摘 要

这些年，我国在技术上取得了很大的突破，服务机器人逐步进入人们生活里的诸多方面，比如从事维护、修理、运输、清理、购物、监视等。近年来，全球服务机器人市场保持较快的增长速度，并且随着我国人口老年化的趋势，研究服务机器人有重大理论价值和现实意义。本文主要内容如下：

(1)首先本文探讨了国内国外服务机器人的构造以及背景，目的是掌握了它的基本发展历程和方向。

(2)然后设计服务机器人控制系统，设计机器人控制系统的结构，描绘控制系统的图形，建造人机交互平台。

(3)系统的调试与结果分析

(4)总结论文的研究成果，分析不足并展望发展。

总而言之，本篇论文主要是设计基于Umple的室内购物服务机器人控制系统，本文主要围绕如何实现控制系统的建立而展开的，主要包括UML建模及Umple技术的研究，利用工具绘制UML图以及随后系统的搭建工作。

关键词：服务机器人；UML建模；Umple技术；系统搭建

Abstract

With the development of society and improvement of technology, service robot has gradually entered into many aspects of daily life such as in the maintenance, repair, cleaning, transportation, shopping, security and so on. In recent years, the global service robot market to maintain a rapid growth rate, and with the trend of aging population in our country, there is great the theoretical value and practical significance of the research of service robot. The main contents are as follows:

(1)first, the structure of the domestic and foreign service robots is studied, and the basic technology of the robot is mastered

(2)secondly, the service robot control system is designed, the structure of the robot control system is designed, the graphics of the control system is described, and the human-computer interaction platform is constructed

(3)then, studying system debugging and result analysis

(4)finally, summarize the research results, analyze the problems and look forward to the development

In a word, this thesis is mainly to design indoor shopping service robot control system based on Umple. This paper mainly focuses on how to realize the establishment of control system, including UML modeling and Umple technology research, using tools to draw UML diagram and the subsequently system construction work.

Key words: service robot; UML modeling; Umple technology; Construction of system

目 录

第 1 章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 课题背景及研究意义 1

1.3 国内外服务机器人研究现状 2

1.3.1 国内服务机器人研究现状 2

1.3.2 国外服务机器人研究现状 2

1.4 论文主要研究内容及安排 3

第 2 章 标准建模语言UML 4

2.1 引言 4

2.2 UML介绍 4

2.2.1 UML的主要内容 5

2.2.2 UML的特点 6

2.3 UML建模 7

2.4 Umple介绍 7

第 3 章 系统分析 8

3.1 引言 8

3.2 功能介绍 8

3.3 系统的基本流程图 9

3.4 系统的用例模型 10

3.5 系统的静态模型 11

3.6 系统的动态模型 14

3.6.1 系统的时序图与协作图设计 14

3.6.2 系统的状态图与活动图设计 15

3.7 系统的部署模型 17

第 4 章 系统实现 19

4.1 引言 19

4.2 数据库实现 19

4.3 用户登录模块 24

4.4 系统的主界面 24

4.5 用户密码修改 25

4.6 商品基本信息界面 25

4.7 控制机器人购物界面 26

4.8 系统测试 27

第 5 章 总结和展望 28

5.1 总结 28

5.2 展望 28

参考文献 29

致谢 30

绪论

1.1 引言

当前世界经济繁荣发展，科学技术也不断进步，在这个时期，我国已经大步迈入老年化社会。截止2016底，我国60岁往上的老年人数量早已到达2.3亿，占总人丁数量的16.7%，到2020年，我国人丁老龄化程度将达到17.8%，2021到2035年会是我们国家老年人丁再一次增加的顶峰期^[1]。而我国又是一个发展中国家，追求经济的快速爬升就急需庞大的劳动力来填补劳动力不足这个问题，大力发展机器人自动化正好解决了这个问题。服务机器人是机器人这个领域发展的主流研究方向，它引起了世界对服务机器人的广泛关注以及研究。当今，国内里不低于48个国家在开发机器人技术，当中25个国家已涉及服务型机器人研发，^[2]它的行业技术得到持续的飞速发展，不仅能够解决劳动力成本高、人口老年化等难题，还对它所涉及到的技术与产业的发展起了不可或缺的作用。中国在服务机器人这个范畴的研究与日本、美国等国对比开始研究的时间较晚，但是中国目前现在跻身到了全世界五大强国之列，我国服务机器人研究与市场化生产运作仍需要时间的积累进步。

1.2 课题背景及研究意义

这篇文章集中谈论室内购物环境中服务机器人控制系统，讨论如何设计开发一个基于Umple的服务机器人控制系统。通过控制系统控制服务机器人完成商品的获取以及计算商品价格等基础功能。世界上对机器人的定义分为工业机器人和服务机器人，而本文主要研究的就是后半部分，是对它的系统设计进行分析。服务机器人的设计就是用来给人们提供便利的机器，简单来说就是服务大众的东西，它差不多能够划分为家庭服务型机器人和专用服务机器人。服务机器人研究覆盖范围涵盖机器设备、电子、控制、计算机、传感器、通讯与互联网等很多科目和范畴，是非常多的高端科学研究硕果的综合体现。跟着社会进步，它的适用领域逐渐变大，服务机器人的标准化、模块化、网络化和智能化水平也逐渐变好，作用逐渐变大。在此之前这方面的的科研和开展大多在各个学校的科研场地中进行，而现在商界和各大企业也备受瞩目，当前，越来越多的公司开始着重在服务机器人领域的发展，因为他们发现了里面的商机。

这些年，机器人的诞生已经改变了并将持续影响社会的各个方面，大到经济和科学研究，小到日常生活和教育。研究服务机器人的目的显而易见就是服务，机器人能完成人不能的很多工作和工作，它能不知疲倦的重复一件事，它能探索危机四伏的未知地，它能快速准确的完成一件事。如今，机器人已经广泛的应用于制造业，汽车厂有它的存在，车辆才能焊接更精准；监测站有了它的存在，数据才能存储更精确；材料处理厂有它的存在，材料才能切割更精细，总而言之，对它的研究意义重大。

1.3 国内外服务机器人研究现状

当前，在全球上服务机器人处于领先地位的国家有美国、日本、德国、韩国和中国，国内目前处于全球五大强国的席位，当然在这个方面要想和美国、日本等国家比较的话，我国服务机器人研究与市场化生产运作仍处于初级阶段，国内专门研发生产服务机器人的企业少且多半集中于低端市场^[3]。

1.3.1 国内服务机器人研究现状

在这个领域里我国研发开始时间较晚，通过调查家用服务机器人囊括了几乎日常生活的方方面面如清洁、看护、指导、监视、娱乐等方面。并且在“863”计划的帮助下，清华大学在服务机器人研究方面取得了可喜可贺的飞速成长，而且获得了相当可观的成果，例如护理机器人方面^[4]。哈尔滨大学研制的智能迎宾导游机器人就是其中的一个例子，这个服务机器人功能非常强大，它具备迎宾招待、导游讲解、才艺表演、自主行走、自主避障、人机对话等功能，不仅如此，他们还研发了一个巡逻保安机器人并且具有多路传感信息的采集和无线发送的功能，这个系统可以在室外环境下扫描周围的参数比如大气湿度、空气温度、烟尘雾霾、火焰光亮、有毒气体和不法侵入等信息。它可在指定的区域之间四处巡逻，并且在发现未授权的侵入时能发出警告，给控制端发送信息。它能够自动拍摄录像并且传送到指挥中心。