博創(chuàng)尚和
——“卓越之星”工程套件

北京博創(chuàng)尚和科技有限公司（簡稱“博創(chuàng)尚和”）前身為北京博創(chuàng)興盛科技有限公司（簡稱“博創(chuàng)科技”）機器人事業(yè)部，長久以來立足教育，以智能機器人技術(shù)為核心，以工程創(chuàng)新教育和素質(zhì)教育為理念，致力于為高等院校及科研院所提供機器人產(chǎn)品、服務(wù)及應(yīng)用解決方案，已與全國近500所高等院校在科研、創(chuàng)新教學(xué)、比賽、工程實踐和實訓(xùn)等方面進行合作，是國內(nèi)教育機器人行業(yè)的佼佼者。

博創(chuàng)科技成立于2002年，總部坐落于具有“中國硅谷”之稱的高新科技核心區(qū)——北京中關(guān)村，依托清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等一流高校的先進技術(shù)及豐富資源，組成一支以博士、碩士為主的實力雄厚的研發(fā)團隊，在機器人及自動化領(lǐng)域擁有數(shù)十項發(fā)明專利、實用新型專利和軟件著作權(quán)，被評為國家高新技術(shù)企業(yè)和北京市創(chuàng)新企業(yè)，并獲得國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎、三等獎各一項，通過ISO9000，CE等認證。

博創(chuàng)尚和專注教育領(lǐng)域，在成為中國高等院校工程創(chuàng)新教育知名產(chǎn)品提供商的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身優(yōu)勢，把先進的智能機器人技術(shù)和教育理念延伸到中小學(xué)領(lǐng)域，立志成為中國教育娛樂機器人行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。

目前博創(chuàng)尚和有員工40余人，其中研發(fā)團隊近20人，占總?cè)藬?shù)40%以上，同時與清華、北航機器人相關(guān)實驗室合作，保證公司能為用戶源源不斷地提供國內(nèi)領(lǐng)先的機器人產(chǎn)品、技術(shù)及解決方案。

博創(chuàng)尚和從市場出發(fā)，緊貼高校用戶需求，融合各行業(yè)先進技術(shù)，并結(jié)合公司在模塊化機器人領(lǐng)域豐富的經(jīng)驗，于今年上半年推出國內(nèi)第一款結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的高校工業(yè)、工程實訓(xùn)套件——“卓越之星”。

一、產(chǎn)品介紹

“卓越之星?”模塊化工程套件，是一套用于開展工程創(chuàng)新實驗的模塊化套件，融合了多樣化的機器人技術(shù)以及先進的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以通過簡單的編程，快速實現(xiàn)工程原型，是理工科學(xué)生動手實踐創(chuàng)新的絕佳平臺。該產(chǎn)品技術(shù)特點有：

1）融合了多種行業(yè)通用技術(shù)，使學(xué)生能盡可能多的接觸行業(yè)技術(shù)標準；

2）引入多種無線通信方式，極大擴展工程實訓(xùn)的系統(tǒng)規(guī)模；

3）模塊化的產(chǎn)品形式，使學(xué)生能在使用中充分發(fā)揮工程設(shè)計和工程實現(xiàn)能力；

4）提供極強的擴展性，可通過多種方式對新興技術(shù)進行集成；

5）提供全部組件的三維實體模型（IGES格式），可用于PRO/E等軟件搭建機器人虛擬樣機，也可用于ANSYS等軟件進行運動學(xué)和動力學(xué)仿真。

6）提供LUBY控制器的電路原理圖及文檔。用戶可以裁減、增添各種功能，開發(fā)自己的控制卡。

7）提供大量C語言范例源程序。學(xué)生可以透徹認識機器人工作原理，自己改寫更復(fù)雜的程序，實現(xiàn)創(chuàng)新功能。

8）提供Crater圖形化編程軟件及Keil MDK兩種編程方式。

9）組件包擴展：標準版套件配合適應(yīng)不同行業(yè)領(lǐng)域需要專屬包使用，能產(chǎn)生更好的教學(xué)實踐效果，同時，組件包包含的專業(yè)化特殊組件，能給使用者帶來意外的驚喜。如：

ExSTAR卓越之星標準版，ExSTAR-FA自動工廠組件包，ExSTAR-ITS智能交通組件包，ExSTAR-NRC網(wǎng)絡(luò)機器人對抗賽組件包等。

“卓越之星”適用領(lǐng)域包括：作為大學(xué)工科學(xué)生的創(chuàng)新實訓(xùn)課程教具和實驗器材；作為大學(xué)工科學(xué)生的課程設(shè)計或者畢業(yè)設(shè)計平臺；適合大學(xué)工科院系搭建大型模擬工業(yè)生產(chǎn)線場景、物聯(lián)網(wǎng)模擬應(yīng)用場景；適合作為大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)課程教具和實驗器材；適合物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)研究、學(xué)習(xí)者搭建快速原型，驗證原理和可行性；適合研究者用于驗證理論算法、驗證學(xué)術(shù)論文的結(jié)論。

圖1 搭建的范例構(gòu)型

二、典型應(yīng)用

1.ITS智能交通-出租車調(diào)度系統(tǒng)

ITS組件包是針對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通領(lǐng)域應(yīng)用的教學(xué)實訓(xùn)產(chǎn)品。利用該產(chǎn)品提供的沙盤平臺及模塊化組件，結(jié)合沙盤模型材料，用戶能快速搭建智能交通應(yīng)用場景模型。產(chǎn)品提供范例構(gòu)型——“無人駕駛出租車智能調(diào)度系統(tǒng)”的整套設(shè)計資料，包含搭建手冊、控制器源程序、調(diào)度軟件等。用戶可以在此基礎(chǔ)上完成展示構(gòu)型的再現(xiàn)或者進行二次開發(fā)，構(gòu)建智能交通場景模型供科學(xué)研究教學(xué)使用。

圖2 無人駕駛出租車智能調(diào)度系統(tǒng)

使用系統(tǒng)提供的軟硬件資源，能實現(xiàn)以下系統(tǒng)功能。

1） 系統(tǒng)構(gòu)成

“無人駕駛出租車智能調(diào)度系統(tǒng)”包含4個子系統(tǒng)，

車輛控制系統(tǒng)：包含至少6輛自動駕駛電動汽車，能通過傳感器實現(xiàn)自動導(dǎo)航、蔽障、防追尾、保持車距，能實現(xiàn)電池電量的自動檢測并能與充電樁交互實現(xiàn)自動充電。

交通監(jiān)控系統(tǒng)：能實現(xiàn)路況信息的收集和發(fā)布，提供給出租車以規(guī)避擁堵路段。

車輛管理系統(tǒng)：以“調(diào)度樞紐”為中心，負責打車信息的收集發(fā)布，能根據(jù)路況信息規(guī)劃出租車任務(wù)最優(yōu)路徑，通過高效管理調(diào)度，提高運營效率。

圖3 自動工廠

旅行信息系統(tǒng)：開放信息接口，讓第三方用戶端軟件可以共享數(shù)據(jù)，協(xié)助調(diào)度。用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)享用到自助式出租車旅行體驗

2） 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

應(yīng)用模塊化組件，能組織成為一個樹形ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，調(diào)度樞紐、出租車、路況傳感器、ETC收費系統(tǒng)、交通燈、智能充電樁等裝置能方便接入網(wǎng)絡(luò)，并實現(xiàn)信息實時交互。

無線傳感器終端能收集路況信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)并傳送到調(diào)度樞紐和出租車。

調(diào)度樞紐通過串口與上位機（PC）調(diào)度軟件通信，調(diào)度軟件通過人機接口收集用戶打車信息，并通過與調(diào)度樞紐交互，實現(xiàn)對在庫出租車的調(diào)度

通過系統(tǒng)各結(jié)點的信息交互，實現(xiàn)出租車最優(yōu)路徑的智能規(guī)劃。

3） 系統(tǒng)二次開發(fā)功能

除實現(xiàn)上述演示功能外，產(chǎn)品包含充足的模塊化零件及開放的資源，以方便用戶在此基礎(chǔ)上進行軟硬件的二次開放。例如：通過對調(diào)度軟件的修改，可以實現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)接入因特網(wǎng)，實現(xiàn)云數(shù)據(jù)的共享或進行遠程操作；將結(jié)構(gòu)件搭建的或者自制的ITS功能裝置或系統(tǒng)方便地植入該系統(tǒng)中，形成新的系統(tǒng)功能模型。

2.自動工廠（FA）

自動工廠著重體現(xiàn)卓越之星在工業(yè)自動化領(lǐng)域的強大表現(xiàn)力。該組件包包含工業(yè)通用型材、帶傳動組件等結(jié)構(gòu)，配合卓越之星標準版提供的直線運動單元等零件，在通用安裝孔板上，搭建能實現(xiàn)工藝要求的生產(chǎn)裝備模型。

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