本發(fā)明涉及智能交互技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，高速發(fā)展的計算機(jī)技術(shù)、電子信息技術(shù)推動服務(wù)機(jī)器人進(jìn)入人們的日常生活，在服務(wù)機(jī)器人的研究中，往往忽視了機(jī)器人的認(rèn)知服務(wù)，然而認(rèn)知服務(wù)在人機(jī)交互中起著重要的作用，建立服務(wù)機(jī)器人的認(rèn)知服務(wù)，通過用戶與機(jī)器人進(jìn)行交互，能夠提升用戶的認(rèn)知能力。

為了提升用戶的認(rèn)知能力，需對用戶進(jìn)行認(rèn)知測試，認(rèn)知測試數(shù)據(jù)屬于用戶的私人信息，但是現(xiàn)有技術(shù)中，往往沒有對該認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，如果認(rèn)知測試數(shù)據(jù)泄漏，會導(dǎo)致用戶隱私泄漏，從而不能保證用戶與機(jī)器人的可信交互。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的不能保證用戶與機(jī)器人的可信交互的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)，包括：交互模塊、基于FPGA技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸模塊及安全模塊；

所述交互模塊，用于對用戶進(jìn)行認(rèn)知測試，并將認(rèn)知測試數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)傳輸模塊；

所述數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于建立數(shù)據(jù)傳輸通道，接收所述交互模塊發(fā)送的所述認(rèn)知測試數(shù)據(jù)；還用于將所述安全模塊加密或解密后的數(shù)據(jù)傳輸至所述交互模塊；

所述安全模塊，用于對所述數(shù)據(jù)傳輸模塊接收到的所述認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并對解析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密或解密處理。

進(jìn)一步地，所述認(rèn)知測試包括：表情學(xué)習(xí)、表情測試、表情模仿、表情拼圖及情景測試；

所述交互模塊包括：觸摸屏及控制單元；

所述控制單元，用于當(dāng)用戶進(jìn)行表情學(xué)習(xí)時，在所述觸摸屏上顯示多類表情圖片供用戶觀察和學(xué)習(xí)，其中，每類表情圖片的數(shù)量大于等于2。

進(jìn)一步地，所述控制單元，用于當(dāng)用戶進(jìn)行表情測試時，在所述觸摸屏上顯示用于表情測試的題目和針對所述題目的多個待選表情圖片，接收用戶根據(jù)所述題目從所述多個待選表情圖片中選取的表情圖片，并判斷用戶的選擇是否正確，其中，所述認(rèn)知測試數(shù)據(jù)包括：測試題目、針對所述測試題目用戶的答案及針對所述答案的判斷結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述控制單元，用于當(dāng)用戶進(jìn)行表情模仿時，在所述觸摸屏上顯示待模仿的表情圖片，以使用戶根據(jù)所述待模仿的表情圖片進(jìn)行表情模仿，并錄入表情模仿的結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述控制單元，用于當(dāng)用戶進(jìn)行表情拼圖時，在所述觸摸屏上顯示m張碎片圖片，接收用戶從所述m張碎片圖片中選取的n張碎片圖片，并接收用戶根據(jù)選取的n張碎片圖片拼成的一張完整的表情圖片，其中，m≥n>1；還用于在所述觸摸屏上顯示缺少眼睛或嘴巴的表情圖片、p張眼睛圖片或者p張嘴巴的圖片，接收用戶根據(jù)顯示的缺少眼睛或嘴巴的表情圖片從所述p張眼睛圖片或者p張嘴巴的圖片選取的眼睛圖片或者嘴巴圖片拼成的一張完整的表情圖片，其中，p>1；還用于判斷用戶拼成的表情圖片是否正確。

進(jìn)一步地，所述交互模塊還包括：語音單元；

所述控制單元，用于當(dāng)用戶進(jìn)行情景測試時，在所述觸摸屏上顯示待識別的情景圖片以及針對所述待識別的情景圖片的多張表情圖片，并通過所述語音單元對所述待識別的情景圖片中的情景進(jìn)行描述，接收用戶根據(jù)所述待識別的情景圖片及針對所述待識別的情景圖片的語音描述從所述多張表情圖片中選取的表情圖片；還用與判斷用戶選取的表情圖片是否正確。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括：中央處理器、橋接器、存儲器、時鐘信號發(fā)生器及Avalon總線；其中，所述橋接器、存儲器及時鐘信號發(fā)生器通過所述Avalon總線與所述中央處理器相連；

所述中央處理器，用于對預(yù)定的數(shù)據(jù)傳輸通道的參數(shù)進(jìn)行配置和使能，建立數(shù)據(jù)傳輸通道，并根據(jù)建立的數(shù)據(jù)傳輸通道，接收所述交互模塊發(fā)送的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)，以及將所述安全模塊加密或解密后的數(shù)據(jù)傳輸至所述交互模塊。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)傳輸通道的參數(shù)包括：數(shù)據(jù)接收地址和數(shù)據(jù)發(fā)送地址；

所述中央處理器，用于檢測預(yù)定的發(fā)送標(biāo)識信號是否是發(fā)送標(biāo)識，若是發(fā)送標(biāo)識，將所述安全模塊加密或解密后的數(shù)據(jù)寫入到所述數(shù)據(jù)發(fā)送地址，并將寫入的數(shù)據(jù)傳輸至所述交互模塊；否則，從所述數(shù)據(jù)接收地址讀取所述認(rèn)知測試數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述安全模塊，具體用于對所述數(shù)據(jù)傳輸模塊接收到的所述認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，獲取加解密標(biāo)識、待處理的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)和密鑰，當(dāng)加解密標(biāo)識為加密標(biāo)識時，根據(jù)獲取的密鑰對所述待處理的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行加密；當(dāng)加解密標(biāo)識為解密標(biāo)識時，根據(jù)獲取的密鑰對所述待處理的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，將加密或解密處理后的數(shù)據(jù)通過所述數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸至所述交互模塊進(jìn)行存儲或顯示。

進(jìn)一步地，所述安全模塊采用的加密或解密算法為AES密碼算法。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

上述方案中，通過交互模塊對用戶進(jìn)行認(rèn)知測試，實(shí)現(xiàn)用戶與機(jī)器人之間的交互，并通過采用FPGA技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸模塊實(shí)現(xiàn)認(rèn)知測試數(shù)據(jù)在交互模塊與安全模塊之間的實(shí)時傳輸，再通過安全模塊對認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行加密或解密處理，保證認(rèn)知測試數(shù)據(jù)的安全通信，從而實(shí)現(xiàn)用戶與機(jī)器人之間的可信交互，這樣，采用FPGA技術(shù)對認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，能夠提高認(rèn)知測試數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，并利用安全模塊對認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行加密或解密處理，能夠提高認(rèn)知測試數(shù)據(jù)的安全性，從而保護(hù)了用戶的個人隱私，實(shí)現(xiàn)用戶與機(jī)器人的可信交互。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)的工作流程示意圖；

圖3為圖1中11的工作流程示意圖；

圖4為圖1中12的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1中12的工作流程示意圖；

圖6為圖1中13的工作原理示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的AES密碼算法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明針對現(xiàn)有的不能保證用戶與機(jī)器人的可信交互的問題，提供一種針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)。

實(shí)施例一

參看圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)，包括：交互模塊11、基于現(xiàn)場可編程門陣列(Field－Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)即技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸模塊12及安全模塊13；

所述交互模塊11，用于對用戶進(jìn)行認(rèn)知測試，并將認(rèn)知測試數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)傳輸模塊13；

所述數(shù)據(jù)傳輸模塊13，用于建立數(shù)據(jù)傳輸通道，接收所述交互模塊11發(fā)送的所述認(rèn)知測試數(shù)據(jù)；還用于將所述安全模塊13加密或解密后的數(shù)據(jù)傳輸至所述交互模塊11；

所述安全模塊13，用于對所述數(shù)據(jù)傳輸模塊13接收到的所述認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并對解析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密或解密處理。

本發(fā)明實(shí)施例所述的針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)是基于服務(wù)機(jī)器人，為用戶提供認(rèn)知服務(wù)，通過交互模塊對用戶進(jìn)行認(rèn)知測試，實(shí)現(xiàn)用戶與機(jī)器人之間的交互，并通過采用FPGA技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸模塊實(shí)現(xiàn)認(rèn)知測試數(shù)據(jù)在交互模塊與安全模塊之間的實(shí)時傳輸，再通過安全模塊對認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行加密或解密處理，保證認(rèn)知測試數(shù)據(jù)的安全通信，從而實(shí)現(xiàn)用戶與機(jī)器人之間的可信交互，這樣，采用FPGA技術(shù)對認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，能夠提高認(rèn)知測試數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，并利用安全模塊對認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行加密或解密處理，能夠提高認(rèn)知測試數(shù)據(jù)的安全性，從而保護(hù)了用戶的個人隱私，實(shí)現(xiàn)用戶與機(jī)器人的可信交互。

在前述針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)的具體實(shí)施方式中，進(jìn)一步地，所述認(rèn)知測試包括：表情學(xué)習(xí)、表情測試、表情模仿、表情拼圖及情景測試；

所述交互模塊11包括：觸摸屏及控制單元；

所述控制單元，用于當(dāng)用戶進(jìn)行表情學(xué)習(xí)時，在所述觸摸屏上顯示多類表情圖片供用戶觀察和學(xué)習(xí)，其中，每類表情圖片的數(shù)量大于等于2。

本實(shí)施例中，所述交互模塊11用于建立機(jī)器人的認(rèn)知服務(wù)，并對用戶進(jìn)行認(rèn)知測試，其中，所述交互模塊11包括：觸摸屏及控制單元，所述控制單元可以為Cortex-A8處理器，通過所述Cortex-A8處理器和觸摸屏建立認(rèn)知服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與用戶的交互；具體的，所述交互模塊11采用Cortex-A8處理器，基于Android系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)交互服務(wù)，用戶可以通過觸摸屏與機(jī)器人進(jìn)行交互，對用戶進(jìn)行認(rèn)知測試，并向所述數(shù)據(jù)傳輸模塊13發(fā)送認(rèn)知測試數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例中，可以針對生活中常用的表情，例如，高興、悲傷、生氣、恐懼、驚訝、厭惡和/或平靜，設(shè)立五組不同類型的認(rèn)知測試，建立交互模塊11，在交互過程中，這五組認(rèn)知測試依次進(jìn)行。其中，所述五組認(rèn)知測試可以包括：表情學(xué)習(xí)、表情測試、表情模仿、表情拼圖及情景測試，如圖2和圖3所示，在實(shí)際應(yīng)用中，認(rèn)知測試的類型可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行擴(kuò)展，本實(shí)施不作限定。

本實(shí)施例中，首先進(jìn)行表情學(xué)習(xí)，當(dāng)用戶進(jìn)行表情學(xué)習(xí)時，用戶可以先瀏覽、觀察在所述觸摸屏上顯示的多類表情圖片，接著，對不同類別的表情圖片進(jìn)行學(xué)習(xí)，假設(shè)，每類表情有五張對應(yīng)的圖片。

在前述針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)的具體實(shí)施方式中，進(jìn)一步地，所述控制單元，用于當(dāng)用戶進(jìn)行表情測試時，在所述觸摸屏上顯示用于表情測試的題目和針對所述題目的多個待選表情圖片，接收用戶根據(jù)所述題目從所述多個待選表情圖片中選取的表情圖片，并判斷用戶的選擇是否正確，其中，所述認(rèn)知測試數(shù)據(jù)包括：測試題目、針對所述測試題目用戶的答案及針對所述答案的判斷結(jié)果。

本實(shí)施例中，當(dāng)用戶進(jìn)行表情測試時，例如，可以根據(jù)觸摸屏上隨機(jī)展示的測試題目，從三張待選的表情圖片中選擇符合所述測試題目的表情圖片，控制單元會判斷用戶答案的正確性，并將所述測試題目、針對所述測試題目用戶的答案及判斷結(jié)果保存到數(shù)據(jù)庫中，還可以將判斷結(jié)果通過觸摸屏展示給用戶。

在前述針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)的具體實(shí)施方式中，進(jìn)一步地，所述控制單元，用于當(dāng)用戶進(jìn)行表情模仿時，在所述觸摸屏上顯示待模仿的表情圖片，以使用戶根據(jù)所述待模仿的表情圖片進(jìn)行表情模仿，并錄入表情模仿的結(jié)果。

本實(shí)施例中，當(dāng)用戶進(jìn)行表情模仿時，例如，可以在觸摸屏上隨機(jī)展示一張待模仿的表情圖片，由用戶模仿該表情圖片上表情，并由專業(yè)人員判斷表情模仿結(jié)果的正確性，同時將表情模仿的結(jié)果保存到數(shù)據(jù)庫中。

在前述針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)的具體實(shí)施方式中，進(jìn)一步地，所述控制單元，用于當(dāng)用戶進(jìn)行表情拼圖時，在所述觸摸屏上顯示m張碎片圖片，接收用戶從所述m張碎片圖片中選取的n張碎片圖片，并接收用戶根據(jù)選取的n張碎片圖片拼成的一張完整的表情圖片，其中，m≥n>1；還用于在所述觸摸屏上顯示缺少眼睛或嘴巴的表情圖片、p張眼睛圖片或者p張嘴巴的圖片，接收用戶根據(jù)顯示的缺少眼睛或嘴巴的表情圖片從所述p張眼睛圖片或者p張嘴巴的圖片選取的眼睛圖片或者嘴巴圖片拼成的一張完整的表情圖片，其中，p>1；還用于判斷用戶拼成的表情圖片是否正確。

本實(shí)施例中，當(dāng)用戶進(jìn)行表情拼圖時，例如，所述控制單元設(shè)立了四個難度的題目，前兩個難度的題目分別是用戶需要從四或者六張碎片圖片中選中正確的四張放置在正確的位置，拼成一張完整的正確的表情圖片，后兩個難度的題目分別是從兩張眼睛或者兩張嘴巴的圖片中選中正確的圖片匹配觸摸上展示的缺少眼睛或者嘴巴的表情圖片；并由所述控制單元判斷用戶拼圖結(jié)果的正確性，并將表情拼圖的題目、用戶答案及判斷結(jié)果存入到數(shù)據(jù)庫中。

在前述針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)的具體實(shí)施方式中，進(jìn)一步地，所述交互模塊11還包括：語音單元；

所述控制單元，用于當(dāng)用戶進(jìn)行情景測試時，在所述觸摸屏上顯示待識別的情景圖片以及針對所述待識別的情景圖片的多張表情圖片，并通過所述語音單元對所述待識別的情景圖片中的情景進(jìn)行描述，接收用戶根據(jù)所述待識別的情景圖片及針對所述待識別的情景圖片的語音描述從所述多張表情圖片中選取的表情圖片；還用與判斷用戶選取的表情圖片是否正確。

本實(shí)施例中，當(dāng)用戶進(jìn)行情景測試時，例如，所述控制單元設(shè)立了三個難度的題目，具體的，在觸摸屏上隨機(jī)展示一張待識別的情景圖片，并用語音進(jìn)行描述該情景，用戶需要從四、六或者八張表情圖片中選擇最符合給定情景的表情圖片，并由所述控制單元判斷用戶選擇結(jié)果的正確性，并將情景識別的題目、用戶答案及判斷結(jié)果存入到數(shù)據(jù)庫中。

本實(shí)施例中，在每組測試中，都可以通過語音單元播放測試題目，進(jìn)一步方便用戶與機(jī)器人的交互。

本實(shí)施例中，針對每組測試，所述控制單元都會判斷用戶測試結(jié)果的正確性，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中，而且一個用戶所有的測試都會被記錄下來構(gòu)成認(rèn)知測試數(shù)據(jù)，其中，所述認(rèn)知測試數(shù)據(jù)包括：測試題目、針對所述測試題目用戶的答案及針對所述答案的判斷結(jié)果。

本實(shí)施例中，當(dāng)完成這五組測試后，所述控制單元將會將所述認(rèn)知測試數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊13傳輸至所述安全模塊13進(jìn)行加密處理，處理后再次發(fā)送到所述交互模塊11進(jìn)行保存；當(dāng)用戶需要查看自己的數(shù)據(jù)時，交互模塊11會將該用戶對應(yīng)的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)發(fā)送到所述安全模塊13進(jìn)行解密，由所述安全模塊13將解密后的數(shù)據(jù)發(fā)送到交互模塊11進(jìn)行顯示，在確保用戶認(rèn)知測試數(shù)據(jù)安全性的同時，也確?？梢酝ㄟ^觸摸屏觀察到自己的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例中，本所說交互模塊11通過采用Cortex-A8處理器，基于Android系統(tǒng)，建立認(rèn)知服務(wù)，用戶通過觸摸屏和語音與機(jī)器人進(jìn)行交互，進(jìn)行認(rèn)知測試，提高用戶的認(rèn)知能力。

在前述針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)的具體實(shí)施方式中，進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊13包括：中央處理器、橋接器、存儲器、時鐘信號發(fā)生器及Avalon總線；其中，所述橋接器、存儲器及時鐘信號發(fā)生器通過所述Avalon總線與所述中央處理器相連；

所述中央處理器，用于對預(yù)定的數(shù)據(jù)傳輸通道的參數(shù)進(jìn)行配置和使能，建立數(shù)據(jù)傳輸通道，并根據(jù)建立的數(shù)據(jù)傳輸通道，接收所述交互模塊11發(fā)送的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)，以及將所述安全模塊13加密或解密后的數(shù)據(jù)傳輸至所述交互模塊11。

本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊13可以通過圖4中的8個FPGA組件采用SOPC技術(shù)搭建成軟硬件模塊，實(shí)現(xiàn)交互模塊11與安全模塊13之間認(rèn)知測試數(shù)據(jù)的實(shí)時通信，也就是說，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊13可以包括：硬件模塊和軟件模塊，如圖2所示。

本實(shí)施例中，所述硬件模塊根據(jù)所述安全模塊13的功能自定義組件和指令，搭建核心處理器塊、邏輯功能塊和接口塊，其中，所述核心處理塊包括：中央處理器(CPU，Central Processing Unit)；所述邏輯功能塊包括：時鐘信號發(fā)生器(包括：CPU時鐘信號發(fā)生器及除CPU外的其他組件的時鐘信號發(fā)生器)、橋接器、同步動態(tài)隨機(jī)存儲器(Synchronous Dynamic Random Access Memory，SDRAM)、計時器、JTAG_UART和自定義通用串行總線(Universal Serial Bus，USB)組件cy7c67200等，所述中央處理器、CPU時鐘信號發(fā)生器、除CPU外的其他組件的時鐘信號發(fā)生器、橋接器、SDRAM、計時器、JTAG_UART和自定義USB組件cy7c67200分別由1個FPGA組件實(shí)現(xiàn)；根據(jù)各組件的特點(diǎn)和功能，連接并掛在Avalon總線上，如圖4所示，所述時鐘信號發(fā)生器、橋接器、SDRAM、計時器、JTAG_UART和自定義USB組件cy7c67200通過所述Avalon總線上與所述CPU進(jìn)行通信，由所述CPU分配各組件的基地址和中斷序號，生成各組件的硬件描述語言(Hardware Description Language，HDL)的封裝包和整個數(shù)據(jù)傳輸模塊13的硬件描述文件，同時使用HDL實(shí)現(xiàn)接口塊進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入輸出，建立SDRAM鎖相環(huán)(Phase Locked Loop,PLL)，實(shí)現(xiàn)硬件模塊內(nèi)部時鐘信號的相位同步。

本實(shí)施例中，所述CPU是NIOS II嵌入式處理器內(nèi)核，用于發(fā)送指令、接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)；Avalon-MM clock Crossing Bridge作為橋接器通過異步先進(jìn)先出(First In First Out，F(xiàn)IFO)來實(shí)現(xiàn)時鐘邏輯；所述JTAG_UART用于將硬件配置文件和軟件配置文件下載到FPGA開發(fā)板中，例如，型號為DE2-115的FPGA開發(fā)板；所述SDRAM用于存放輸入輸出數(shù)據(jù)；USB組件cy7c67200作為自定義組件，主要用于接收和發(fā)送USB接口的數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例中，所述軟件模塊通過讀寫指令對所述硬件模塊中的各組件進(jìn)行初始化以及進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位，并對預(yù)定的數(shù)據(jù)傳輸通道的參數(shù)進(jìn)行配置和使能，建立數(shù)據(jù)傳輸通道；所述軟件模塊還用于根據(jù)建立的數(shù)據(jù)傳輸通道，接收所述交互模塊11發(fā)送的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)；或者，將所述安全模塊13加密或解密后的數(shù)據(jù)傳輸至所述交互模塊11，從而實(shí)現(xiàn)對交互模塊11和安全模塊13的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收，保證交互模塊11和安全模塊13之間數(shù)據(jù)的實(shí)時通信。

本實(shí)施例中，通過FPGA采用SOPC技術(shù)，通過硬件與軟件的結(jié)合，有效地建立一種靈活、便利、高效、實(shí)時的數(shù)據(jù)傳輸方法，從而實(shí)現(xiàn)認(rèn)知測試數(shù)據(jù)的高效、可靠、實(shí)時的通信。

在前述針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)的具體實(shí)施方式中，進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)傳輸通道的參數(shù)包括：數(shù)據(jù)接收地址和數(shù)據(jù)發(fā)送地址；

所述中央處理器，用于檢測預(yù)定的發(fā)送標(biāo)識信號是否是發(fā)送標(biāo)識，若是發(fā)送標(biāo)識，將所述安全模塊13加密或解密后的數(shù)據(jù)寫入到所述數(shù)據(jù)發(fā)送地址，并將寫入的數(shù)據(jù)傳輸至所述交互模塊11；否則，從所述數(shù)據(jù)接收地址讀取所述認(rèn)知測試數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例中，所述軟件模塊首先通過對USB組件cy7c67200進(jìn)行特定數(shù)據(jù)的讀寫，實(shí)現(xiàn)對該組件的初始化；然后進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位，接著對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行初始化，所述設(shè)備狀態(tài)包括：數(shù)據(jù)傳輸模塊13的狀態(tài)標(biāo)識符(可以用發(fā)送標(biāo)識信號表示)、輸入輸出傳輸通道標(biāo)識和輸出終止時間；接著對所述數(shù)據(jù)傳輸通道的參數(shù)進(jìn)行配置和使能，其中，所述使能是指用于確定是否啟用配置的所述數(shù)據(jù)傳輸通道的參數(shù)，所述數(shù)據(jù)傳輸通道的參數(shù)包括：數(shù)據(jù)傳輸?shù)刂?數(shù)據(jù)接收地址和數(shù)據(jù)發(fā)送地址)和數(shù)據(jù)長度等；接著，判斷所述發(fā)送標(biāo)識信號，當(dāng)發(fā)送標(biāo)識信號不是發(fā)送標(biāo)識是接收標(biāo)識時，例如，當(dāng)所述發(fā)送標(biāo)識信號為0時，從所述數(shù)據(jù)接收地址讀取認(rèn)知測試數(shù)據(jù)，該認(rèn)知測試數(shù)據(jù)包括：加解密標(biāo)識、待處理的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)和密鑰數(shù)據(jù)，讀取后，將讀取的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)發(fā)送給所述安全模塊13進(jìn)行操作，當(dāng)所述安全模塊13處理完成后，發(fā)送標(biāo)識信號為發(fā)送標(biāo)識，例如，所述發(fā)送標(biāo)識信號為1，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊13將所述安全模塊13處理后的數(shù)據(jù)寫入到所述數(shù)據(jù)發(fā)送地址，但是，當(dāng)所述發(fā)送標(biāo)識信號為0時，數(shù)據(jù)傳輸模塊13仍然處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，如圖5所示。

在前述針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)的具體實(shí)施方式中，進(jìn)一步地，所述安全模塊13，具體用于對所述數(shù)據(jù)傳輸模塊13接收到的所述認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，獲取加解密標(biāo)識、待處理的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)和密鑰，當(dāng)加解密標(biāo)識為加密標(biāo)識時，根據(jù)獲取的密鑰對所述待處理的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行加密；當(dāng)加解密標(biāo)識為解密標(biāo)識時，根據(jù)獲取的密鑰對所述待處理的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，將加密或解密處理后的數(shù)據(jù)通過所述數(shù)據(jù)傳輸模塊13傳輸至所述交互模塊11進(jìn)行存儲或顯示。

本實(shí)施例中，所說安全模塊13的工作原理如圖6所示，具體的步驟包括：首先對數(shù)據(jù)傳輸模塊13接收到的所述認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，獲得安全模塊13所需的加解密標(biāo)識、待處理的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)和密鑰。然后判斷加解密標(biāo)識，如果加解密標(biāo)識為加密標(biāo)識時，例如，0x01，則對待處理的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行AES加密，如果加解密標(biāo)識為解密標(biāo)識時，例如，0x02，則對待處理的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行AES解密；加密或解密處理后的數(shù)據(jù)將再次通過數(shù)據(jù)傳輸模塊13傳輸至交互模塊11進(jìn)行存儲或顯示，以便以后進(jìn)行認(rèn)知測試數(shù)據(jù)的分析。

在前述針對認(rèn)知服務(wù)機(jī)器人的可信交互系統(tǒng)的具體實(shí)施方式中，進(jìn)一步地，所述安全模塊13采用的加密或解密算法為AES密碼算法。

本實(shí)施例中，所述安全模塊13解析所述數(shù)據(jù)傳輸模塊13接收到的所述認(rèn)知測試數(shù)據(jù)，并采用高級加密標(biāo)準(zhǔn)(Advances Encryption Standard，AES)對用戶的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)進(jìn)行加密或解密處理，提高認(rèn)知測試數(shù)據(jù)的安全性，從而可以實(shí)現(xiàn)用戶與機(jī)器人之間的可信交互。

本實(shí)施例中，基于AES密碼算法明文、密文都為128位、密鑰為128/256的特點(diǎn)，所述安全模塊13每次對128位待處理的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)和128位密鑰進(jìn)行處理。每次加解密循環(huán)10輪。首先通過將初始密鑰進(jìn)行密鑰擴(kuò)展，生成11組子密鑰參與每輪加解密過程中的輪密鑰加。每輪加密過程中，首先將128位的待處理的認(rèn)知測試數(shù)據(jù)構(gòu)造成一個4×4的狀態(tài)矩陣(16進(jìn)制)，然后對當(dāng)前狀態(tài)矩陣進(jìn)行輪密鑰加，除了最后一輪，加密過程都包含字節(jié)替換、行移位、列混合和輪密鑰加，其中字節(jié)替換是一個基于S盒的非線性置換，通過查表操作將一個字節(jié)替換成另一個字節(jié)；行移位是一個基于行的循環(huán)移位操作；列混合是對狀態(tài)矩陣中的列做線性變換，進(jìn)行4字節(jié)乘運(yùn)算；輪密鑰加是將子密鑰和當(dāng)前狀態(tài)矩陣相對應(yīng)的字節(jié)分別模2加，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)和密鑰的混合。而解密過程中則包含逆向行移位、逆向字節(jié)替換、逆向列混合和輪密鑰加，最后一輪分別去掉列混合和逆向列混合。解密的流程是加密過程的逆過程，具體流程圖如圖7所示。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。