，并根据该平均反馈速率w与预设反馈速率w0的比对结果初步确定若干所述机器人执行所
述操作指令是否达标，
13.若w≥w0，所述控制执行单元确定若干所述机器人执行所述操作指令达标；
14.若w＜w0，所述控制执行单元确定若干所述机器人执行所述操作指令不达标。
15.进一步地，在所述步骤s2中，当所述控制执行单元确定若干所述机器人执行所述操作指令达标时，所述控制执行单元计算所述平均反馈速率w和预设反馈速率w0的速率差值cw，设定cw＝w0-w，并根据该速率差值和预设速率差值的比对结果初步确定设置所述管理节点的数量，
16.其中，所述控制执行单元设有第一预设反馈速率差值cw1、第二预设反馈速率差值cw2、第一管理节点数量a1、第二管理节点数量a2以及第三管理节点数量a3，其中w1＜w2，a1＜a2＜a3，
17.当cw≤cw1时，所述控制执行单元初步确定所述管理节点数量为a3；
18.当cw1＜cw≤cw2时，所述控制执行单元初步确定所述管理节点数量为a2；
19.当cw＞cw2时，所述控制执行单元初步确定所述管理节点数量为a3。
20.进一步地，在所述步骤s6中，当各所述机器人接收所述操作指令并执行时，所述控制执行单元确定各所述机器人执行所述操作指令的完整度y，设定
[0021][0022]
其中，r为操作指令执行数量，r0为操作指令总数量，α为操作指令执行数量权值，g为操作指令中单个操作的位移量，g0为操作指令中单个操作的标准位移量，β为操作指令中单个操作的位移量权值。
[0023]
进一步地，当所述控制执行单元确定所述完整度完成时，根据所述完整度y与预设完整度y0的比对结果确定各所述机器人的操作指令的执行是否合格，
[0024]
若y≥y0，所述控制执行单元判定所述机器人的操作指令执行合格；
[0025]
若y＜y0，所述控制执行单元判定所述机器人的操作指令执行不合格。
[0026]
进一步地，当所述控制执行单元判定所述机器人的操作指令执行合格时，所述控制执行单元获取数据存储单元中存储的所述机器人的历史运行数据，并根据所述历史运行数据确定各所述机器人的执行合格率s，设定s＝t/tz，并根据该执行合格率s和预设执行合格率s0的比对结果确定各所述机器人是否可作为管理节点，其中t为历史运行数据中执行操作指令的合格次数，tz为历史运行数据中执行操作指令的总次数，
[0027]
若s≥s0，所述控制执行单元确定所述机器人可作为管理节点；
[0028]
若s＜s0，所述控制执行单元确定所述机器人不可作为管理节点。
[0029]
进一步地，当所述控制执行单元判定所述机器人的操作指令执行不合格时，所述控制执行单元统计执行不合格的所述机器人的不合格数量d，并根据该不合格数量d和预设不合格数量的比对结果确定是否对所述管理节点数量进行调节，其中所述控制执行单元设有第一预设不合格数量d1和第二预设不合格数量d2，
[0030]
当d≤d1时，所述控制执行单元判定不对所述管理节点的数量进行调节；
[0031]
当d1＜d≤d1时，所述控制执行单元初步判定对所述管理节点数量进行调整；
[0032]
当d＞d2时，所述控制执行单元判定对所述管理节点数量进行调整。
[0033]
进一步地，当所述控制执行单元判定对所述管理节点数量进行调节时，所述控制
执行单元计算所述不合格数量d和第二预设不合格数量d2的数量比值b1，设定b1＝d/d2，并根据该数量比值和预设数量比值的比对结果选取对应的调节系数对所述管理节点数量进行调节，
[0034]
其中，所述控制执行单元设有第一预设比值b1、第二预设比值b2、第一调节系数k1、第二调节系数k2和第三调节系数k3，其中b1＜b2，设定1＜k1＜k2＜k3＜1.5，
[0035]
当b≤b1时，所述控制执行单元选取第一调节系数k1对所述管理节点数量进行调节；
[0036]
当b1＜b≤b2时，所述控制执行单元选取第二调节系数k2对所述管理节点数量进行调节；
[0037]
当b＞b2时，所述控制执行单元选取第三调节系数k3对所述管理节点数量进行调节；
[0038]
当所述控制执行单元选取第j调节系数kj对所述管理节点数量进行调节时，设定j＝1，2，3，所述控制执行单元将调节后的所述管理节点数量设置为a4，设定a4＝an
×
ki，其中n＝1，2，3。
[0039]
进一步地，当所述控制执行单元初步判定对所述管理节点数量进行调节时，所述控制执行单元获取所述指令传输模块传输的所述操作指令的复杂度f，设定f＝u/uz，并根据该复杂度f和预设复杂度f0的比对结果确定是否调节所述管理节点数量，其中u为所述操作指令中不同种类操作的种类数量，uz为所述操作指令中操作的总数量，
[0040]
若f≥f0，所述控制执行单元判定对所述管理节点数量进行补偿；
[0041]
若f＜f0，所述控制执行单元判定不对所述管理节点数量进行补偿。
[0042]
进一步地，当所述控制执行单元判定对所述管理节点数量进行补偿时，所述控制执行单元计算所述复杂度f和预设复杂度f0的复杂度差值δf，设定δf＝f-f0，并根据该复杂度差值和预设复杂度差值的比对结果选取对应的补偿系数对所述管理节点数量进行补偿，
[0043]
其中，所述控制执行单元还设有第一预设复杂度差值δf1、第二预设复杂度差值δf2、第一补偿系数x1、第二补偿系数x2和第三补偿系数x3，其中δf1＜δf2，设定1＜x1＜x2＜x3＜1.3，
[0044]
当δf≤δf1时，所述控制执行单元选取第一补偿系数x1对所述管理节点数量进行补偿；
[0045]
当δf1＜δf≤δf2时，所述控制执行单元选取第二补偿系数x2对所述管理节点数量进行补偿；
[0046]
当δf＞δf2时，所述控制执行单元选取第三补偿系数x3对所述管理节点数量进行补偿；
[0047]
当所述控制执行单元选取第e补偿系数xe对所述管理节点数量进行补偿时，设定e＝1，2，3，所述控制执行单元将调节后的所述管理节点数量设置为a5，设定a5＝an
×
xe。
[0048]
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过将建立基于区块链的通信网络，以将生产车间所有生产机器人作为区块链节点上链，并在通信网络中设置多个机器人作为管理节点，当需要通过组织机器人进行生产时，通过设置的管理节点对所有机器人进行管理，并通过将操作指令广播发送，通过管理节点的反馈确定各机器人执行操作指令
是否合格，从而避免了若干机器人只由总线控制带来的压力，并且通过设置机器人作为管理节点，从而保证机器人执行操作指令的完整性，提高了对于多机器人的协同生产过程的控制精准度，进一步提高了生产效率。
[0049]
进一步地，本发明通过在总线与机器人之间的通信网络设置网络控制模块，并通过网络控制模块的控制执行单元中设置预设反馈速率，并在设置管理节点时，先预执行预设数量的操作指令，并确定所有机器人对操作指令的平均反馈速率，并根据该平均反馈速率与预设反馈速率的比对结果确定执行操作指令是否达标，进一步提高了对于多机器人的协同生产过程的控制精准度，进一步提高了生产效率。
[0050]
进一步地，本发明在确定执行操作指令的若干机器人的平均反馈速率达标时，根据反馈速率与预设反馈速率的速率差值确定设置管理节点的数量，从而保证若干机器人在执行协同生产任务时，均能够快速响应，准确完成生产，进一步提高了对于多机器人的协同生产过程的控制精准度，从而进一步提高了生产效率。
[0051]
进一步地，本发明通过在机器人执行操作指令时，确定机器人执行操作指令的完整度，并根据完整度和预设完整度的比对结果确定机器人执行操作指令的合格性，并通过获取机器人历史运行数据中执行操作指令的合格率，通过合格率确定机器人是否可作为管理节点，进一步提高了对于多机器人的协同生产过程的控制精准度，从而进一步提高了生产效率。
[0052]
进一步地，本发明通过在机器人的操作指令不合格时，统计若干机器人中执行操作指令不合格的数量，并根据不合格数量和预设不合格数量的比对结果确定是否对管理节点数量进行调节，进一步提高了对于多机器人的协同生产过程的控制精准度，从而进一步提高了生产效率。
附图说明
[0053]
图1为本发明实施例基于机器人与区块链osi协议多点通信方法的流程图；
[0054]
图2为本发明实施例应用基于机器人与区块链osi协议多点通信方法的控制系统的逻辑框图；
[0055]
图3为本发明实施例基于机器人与区块链osi协议多点通信方法的控制系统中网络控制模块的结构框图。
具体实施方式
[0056]
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0057]
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
[0058]
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0059]
请参阅图1所示，其为本发明实施例基于机器人与区块链osi协议多点通信方法的流程图。
[0060]
本发明实施例基于机器人与区块链osi协议多点通信方法，包括：
[0061]
步骤s1、网络构建模块建立基于区块链的机器人通信网络；
[0062]
步骤s2、网络控制模块的控制执行单元获取若干机器人的信息，并将若干机器人作为网络节点上链，并在所述通信网络中设置管理节点；
[0063]
步骤s3、网络控制模块的网络分配单元向若干所述机器人分配网络ip地址和网络私钥；
[0064]
步骤s4、指令生成模块生成与各所述机器人的信息对应的操作指令；
[0065]
步骤s5、指令传输模块将所述操作指令信息发送至加密模块，加密模块通过对应私钥加密设置各所述机器人的所述操作指令并设置所有所述操作指令的公钥，所述控制执行单元将加密完成的所述操作指令广播发送至网络；
[0066]
步骤s6、各所述机器人接收所述操作指令并执行。
[0067]
本发明实施例中，管理节点为机器人。
[0068]
具体而言，在所述步骤s2中，当在所述通信网络中设置管理节点时，所述控制执行单元获取指令生成模块生成的若干操作指令，并发送预设数量的操作指令至若干所述机器人，所述网络控制模块的反馈识别单元获取若干所述机器人的对操作指令的平均反馈速率w，并根据该平均反馈速率w与预设反馈速率w0的比对结果初步确定若干所述机器人执行所述操作指令是否达标，
[0069]
若w≥w0，所述控制执行单元确定若干所述机器人执行所述操作指令达标；
[0070]
若w＜w0，所述控制执行单元确定若干所述机器人执行所述操作指令不达标。
[0071]
具体而言，在所述步骤s2中，当所述控制执行单元确定若干所述机器人执行所述操作指令达标时，所述控制执行单元计算所述平均反馈速率w和预设反馈速率w0的速率差值cw，设定cw＝w0-w，并根据该速率差值和预设速率差值的比对结果初步确定设置所述管理节点的数量，
[0072]
其中，所述控制执行单元设有第一预设反馈速率差值cw1、第二预设反馈速率差值cw2、第一管理节点数量a1、第二管理节点数量a2以及第三管理节点数量a3，其中w1＜w2，a1＜a2＜a3，
[0073]
当cw≤cw1时，所述控制执行单元初步确定所述管理节点数量为a3；
[0074]
当cw1＜cw≤cw2时，所述控制执行单元初步确定所述管理节点数量为a2；
[0075]
当cw＞cw2时，所述控制执行单元初步确定所述管理节点数量为a3。
[0076]
具体而言，在所述步骤s6中，当各所述机器人接收所述操作指令并执行时，所述控制执行单元确定各所述机器人执行所述操作指令的完整度y，设定
[0077][0078]
其中，r为操作指令执行数量，r0为操作指令总数量，α为操作指令执行数量权值，g为操作指令中单个操作的位移量，g0为操作指令中单个操作的标准位移量，β为操作指令中单个操作的位移量权值。
[0079]
具体而言，当所述控制执行单元确定所述完整度完成时，根据所述完整度y与预设
完整度y0的比对结果确定各所述机器人的操作指令的执行是否合格，
[0080]
若y≥y0，所述控制执行单元判定所述机器人的操作指令执行合格；
[0081]
若y＜y0，所述控制执行单元判定所述机器人的操作指令执行不合格。
[0082]
具体而言，当所述控制执行单元判定所述机器人的操作指令执行合格时，所述控制执行单元获取数据存储单元中存储的所述机器人的历史运行数据，并根据所述历史运行数据确定各所述机器人的执行合格率s，设定s＝t/tz，并根据该执行合格率s和预设执行合格率s0的比对结果确定各所述机器人是否可作为管理节点，其中t为历史运行数据中执行操作指令的合格次数，tz为历史运行数据中执行操作指令的总次数，
[0083]
若s≥s0，所述控制执行单元确定所述机器人可作为管理节点；
[0084]
若s＜s0，所述控制执行单元确定所述机器人不可作为管理节点。
[0085]
具体而言，当所述控制执行单元判定所述机器人的操作指令执行不合格时，所述控制执行单元统计执行不合格的所述机器人的不合格数量d，并根据该不合格数量d和预设不合格数量的比对结果确定是否对所述管理节点数量进行调节，其中所述控制执行单元设有第一预设不合格数量d1和第二预设不合格数量d2，
[0086]
当d≤d1时，所述控制执行单元判定不对所述管理节点的数量进行调节；
[0087]
当d1＜d≤d1时，所述控制执行单元初步判定对所述管理节点数量进行调整；
[0088]
当d＞d2时，所述控制执行单元判定对所述管理节点数量进行调整。
[0089]
具体而言，当所述控制执行单元判定对所述管理节点数量进行调节时，所述控制执行单元计算所述不合格数量d和第二预设不合格数量d2的数量比值b1，设定b1＝d/d2，并根据该数量比值和预设数量比值的比对结果选取对应的调节系数对所述管理节点数量进行调节，
[0090]
其中，所述控制执行单元设有第一预设比值b1、第二预设比值b2、第一调节系数k1、第二调节系数k2和第三调节系数k3，其中b1＜b2，设定1＜k1＜k2＜k3＜1.5，
[0091]
当b≤b1时，所述控制执行单元选取第一调节系数k1对所述管理节点数量进行调节；
[0092]
当b1＜b≤b2时，所述控制执行单元选取第二调节系数k2对所述管理节点数量进行调节；
[0093]
当b＞b2时，所述控制执行单元选取第三调节系数k3对所述管理节点数量进行调节；
[0094]
当所述控制执行单元选取第j调节系数kj对所述管理节点数量进行调节时，设定j＝1，2，3，所述控制执行单元将调节后的所述管理节点数量设置为a4，设定a4＝an
×
ki，其中n＝1，2，3。
[0095]
具体而言，当所述控制执行单元初步判定对所述管理节点数量进行调节时，所述控制执行单元获取所述指令传输模块传输的所述操作指令的复杂度f，设定f＝u/uz，并根据该复杂度f和预设复杂度f0的比对结果确定是否调节所述管理节点数量，其中u为所述操作指令中不同种类操作的种类数量，uz为所述操作指令中操作的总数量，
[0096]
若f≥f0，所述控制执行单元判定对所述管理节点数量进行补偿；
[0097]
若f＜f0，所述控制执行单元判定不对所述管理节点数量进行补偿。
[0098]
具体而言，当所述控制执行单元判定对所述管理节点数量进行补偿时，所述控制
执行单元计算所述复杂度f和预设复杂度f0的复杂度差值δf，设定δf＝f-f0，并根据该复杂度差值和预设复杂度差值的比对结果选取对应的补偿系数对所述管理节点数量进行补偿，
[0099]
其中，所述控制执行单元还设有第一预设复杂度差值δf1、第二预设复杂度差值δf2、第一补偿系数x1、第二补偿系数x2和第三补偿系数x3，其中δf1＜δf2，设定1＜x1＜x2＜x3＜1.3，
[0100]
当δf≤δf1时，所述控制执行单元选取第一补偿系数x1对所述管理节点数量进行补偿；
[0101]
当δf1＜δf≤δf2时，所述控制执行单元选取第二补偿系数x2对所述管理节点数量进行补偿；
[0102]
当δf＞δf2时，所述控制执行单元选取第三补偿系数x3对所述管理节点数量进行补偿；
[0103]
当所述控制执行单元选取第e补偿系数xe对所述管理节点数量进行补偿时，设定e＝1，2，3，所述控制执行单元将调节后的所述管理节点数量设置为a5，设定a5＝an
×
xe。
[0104]
请参阅图2和3所示，图2为本发明实施例应用基于机器人与区块链osi协议多点通信方法的控制系统的逻辑框图；图3为本发明实施例基于机器人与区块链osi协议多点通信方法的控制系统中网络控制模块的结构框图。
[0105]
本发明实施例应用基于机器人与区块链osi协议多点通信方法的控制系统，包括：
[0106]
网络构建模块，其用以构建基于区块链的机器人通信网络；
[0107]
网络控制模块，其与网络构建模块连接，其包括用以控制机器人执行操作指令的控制执行单元，用以向若干所述机器人分配网络ip地址和网络私钥的网络分配单元，用以接收机器人反馈信息的反馈识别单元，以及存储机器人历史运行数据的存储单元；
[0108]
指令生成模块，其分别与所述网络构建模块和网络控制模块连接，用以在网络构建模块构建机器人通信网络完成时根据生产需求生成操作指令。
[0109]
指令传输模块，其分别与网络控制模块和指令生成模块连接，用以在指令生成模块生成操作指令时，将指令传输至加密模块；
[0110]
加密模块，其分别与网络控制模块和指令传输模块连接，用以在指令传输模块传输操作指令时，根据网络控制模块确定的网络私钥加密操作指令和设置公钥。
[0111]
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
[0112]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。