1. 選題背景與意義
隨著人工智能與機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展，仿人機(jī)器人（如軟銀機(jī)器人公司的NAO機(jī)器人）在科研、教育、服務(wù)乃至商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。在計(jì)算機(jī)軟硬件及輔助設(shè)備批發(fā)行業(yè)中，新產(chǎn)品的發(fā)布、展示與推廣是核心業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)之一。傳統(tǒng)的新品發(fā)布主要依賴靜態(tài)展臺(tái)、宣傳冊(cè)或常規(guī)數(shù)字媒體，互動(dòng)性與科技感不足，難以在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。
本課題旨在設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于SSM（Spring + Spring MVC + MyBatis）框架的“NAO機(jī)器人新品發(fā)布系統(tǒng)”。該系統(tǒng)將NAO機(jī)器人作為動(dòng)態(tài)、交互式的產(chǎn)品發(fā)布載體，結(jié)合后臺(tái)管理系統(tǒng)，為計(jì)算機(jī)軟硬件批發(fā)商提供一個(gè)集產(chǎn)品信息管理、發(fā)布流程控制、機(jī)器人行為編排與實(shí)時(shí)交互演示于一體的智能化解決方案。通過(guò)機(jī)器人進(jìn)行新品發(fā)布，不僅能極大增強(qiáng)發(fā)布活動(dòng)的吸引力與科技感，還能實(shí)現(xiàn)7x24小時(shí)不間斷、標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品展示與客戶互動(dòng)，有效降低人力成本，提升品牌形象與客戶體驗(yàn)。因此，本課題的研究與實(shí)現(xiàn)具有明確的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值與市場(chǎng)潛力。
2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)與主要功能
系統(tǒng)總目標(biāo)： 構(gòu)建一個(gè)穩(wěn)定、易用、可擴(kuò)展的Web應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)NAO機(jī)器人在新品發(fā)布場(chǎng)景下的遠(yuǎn)程控制與內(nèi)容管理。
主要功能模塊：
1. 后臺(tái)管理模塊：
* 產(chǎn)品信息管理： 對(duì)擬發(fā)布的計(jì)算機(jī)軟硬件及輔助設(shè)備（如服務(wù)器、工作站、專業(yè)軟件、外設(shè)等）進(jìn)行增刪改查，包括產(chǎn)品名稱、型號(hào)、規(guī)格、圖片、介紹視頻、技術(shù)文檔等。
- 發(fā)布內(nèi)容編排： 管理員可為NAO機(jī)器人編排具體的發(fā)布腳本。例如，設(shè)定機(jī)器人的開(kāi)場(chǎng)白、行走路徑、指向特定展品、播放特定產(chǎn)品的介紹音頻/視頻、進(jìn)行簡(jiǎn)單的動(dòng)作演示（如拿起小型外設(shè)模型）等。
- 發(fā)布任務(wù)調(diào)度： 創(chuàng)建和管理發(fā)布任務(wù)，設(shè)定任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間、循環(huán)模式（如每日定點(diǎn)發(fā)布）以及對(duì)應(yīng)的內(nèi)容腳本。
- 用戶與權(quán)限管理： 系統(tǒng)管理員、內(nèi)容編輯員等角色的權(quán)限分配與管理。
- 機(jī)器人控制與交互模塊（核心）：
- 任務(wù)執(zhí)行與監(jiān)控： NAO機(jī)器人通過(guò)系統(tǒng)接口接收任務(wù)指令，自動(dòng)執(zhí)行預(yù)設(shè)的發(fā)布行為。后臺(tái)可實(shí)時(shí)查看機(jī)器人的狀態(tài)（在線、忙碌、空閑）和任務(wù)執(zhí)行進(jìn)度。
- 人機(jī)交互接口： 在發(fā)布現(xiàn)場(chǎng)，觀眾可通過(guò)簡(jiǎn)單的語(yǔ)音命令（如“介紹一下這款顯卡”）或系統(tǒng)提供的觸摸屏界面，觸發(fā)NAO機(jī)器人進(jìn)行特定產(chǎn)品的交互式講解。機(jī)器人能進(jìn)行語(yǔ)音合成播報(bào)并配合動(dòng)作。
- 數(shù)據(jù)反饋： 記錄交互次數(shù)、熱門產(chǎn)品關(guān)注度等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，供后臺(tái)分析。
- 前端展示模塊：
- 控制面板： 為管理員提供Web端的可視化控制界面，用于緊急干預(yù)、手動(dòng)控制或調(diào)整任務(wù)。
- 客戶互動(dòng)界面： 在發(fā)布現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置大屏或平板，顯示與當(dāng)前發(fā)布產(chǎn)品相關(guān)的詳細(xì)信息、參數(shù)對(duì)比或促銷信息，與機(jī)器人的講解形成互補(bǔ)。
3. 技術(shù)選型與開(kāi)發(fā)環(huán)境
- 后端框架： SSM（Spring, Spring MVC, MyBatis）。Spring負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)對(duì)象管理和事務(wù)控制；Spring MVC作為Web層框架，處理請(qǐng)求和響應(yīng)；MyBatis作為持久層框架，操作數(shù)據(jù)庫(kù)。該組合成熟、輕量、易于集成和開(kāi)發(fā)。
- 前端技術(shù)： HTML5, CSS3, JavaScript， 并采用jQuery/Bootstrap等庫(kù)或Vue.js等框架構(gòu)建響應(yīng)式管理界面，確保良好的操作體驗(yàn)。
- 機(jī)器人開(kāi)發(fā)： 使用NAOqi SDK（支持Python、Java等）。本系統(tǒng)計(jì)劃通過(guò)在后端服務(wù)中集成NAOqi的Java API，建立與NAO機(jī)器人的網(wǎng)絡(luò)通信（通?；赥CP/IP），發(fā)送動(dòng)作、語(yǔ)音等指令。
- 數(shù)據(jù)庫(kù)： MySQL，用于存儲(chǔ)產(chǎn)品數(shù)據(jù)、用戶信息、任務(wù)腳本、交互日志等。
- 開(kāi)發(fā)工具與環(huán)境： IntelliJ IDEA/Eclipse, Maven, Git, JDK 1.8+, Tomcat服務(wù)器，NAO機(jī)器人仿真器（Choregraphe，用于前期行為調(diào)試）。
- 關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)： SSM框架整合、RESTful API設(shè)計(jì)、NAO機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)編程、任務(wù)調(diào)度（可集成Quartz）、WebSocket（可選，用于實(shí)時(shí)狀態(tài)推送）。
4. 系統(tǒng)架構(gòu)概述
系統(tǒng)采用典型的三層B/S架構(gòu)：
- 表示層： 用戶瀏覽器或觸摸屏設(shè)備，展現(xiàn)Web界面。
- 業(yè)務(wù)邏輯層： 部署在Tomcat中的SSM應(yīng)用，處理所有業(yè)務(wù)邏輯，包括用戶請(qǐng)求處理、產(chǎn)品與任務(wù)管理，并通過(guò)NAOqi API與機(jī)器人進(jìn)行指令交互。
- 數(shù)據(jù)持久層： MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)系統(tǒng)所有持久化數(shù)據(jù)。
- 設(shè)備層： NAO機(jī)器人實(shí)體（或仿真環(huán)境），通過(guò)Wi-Fi接入局域網(wǎng)，作為系統(tǒng)的執(zhí)行終端。
5. 預(yù)期成果與創(chuàng)新點(diǎn)
預(yù)期成果：
1. 一個(gè)完整可運(yùn)行的“NAO機(jī)器人新品發(fā)布系統(tǒng)”Web應(yīng)用程序及源碼。
2. 一套與NAO機(jī)器人穩(wěn)定通信和控制的接口模塊。
3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)文檔、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)文檔、用戶手冊(cè)及部署說(shuō)明。
4. 一個(gè)針對(duì)計(jì)算機(jī)硬件產(chǎn)品（如演示一款新型工作站）的完整發(fā)布演示案例。
創(chuàng)新點(diǎn)：
1. 應(yīng)用場(chǎng)景創(chuàng)新： 將先進(jìn)的仿人機(jī)器人技術(shù)具體應(yīng)用于相對(duì)傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)批發(fā)行業(yè)的新品發(fā)布環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)營(yíng)銷模式的升級(jí)。
2. 系統(tǒng)集成創(chuàng)新： 將企業(yè)級(jí)Java Web開(kāi)發(fā)框架（SSM）與機(jī)器人控制技術(shù)（NAOqi）深度結(jié)合，構(gòu)建統(tǒng)一的管控平臺(tái)，改變了以往機(jī)器人演示需要專業(yè)人員在現(xiàn)場(chǎng)編程控制的模式。
3. 交互模式創(chuàng)新： 實(shí)現(xiàn)“后臺(tái)編排-機(jī)器人自動(dòng)執(zhí)行-觀眾實(shí)時(shí)觸發(fā)”的混合交互模式，兼顧了流程標(biāo)準(zhǔn)化與現(xiàn)場(chǎng)靈活性。
6. 研究計(jì)劃與進(jìn)度安排
- 第一階段（開(kāi)題與準(zhǔn)備，2周）： 完成開(kāi)題報(bào)告撰寫。深入調(diào)研SSM框架、NAOqi SDK以及行業(yè)需求，完成系統(tǒng)的詳細(xì)需求分析與技術(shù)可行性驗(yàn)證。
- 第二階段（系統(tǒng)設(shè)計(jì)與環(huán)境搭建，3周）： 完成系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)。搭建SSM基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)環(huán)境及數(shù)據(jù)庫(kù)，配置NAO機(jī)器人開(kāi)發(fā)與測(cè)試環(huán)境（可使用仿真器先行）。
- 第三階段（核心模塊開(kāi)發(fā)，6周）： 分模塊進(jìn)行編碼實(shí)現(xiàn)。優(yōu)先完成后臺(tái)管理功能（產(chǎn)品管理、用戶管理）和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)操作。然后攻克核心的機(jī)器人通信與控制模塊，實(shí)現(xiàn)基本的指令發(fā)送與狀態(tài)讀取。最后集成任務(wù)調(diào)度與前端交互界面。
- 第四階段（系統(tǒng)集成測(cè)試與優(yōu)化，3周）： 進(jìn)行系統(tǒng)整體集成測(cè)試，包括功能測(cè)試、性能測(cè)試以及與NAO機(jī)器人的聯(lián)調(diào)測(cè)試。修復(fù)Bug，優(yōu)化用戶體驗(yàn)和系統(tǒng)性能。
- 第五階段（論文撰寫與答辯準(zhǔn)備，4周）： 整理開(kāi)發(fā)文檔，撰寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯材料。
7. 源碼與實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)（概要）
源碼結(jié)構(gòu)將遵循標(biāo)準(zhǔn)的Maven項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，主要包目錄包括：
controller：Spring MVC控制器，處理HTTP請(qǐng)求。service：業(yè)務(wù)邏輯層接口與實(shí)現(xiàn)。dao：數(shù)據(jù)訪問(wèn)層（MyBatis Mapper接口）。entity/pojo：實(shí)體類，對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)表。robot：核心機(jī)器人控制包，包含：RobotClient：封裝與NAO機(jī)器人通信的客戶端類，使用NAOqi Java API建立會(huì)話。
TaskExecutor：任務(wù)執(zhí)行引擎，解析后臺(tái)任務(wù)，調(diào)用RobotClient發(fā)送動(dòng)作、語(yǔ)音等指令。
RobotStatusMonitor：機(jī)器人狀態(tài)監(jiān)控線程。
config：SSM相關(guān)配置類。resources：存放MyBatis映射文件、屬性文件等。
關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)代碼片段（示意）：
1. NAO機(jī)器人連接與控制（簡(jiǎn)化示例）：
`java
// RobotClient.java 片段
import com.aldebaran.qi.Session;
import com.aldebaran.qi.helper.proxies.ALMotion;
import com.aldebaran.qi.helper.proxies.ALTextToSpeech;
public class RobotClient {
private Session session;
private ALMotion motion;
private ALTextToSpeech tts;
public boolean connect(String robotIp) {
try {
session = new Session();
session.connect("tcp://" + robotIp + ":9559").get();
motion = new ALMotion(session);
tts = new ALTextToSpeech(session);
return true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
public void sayAndAnimate(String text, String animation) {
if (tts != null) {
tts.say(text); // 機(jī)器人語(yǔ)音合成
// 此處可調(diào)用motion執(zhí)行預(yù)設(shè)動(dòng)畫或自定義動(dòng)作
}
}
}
`
2. 后臺(tái)任務(wù)調(diào)度服務(wù)調(diào)用機(jī)器人：
`java
// TaskServiceImpl.java 片段
@Service
public class TaskServiceImpl implements TaskService {
@Autowired
private RobotClient robotClient;
@Override
public void executeProductIntroTask(Product product) {
String introText = "現(xiàn)在為您介紹新品：" + product.getName() + "。" + product.getBrief();
String animation = "animations/Stand/Gestures/Hey_1"; // 預(yù)設(shè)動(dòng)畫
robotClient.sayAndAnimate(introText, animation);
// 后續(xù)可編排更復(fù)雜的序列，如走到展臺(tái)位置、指向產(chǎn)品等
}
}
`
8.
本課題將軟件工程中的Web開(kāi)發(fā)技術(shù)與前沿的機(jī)器人硬件相結(jié)合，針對(duì)計(jì)算機(jī)軟硬件批發(fā)行業(yè)的具體業(yè)務(wù)場(chǎng)景，提出并實(shí)現(xiàn)一個(gè)創(chuàng)新的NAO機(jī)器人新品發(fā)布系統(tǒng)。通過(guò)SSM框架構(gòu)建穩(wěn)健的后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)布內(nèi)容的集中管理和對(duì)機(jī)器人的精準(zhǔn)控制，旨在提升行業(yè)的產(chǎn)品發(fā)布效率和科技體驗(yàn)，具有一定的理論意義和較強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。
