行空板无人驾驶系列课程 第11课：智能酒店服务机器人 简单

智能酒店服务机器人是科技进步推动下的创新解决方案，旨在提升酒店行业的服务质量和运营效率。这些机器人能够提供多种服务，如送餐、行李搬运和信息咨询，通过与顾客互动实现个性化体验。此外，智能机器人24小时不间断服务，减轻了员工负担，提升了运营效率。

接下来，我们将使用行空板无人驾驶小车来实现智能酒店服务机器人的功能。当智能服务机器人接收到客人发出的送餐请求后，它将在预设的路线行驶，将指定的餐品送到下单房间。

任务目标

移动终端：用于酒店客人在房间内进行点餐操作。

智能终端：智能终端安装在小车上，作为接收指令和执行操作的核心模块。它能够接收来自移动终端的点餐指令，并进行送餐服务。到达点餐房间后，停止巡线。

知识点

1. 确定客房移动终端与智能终端的通信方式

2. 接收移动终端的服务请求，并进行相应的处理。

3. 了解物联网的通信协议

材料清单

硬件清单：

软件使用：Mind+编程软件

下载地址：https://mindplus.cc/

课前准备  环境设置

在开始正式学习之前，我们需要对行空板进行一些基础准备，确保系统和环境设置都正确。

具体步骤，请参考：行空板无人驾驶系列课程 第一课 课前准备 部分内容。

动手实践

酒店服务机器人中，客户需要一个移动终端，用于发送点餐信息。然后机器人作为智能终端，负责接收消息，并执行餐食的配送操作。

任务一：搭建移动终端—点餐设备

设计简洁、直观的点餐界面，允许客户通过触摸屏选择餐品，并提交订单。

任务二：搭建智能终端—配送设备

搭建一个智能终端（自动配送系统），用于接收移动终端（点餐设备）发送的订单信息，并根据订单信息执行餐食配送到指定地点的操作。

任务一：搭建移动终端-点餐设备

1.硬件连接

将单独的一块行空板M10，使用USB线连接到计算机。

2.准备工作

这个项目中，我们需要使用两块行空板组建物联网，一块行空板作为移动终端，用于客房的用户进行点餐操作，一块行空板搭配小车作为智能终端，接收到点餐信息后进行配送。

如果在第10课中，我们都已经做好了配置网络和开启服务器的操作，那这里，我们可以直接查看两块行空板的IP地址是否处于同一个网段，处于同一个网段就不需要重复配置了。

注意：关于“配置网络-开启SIoT服务器”的操作方法，可以参考第10课 智能远程车辆控制系统中任务一的准备工作，这里就不做详细地讲解了。

（1）进入SIoT2.0物联网平台：浏览器地址栏输入服务器端IP地址：192.168.1.151，进入行空板设置界面，进入应用开关，然后点击“打开页面”，进入SIoT2.0服务平台登录页面。输入对应的账号和密码，即可完成登录。账号：siot，密码：dfrobot。

（2）创建主题：登录成功后，进入SIoT数据管理页面。然后点击“新建主题”，在弹出窗口中填写“主题名称”，点击“确定”完成主题的创建，页面会显示对应的主题标签。

使用同样的方法，再创建一个新主题"配送食物"。

注意：如果你之前有创建主题，可以将之前创建好的主题删除，也可以不删，之前的主题不会对现在的项目产生影响。

3.软件准备

（1）打开Mind+：按照下面的图示完成软件准备工作。

（2）添加官方库：点击“扩展”，在“官方库”中找到“MQTT-py”，并完成添加。

4.编写程序

（1）UI界面设计

首先观察一下，移动终端的点餐设备的界面上都包含了哪些元素？背景、房间号与点餐食物信息、房间号选择按钮、食物图片按钮。

将背景图片和食物图片，从素材文件夹库，导入到“文件系统”的“项目中的文件”中。

使用“对象名 显示图片 在X Y ”指令，设置图片的XY坐标为（0,0），将文件系统中的“背景.png”显示在行空板上。

在房间号与点餐食物信息文字后面，使用“对象名 显示文字 在X Y 字号 颜色”指令，新建“房间号”与“配送食物”对象，用于接收房间号选择与点餐按钮的信息。

接下来，使用“对象名 增加按钮 在 X Y 宽 高 点击回调函数button_click1”与“当点击回调函数button_click2被触发”指令，分别设置“房间M”与“房间T”按钮。

当“点击回调函数button_click1被触发”，说明客户住的房间M，使用“更新文本内容参数”指令，将房间对象的内容更新为“房间M”。同样的，当“点击回调函数button_click2被触发”，客户住的房间T，使用“更新对象名 的文本内容参数为 ”指令，将房间对象的内容更新为“房间T”。

食物选择按钮，使用“对象名 显示图片 在X Y ”指令，设置水果、甜品、咖啡图片分别显示在（20,200），（100,198），（170,200）位置。

由于用户可以通过点击食物图片进行选择，食物图片也是一个按钮。因此，使用“对象名 的点击回调函数为 ”指令，将图片设置为按钮；然后，在对应的点击回调函数被触发时，使用“更新对象名 的文本内容参数为 ”指令，将文本内容更新为图片对应的食物名称。

（2）发送数据

移动终端要向SIoT服务器端发送数据，首先使用MQTT指令区的“MQTT的初始化——发起连接——保持连接——订阅”这四个指令，向SIoT服务器端发起连接。

button_click1与button_click2按钮的功能是选择房间号，因此在对应的“当点击回调函数 被触发”指令下，使用“MQTT发布并存储数据”指令，向SIoT服务器发送文本数据“M”、“T”，并将数据存储在SIoT服务器对应的主题“siot/房间号”中。

接下来，在图片按钮回调函数指令下，使用“MQTT发布并存储数据”指令，向SIoT服务器发送文本数据“水果”、“甜品”、“咖啡”，并将数据存储在SIoT服务器对应的主题“siot/配送食物”中。完整程序如下：

5.程序运行

移动终端的行空板接通电源后，在Mind+中远程连接192.168.1.151，连接成功后，点击运行。移动终端的行空板上出现控制的UI界面，点击对应的按钮后，SIoT服务器上就会收到移动终端发送的消息。例如，点击“房间M”按钮后，SIoT服务器的“siot/房间号”主题中，显示选择的房间号M。

任务二：搭建智能终端-配送设备

1.硬件连接

这个任务需要用到摄像头和三合一的巡线传感器，连接方式在前面的课程中有详细的介绍，这里大家检查一下是否连接好即可。

2.软件准备

（1）打开Mind+：新建一个项目，按照下面的图示完成软件准备工作。

（2）添加官方库：点击“扩展”，在“官方库”中找到“行空板”、“MQTT-py”、“OpenCV”，并完成添加。

（3）添加pinpong库：点击“扩展”，在“pinpong库”中找到“pinpong初始化”，并完成添加。

（4）添加用户库：点击“扩展”，在“用户库”中找到“Maxbot行空板小车电机驱动”，并完成添加。

3.编写程序

（1）开启区域识别模式

使用ONNX模型进行物体识别，需要通过模型加载和预处理、图像处理、图像预测与展示这三个步骤。这些步骤在第10课都已经学习过了，详细的解释可以去看第10课的任务三，这里不做详细介绍。

注意：由于在任务一中，我们的房间号提供的是M和T，所以这里用的是M和T这两个字母的识别模型。

（2）接收移动终端数据

智能终端要接收SIoT服务器的数据，同样要使用MQTT指令，与SIoT服务器保持连接。使用MQTT指令区的“MQTT的初始化——发起连接——保持连接——订阅”这四个指令，向SIoT服务器端发起连接。连接成功后，使用“MQTT订阅 ”指令，订阅任务一中创建好的2个主题“siot/房间号”、“siot/配送食物”。

使用“当MQTT从MQTT主题接收到MQTT信息”指令，来接收服务器端的控制指令。

新建“变量room_flag”、“变量food_flag”，并在“Python主程序开始”下，初始化变量room_flag的值为文本“none”，初始化food_flag的值为0。然后在“当MQTT从MQTT主题接收到MQTT信息”指令，使用“global ”指令，设置这两个变量为全局变量。

接下来，对“MQTT主题”进行判断，如果接收到的是“siot/房间号”的信息，将“MQTT信息”赋值给“变量room_flag”；如果接收到的是“siot/配送食物”的信息，将“变量food_flag”赋值为1。

（3）启动送餐服务

新建函数“line_track”，然后在该函数下，编写巡线程序。当然，还需要在“Python主程序开始”指令下，使用“pin初始化 引脚号 模式”指令，对巡线传感器引脚进行初始化。

送餐服务和区域识别模式，是两个独立的功能，需要同时执行。因此，使用“线程对象thread1启动”，新建一个线程，并在“Python主程序开始”指令下启动该线程。然后，在“当线程对象thread1启动后执行”指令下，调用“line_track”函数。

但是需要注意，我们的配送设备只有在接收到配送服务的请求后，才能开启巡线进行食物配送。因此，需要使用“等待直到 ”指令，进行判断，当“变量room_flag”的值不为“none”且“变量food_flag”的值不为0时，说明移动终端发起了送餐请求。

注意：在"当线程对象thread1启动后执行"指令下，声明这两个变量为全局变量。

如何才能判断配送设备到达了指定的点餐房间呢？可以使用识别结果“变量predict_result”与MQTT信息中的房间号“变量room_flag”进行判断，如果两个一致，就说明到达点餐房间。

到达点餐房间后，使用“电机全部停止”指令，控制小车停在该房间门口。完整程序如下：

4.程序运行

远程连接192.168.1.80，连接成功后，点击运行。程序运行成功后，摄像头打开，将摄像头检测到的画面实时显示在行空板屏幕上。移动终端进行点餐服务后，小车开始巡线，在巡线过程中，识别到对应房间的卡纸，小车停止巡线。

5.试一试

任务二在实际运行过程中，很容易出现误识别，导致小车中途停止巡线，然后也会将食物送错房间。大家想一想，该怎么修改程序降低误识别呢？

提示：新增变量count_T，当连续识别到字母“T”超过5次时，才将predict_result更新为“T”。

知识园地

1. 了解物联网通信协议

物联网（IoT，Internet of Things）通信协议是使设备之间能够进行数据交换和通信的标准化规则。由于物联网设备通常需要在不同的网络环境下运行，涉及低功耗设备、传输距离不同的网络环境等，因此使用了多种通信协议。以下是几种我们常用到的物联网通信协议：

2. 为什么WiFi和MQTT一起使用

这里你可能会有疑惑，既然只需要一个通信协议就可以实现数据传感器，那行空板为什么需要在连接WiFi后，还需要在编程中使用MQTT协议呢？原因如下：

1.Wi-Fi 提供网络连接，MQTT 提供高效通信：

Wi-Fi 是行空板连接到互联网的基础，确保设备能够与其他设备或云端进行数据交换。

MQTT 则是在这个互联网连接的基础上，提供高效、轻量级的通信方式，适合物联网设备在不同设备之间快速交换小量数据。

2. 低功耗与高效性：

即使行空板通过 Wi-Fi 连接互联网，MQTT 协议的 低功耗 特性使得设备能够长时间运行，特别适合需要电池供电的设备。

3. 实时数据交换：

Wi-Fi 提供了稳定的互联网连接，MQTT 使得设备可以快速响应并实时交换数据，例如传感器的读取数据、控制命令的发送等。

4. 适应性强：

Wi-Fi 支持高速、广泛的设备联网需求，而 MQTT 协议能够适应各种物联网设备间的实时通信，特别是对于传感器数据、控制信号等需要即时处理的小数据。

所以，通过 Wi-Fi 连接网络后，使用 MQTT 协议能够实现设备之间高效、实时的消息传递，而不占用过多带宽和电力，适合长时间运行的物联网应用。

挑战自我

为了增强互动性，是否可以将USB音频模块用上呢，当小车到达送餐位置时，播放语音“尊敬的客户您好，你点的食物已送达，请及时取餐”。