智能人機(jī)交互通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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0引言

智能人機(jī)交互即時(shí)通信是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要研究方向，針對(duì)它的研究已經(jīng)受到了業(yè)界的高度重視[1?3]。人機(jī)交互即時(shí)通信系統(tǒng)組建了一個(gè)能夠在線舉行實(shí)時(shí)溝通的平臺(tái)，得到了宏大用戶的廣泛使用。左韜等人提出并設(shè)計(jì)基于以太網(wǎng)EtherCAT的人機(jī)交互通信系統(tǒng)[4]。對(duì)以太網(wǎng)通信總線網(wǎng)絡(luò)延時(shí)舉行分析，通過(guò)最小二乘法與支持向量機(jī)的有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)延遲的在線測(cè)試。并以此為依據(jù)，通過(guò)可變延遲校正PID操縱器，對(duì)操縱對(duì)象的參數(shù)舉行識(shí)別，完成操縱對(duì)象模型變化的自適應(yīng)調(diào)解。測(cè)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，該系統(tǒng)可將通信延遲操縱在合理范圍內(nèi)，但存在通信信道較為擁擠，通信信號(hào)幅值波動(dòng)較大，即通信不穩(wěn)定的處境。李沫等人提出并設(shè)計(jì)基于星型網(wǎng)的通信系統(tǒng)[5]。該系統(tǒng)中將星型網(wǎng)絡(luò)組建為5個(gè)節(jié)點(diǎn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)定位以及通信系統(tǒng)，并將系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的硬件組成實(shí)現(xiàn)、定位，以及通信軟件設(shè)計(jì)當(dāng)作研究重點(diǎn)。測(cè)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，系統(tǒng)穩(wěn)定性較為穩(wěn)當(dāng)，但無(wú)法將通信延遲操縱在相對(duì)合理的范圍內(nèi)。郭麗萍等人提出并設(shè)計(jì)基于MicrochipMCP2515CAN的通信系統(tǒng)[6]。以CAN協(xié)議原理和應(yīng)用技術(shù)為理論依據(jù)，通過(guò)外掛MicrochipMCP2515CAN設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)基于AVR的CAN通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí)得志電源操縱體系方案需要。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中分別設(shè)計(jì)了CAN總線整體布局、操縱器以及收發(fā)器等片面硬件和軟件，并對(duì)該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載處境舉行分析。測(cè)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載處境較為樂(lè)觀，但存在通信安好性差的問(wèn)題。智能人機(jī)交互是當(dāng)前社會(huì)不成缺少的技術(shù)之一，智能人機(jī)交互的通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，更是該領(lǐng)域進(jìn)展的重要途徑。

1智能人機(jī)交互通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1登錄與退出單元

在該單元中，當(dāng)客戶端啟動(dòng)系統(tǒng)，展現(xiàn)登錄界面后，立刻輸入用戶名稱及密碼完成登錄。過(guò)程中客戶端向服務(wù)器傳輸用戶登錄信息，服務(wù)器再對(duì)用戶登錄信息舉行解析，獲取用戶名與密碼，然后探尋數(shù)據(jù)庫(kù)相應(yīng)數(shù)據(jù)，以完成數(shù)據(jù)驗(yàn)證。假設(shè)用戶不存在或是密碼不一致，那么服務(wù)器將驗(yàn)證失敗結(jié)果返送至客戶端；假設(shè)驗(yàn)證結(jié)果為通過(guò)，那么服務(wù)器將數(shù)據(jù)庫(kù)中用戶的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為在線?？蛻舳耸盏礁娉尚畔⒅?，根據(jù)系統(tǒng)提示實(shí)現(xiàn)即時(shí)通信。

客戶端在舉行登錄時(shí)，會(huì)向服務(wù)器傳輸消息，服務(wù)器接收到信息后，得到客戶端IP和通信端口號(hào)?？蛻舳送顺鱿到y(tǒng)時(shí)，會(huì)向服務(wù)器傳輸用戶已下線的消息，此時(shí)，服務(wù)器會(huì)將客戶端狀態(tài)改為離線狀態(tài)。系統(tǒng)登錄和退出流程如圖1所示。

1.2通信數(shù)據(jù)傳輸單元

通信數(shù)據(jù)信息在傳輸過(guò)程中，共分為屬性消息傳輸與消息內(nèi)容傳輸兩種形式[7?8]。消息屬性中包含：消息名稱、擴(kuò)展名、全名。通信消息傳輸需要將消息并行傳輸，要利用多線程傳輸技術(shù)完成人機(jī)交互通信，進(jìn)而疏散通信流量，防治展現(xiàn)通信通道擁擠的狀況，鞏固通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

通信數(shù)據(jù)信息傳輸概括流程如圖2所示。

圖2中，在智能人機(jī)交互通信數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)倪^(guò)程中，傳送端和接收端有三種交互狀況：傳送端先傳送通信數(shù)據(jù)屬性到接收方，并由接收方抉擇接收信息與否；在通信數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，傳送方取消信息發(fā)送；在通信數(shù)據(jù)傳送時(shí)，接收方取消信息的接收。

1.3通信數(shù)據(jù)信息加密單元

智能人機(jī)交互通信自身存在的安好問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重阻礙其推廣利用，解決該問(wèn)題成為了通信軟件設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵之一[9?11]。在基于RS232的智能人機(jī)交互通信系統(tǒng)中，使用DES加密法在通信數(shù)據(jù)信息傳送之前舉行加密，并在接收之后舉行解密。該系統(tǒng)使用OpenSSL開(kāi)源軟件中DES加密函數(shù)完成智能人機(jī)交互通信數(shù)據(jù)信息加密以及解密。僅需在通信數(shù)據(jù)文件中代入“#include”，就能夠在代碼中實(shí)現(xiàn)通信信息數(shù)據(jù)加密。

1.4智能人機(jī)交互通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

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