网络计划技术

校园网络设计方案

　　随着计算机、通信和多媒体技术的发展，使得网络上的应用更加丰富。同时在多媒体教育和管理等方面的需求，对校园网络也提出进一步的要求。因此需要一个高速的、具有先进性的、可扩展的校园计算机网络以适应当前网络技术发展的趋势并满足学校各方面应用的需要。信息技术的普及教育已经越来越受到人们关注。学校领导、广大师生们已经充分认识到这一点，学校未来的教育方法和手段，将是构筑在教育信息化发展战略之上，通过加大信息网络教育的投入，开展网络化教学，开展教育信息服务和远程教育服务等将成为未来建设的具体内容。

　　调研情况

　　学校有几栋建筑需纳入局域网，其中原有计算机教室将并入整个校园网络。根据校方要求，总的信息点将达到 3000个左右。信息节点的分布比较分散。将涉及到图书馆、实验楼、教学楼、宿舍楼、食堂等。主控室可设在教学楼的一层，图书馆、实验楼和教学楼为信息点密集区。

　　需求功能

　　校园网最终必须是一个集计算机网络技术、多项信息管理、办公自动化和信息发布等功能于一体的综合信息平台，并能够有效促进现有的管理体制和管理方法，提高学校办公质量和效率，以促进学校整体教学水平的提高。

　　二、设计特点

　　根据校园网络项目，我们应该充分考虑学校的实际情况，注重设备选型的性能价格比，采用成熟可靠的技术，为学校设计成一个技术先进、灵活可用、性能优秀、可升级扩展的校园网络。考虑到学校的中长期发展规划，在网络结构、网络应用、网络管理、系统性能以及远程教学等各个方面能够适应未来的发展，最大程度地保护学校的投资。学校借助校园网的建设，可充分利用丰富的网上应用系统及教学资源，发挥网络资源共享、信息快捷、无地理限制等优势，真正把现代化管理、教育技术融入学校的日常教育与办公管理当中。学校校园网具体功能和特点如下：

　　技术先进

　　采用千兆以太网技术，具有高带宽1000Mbps 速率的主干，100Mbps 到桌面，运行目前的各种应用系统绰绰有余，还可轻松应付将来一段时间内的应用要求，且易于升级和扩展，最大限度的保护用户投资；

　　网络设备选型为国际知名产品，性能稳定可靠、技术先进、产品系列全及完善的服务保证；

　　采用支持网络管理的交换设备，足不出户即可管理配置整个网络。

　　网络互联：

　　提供国际互联网ISDN 专线接入（或DDN），实现与各公共网的连接；

　　可扩容的远程拨号接入/拨出，共享资源、发布信息等。应用系统及教学资源丰富；

　　有综合网络办公系统及各个应用管理系统，实现办公自动化，管理信息化；

　　有以WEB数据库为中心的综合信息平台，可进行消息发布，招生广告、形象宣传、课业辅导、教案参考展示、资料查询、邮件服务及远程教学等。

　　三、校园网布局结构

　　校园比较大，建筑楼群多、布局比较分散。因此在设计校园网主干结构时既要考虑到目前实际应用有所侧重，又要兼顾未来的发展需求。主干网以中控室为中心，设几个主干交换节点，包括中控室、实验楼、图书馆、教学楼、宿舍楼。中心交换机和主干交换机采用千兆光纤交换机。中控室至图书馆、校园网的主干即中控室与教学楼、实验楼、图书馆、宿舍楼之间全部采用8芯室外光缆；楼内选用进口6芯室内光缆和5类线。

　　根据学校的实际应用，配服务器7台，用途如下：

　　① 主服务器2台：装有Solaris操作系统，负责整个校园网的管理，教育资源管理等。其中一台服务器装有DNS服务，负责整个校园网中各个域名的解析。另一台服务器装有电子邮件系统，负责整个校园网中各个用户的邮件管理。

　　②WWW服务器1台：装有Linux操作系统，负责远程服务管理及WEB站点的管理。WEB服务器采用现在比较流行的APACHE服务器，用PHP语言进行开发，连接MYSQL数据库，形成了完整的动态网站。

　　③电子阅览服务器1台：多媒体资料的阅览、查询及文件管理等；

　　④教师备课服务器1台：教师备课、课件制作、资料查询等文件管理以及Proxy服务等。

　　⑤光盘服务器1台：负责多媒体光盘及视频点播服务。

　　⑥图书管理服务器1台：负责图书资料管理。

　　在充分考虑学校未来的应用，整个校园的信息节点设计为3000个左右。交换机总数约 50台左右，其中主干交换机5台，配有千兆光纤接口。原有计算机机房通过各自的交换机接入最近的主交换节点，并配成多媒体教学网。INTERNET接入采用路由器接ISDN方案，也可选用DDN专线。可保证多用户群的数据浏览和下载。

　　四、网络拓扑图

　　光纤以太网技术是现在两大主流通信技术的融合和发展，即以太网和光网络。它集中了以太网和光网络的优点，如以太网应用普遍、价格低廉、组网灵活、管理简单，光网络可靠性高、容量大。光以太网的高速率、大容量消除了存在于局域网和广域网之间的带宽瓶颈，将成为未来融合话音、数据和视频的单一网络结构。光纤以太网产品可以借助以太网设备采用以太网数据包格式实现WAN通信业务。目前，光纤以太网可以实现10Mbps、100Mbps以及1Gbps等标准以太网速度。

　　光纤以太网设备是以第2层LAN交换机、第3层LAN交换机，SONET设备和DWDM为基础。一些公司推出专为出了光纤以太网交换机，这种交换机具有多种特性，可以尽量确保服务质量（如实现数据包分类和拥塞管理等）。这种产品均可能要求下列关键技术和性能：高可靠性、高端口密度、服务质量保证等功能。

　　光纤以太网业务与其他宽带接入相比更为经济高效，但到目前为止它的使用只限于办公大楼或楼群内已铺设光纤的地方。使用以太网的这种新方法的战略价值不仅仅限于廉价的接入。它既可用于接入网，也可用于服务供应商网络中的本地骨干网。它可以只用在第2 层，也可以作为实现第3层业务的有效途径。它可以支持IP、IPX以及其他传统协议。此外，由于在本质上它仍属于LAN，因此可用来帮助服务供应商管理企业LAN及企业LAN和其他网之间的互连。

互联网项目计划书

　　多功能——互联网+家庭服务机器人

　　计

　　划

　　书

　　摘要：在人力成本逐步提高的今天，机器人代替一部分人的工作已经成为了发展趋势；而如今的机器人大多是专一化的完成特定工作的机器人，在家庭服务方面更是如此。在此特定的环境下，我们设计研发一款针对家庭服务的服务型机器人，尽可能的综合各种家用机器人的功能，集家政服务、娱乐、安全于一身的多功能互联网+机器人，以此来满足更多家庭的需求。

　　关键字：机器人、家庭服务、多功能

　　第一部分：项目创意

　　一、背景及目的

　　机器人发展背景：

　　我国在服务机器人领域的研发与日本、美国等国家相比起步较晚。近年来,在国家863计划的支持下，我国在服务机器人研究和产品研发方面已开展了大量工作，并取得了一定的成绩，如哈尔滨工业大学研制的导游机器人、迎宾机器人、清扫机器人等；华南理工大学研制的机器人护理床；虽然我国在上世纪90年代中后期就已经开始了服务机器人相关技术的研究，但是我国服务机器人市场从2005年前后才开始初具规模。目前，我国的家用服务机器人主要有吸尘器机器人、教育、娱乐、保安机器人、智能轮椅机器人、智能穿戴机器人、智能玩具机器人，同时还有一批为服务机器人提供核心控制器、传感器和驱动器功能部件的企业。目前市场上销售的保洁机器人有北京利而浦电器有限责任公司的福玛特保洁机器人、浙江海星电子科技有限公司的HAC-2智能吸尘器、深圳银星智能电器有限公司的kv8家用清洁机器人、台湾某公司的QQ-2保洁机器人、上海罗宝公司的罗宝智能吸尘器机器人等。服务机器人在家庭中的应用是其发展的一个重要方向，势必涉及到智能传感器单元的应用、通信协议接口、无线通信网络等技术，这也是服务机器人技术在广义上的应用，并有可能带动服务机器人在家用领域的产业应用。

　　针对目前市场上的家庭服务类机器人，主要存在以下几个问题：机器人功能专一化，一类机器人只能完成专门的特定任务，然而针对复杂繁多的家庭服务问题，功能专一化的机器人很难完成，我们也不可能针对各项家庭服务问题都购买专门的服务机器人。而且当前的机器人发展不完善，成本过高，只能是一些高端消费人群的奢侈品，很难进入寻常百姓家。

　　研发目的：主要针对机器人发展的一系列问题，解决机器人专一化造成的资源浪费和机器人成本过高限制了机器人发展的问题。让机器人能够像汽车和手机一样进入寻常百姓家，成为大众消费的必需品。主要研发一款集家政、教育训练、娱乐等与一身的多功能，高智能机器人。（使用互联网技术为人、烹饪器具和机器人提供通讯的渠道，协助完成各项任务。即就是将家庭中各类有必要连接的设备连接为一个统一的整体，统一指挥、协助完成各项任务）。

　　研发意义：多功能家庭服务机器人通过功能上的综合体系，提高了机器人工作的对象使得机器人的功能从传统的单一化到集成化；这样势必会大大降低机器人的成本，推动机器人更快的进入市场，扩大市场空间，推动机器人产业的迅猛发展，同时更多的将人从复杂繁琐的劳动中解放出来。

　　二、项目功能

　　项目功能规划：

　　一个基于互联网控制的产品，可以通过手机APP、电脑软件窗口、人机交互界面进行控制。

　　功能：机器人的各部分功能设计着眼应用于家庭服务的各个环节的需要以及人们现代生活的需要，尽可能多的给机器人赋予更多的功能，满足不同人群的需要。本设计具备以下功能：

　　家政服务：

　　清洁（地面清洁、洗涤等）、辅助烹饪（切菜等）、护理（老人、婴儿）。

　　家庭环境监测：

　　空气质量监测（温度、PM2.5、湿度等）、燃气管道（安全监测等）、电网（安全监测等）、水管（安全、控制等）、防盗报警、家庭设备运行监测与控制（灯光、空调、冰箱、电视等）、健康监测管理（体温等）。

　　娱乐（教育训练）：（赞美）投影仪、模拟KTV、情感心理、人性化。

　　自我故障监测：为机器人设定特定的自我检测程序，监测机器人的运行情况。由于机器人控制着几乎整个家庭设备的运行情况以及家庭的安全保障，所以必须时刻保证机器的良好运行。在检测到设备故障，机器必须交出控制权，以保证家庭设备的正常运行。

　　机器人控制：机器人支持网络远程控制、手机APP网络控制以及人机交互界面控制。为安全控制设置控制优先权，人机交互控制优先权高于网络控制。

　　三、产品设计

　　1、产品模型图

　　2、机械结构设计

　　（1）机器人手臂设计：采用六自由度设计。

　　采用整个手臂有六个电机驱动，采用六自由度设计，可以实现空间任意一点的定位，满足任意工作的需求。

　　（2）关节驱动方案：

　　采用直齿轮、伞齿轮配合驱动，正向力矩短，减小驱动力臂。反向力矩长，有利于自锁。

　　（3）行走机构：

　　行走机构采用四台电机分别驱动四个轮子。轮子采用左旋、右旋两种轮子，采用对角安装方式，可以实现一个平面内的三个自由度的运动。

　　（4）清扫机构：

　　毛刷将垃圾卷入垃圾导引通道，通道内部安装刮板，将垃圾从毛刷上刮落，送入垃圾收集箱。

　　行走机构与垃圾清扫机构的整体安装：

　　（5）头部结构设计

　　头部预留两个自由度，机器人头部可以实现点头和摇头的动作，内置两个图像传感器充当机器人的眼睛，头部两侧安装两个扬声器。额头部安装红外温度传感器采集外界温度。机器人唇部安装微型MIC采集外界声音信号。

　　（6）接口

　　机器人预留各种外部接口通道，连接各种家庭必备的传感器，用以扩展机器人的功能已达到万能、多用途的目的。例如在家庭电网中加装电流、电压传感器，采集电网电流、电压信号，传输给机器人，由机器人对所采集的信息进行处理，以监测电网的运行情况，并适时做出处理。