一种农业机器人无线遥控系统的制作方法

本发明属于农业机器人控制技术领域，涉及一种农业机器人无线遥控系统。

背景技术：

农业生产过程，劳动强度大，效率低，成本高，随着我国社会的老龄化、城镇化，以及土地流转政策的实施进程，农村劳动力结构性短缺，劳动力成本不断提高，在这样的背景下，家庭农场、公司化农场的出现，使得农机自动化、智能化程度低的问题凸显。

在小型温室育苗环节，由于作业空间比较小，以农业机器人为代表的智能农机应用，基本为零；在果园、大田的打药等作业环节，由于作业环境恶略，长期处于该工作环境的农业工作者，会有中毒、皮肤过敏等症状，而且劳动效率也不是很高。上述农业工作场景，迫切需要能够遥控的农业机器人，由于农业工作的环境面积大，所以最好采用无线遥控的工作方式比较好。

现有的农业机器人大部分是手动遥控，而农业机器人的实际应用，离不开有效的传感网络，而农业机械对价格比较敏感，所以，在一种价格便宜的信息网络中，能远程遥控的农业机器人控制系统，很有研发的必要。zigbee是一种低速短距离传输的无线网络协议，遵循ieee802.15.4标准的规定，功耗低，成本小，工作在250kbps的通讯速率，相邻节点间传输距离范围10～100m之间，通过路由和节点通信接力，传输距离将可更远，最多可组成65000个节点的大网，能满足农业环境中大范围工作、多点数据采集的需求。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本发明设计了一种农业机器人无线遥控系统，操作人员通过遥控终端发射控制命令，使农业机器人灵活、高效工作，减轻操作人员在恶劣工作环境下的工作强度。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种农业机器人无线遥控系统，其特征在于，该系统包括信息传输网络（3），农业机器人控制器（4），农业机器人控制器（4）安装在农业机器人本体上，操作人员（1）通过信息传输网络（3）对农业机器人控制器（4）无线遥控。

进一步，还包括上位机遥控系统（2），上位机遥控系统（2）设置在操作人员（1）附近；上位机遥控系统（2）包括上位机控制操作软件（21）、操作系统软件（22）、电脑（23）、串口数据发射器ⅰ（24）和串口数据接收器ⅰ（25）。

进一步，信息传输网络（3）包括zigbee协调器（31）、多个zigbee路由器（32）和多个zigbee终端节点（33），zigbee协调器（31）、zigbee路由器（32）和zigbee终端节点（33）通过无线信号通讯；

zigbee协调器（31）包括zigbee模块ⅰ（311）、串口数据接收器ⅱ（312）和串口数据发射器ⅱ（313），串口数据接收器ⅱ（312）和串口数据发射器ⅱ（313）通过电路与zigbee模块ⅰ（311）连接；

zigbee终端节点（33）包括zigbee模块ⅱ（331）、温度传感器（332）、光敏传感器（333）、烟雾传感器（334）和陀螺仪（335），温度传感器（332）、光敏传感器（333）、烟雾传感器（334）、陀螺仪（335）分别通过电路与zigbee模块ⅱ（331）连接。

进一步，农业机器人控制器（4）包括农业机器人主控制器（41）、农业机器人电机驱动器（42）和两个直流电机（43），农业机器人主控制器（41）与农业机器人电机驱动器（42）通过电路连接，两个直流电机（43）分别通过电路与农业机器人电机驱动器（42）连接。

进一步，zigbee模块ⅰ（311）、zigbee模块ⅱ（331）和zigbee路由器（32）的电路结构均是zigbee模块电路。

进一步，zigbee模块ⅰ（311）上还设置有控制按钮。

进一步，串口数据发射器ⅰ（24）把操作人员（1）在上位机控制操作软件（21）上操作的控制命令通过操作系统（22）、电脑（23）的接口，传送并发射出去，信息传输网络（3）中的串口数据接收器ⅱ（312）接收到控制信息后传送到zigbee模块ⅰ（311），zigbee模块ⅰ（311）建立zigbee网络把那个通过zigbee终端节点（33）把农业机器人控制信息传送给农业机器人主控制器（41），驱动农业机器人电机驱动器（42）带动直流电机（43）转动，从而实现农业机器人的上位机遥控。

进一步，串口数据发射器（24）把操作人员（1）在上位机控制操作软件（21）上编辑的信息采集命令通过操作系统（22）、电脑（23）的接口传送并发射出去，信息传输网络（3）中的串口数据接收器ⅱ（312）接收到控制信息后传送到zigbee模块ⅰ（311）并通过信息传输网络（3）把信息采集命令传送给zigbee模块ⅱ（331），zigbee模块ⅱ（331）采集所在的zigbee终端节点（33）的温度传感器（332）、光敏传感器（333）、烟雾传感器（334）和陀螺仪（335）的传感器信息，然后通过信息传输网络（3）传送到zigbee模块ⅰ（311），并经串口数据发射器ⅱ（313）发送到串口数据接收器ⅰ（25），再经过电脑（23）的接口电路、操作系统（22），传送到上位机控制操作软件（21），从而实现农业机器人工作环境信息采集的目的。

进一步，操作人员（1）按动zigbee模块ⅰ（311）上的控制按钮，将控制信息经信息传输网络（3）传送到zigbee模块ⅱ（331）上，再经过电路把农业机器人控制信息传送给农业机器人主控制器（41），农业机器人主控制器（41）驱动农业机器人电机驱动器（42）带动直流电机（43）转动，从而实现农业机器人的协调器按键无线遥控。

该农业机器人无线遥控系统具有以下有益效果：

（1）本发明提供的农业机器人无线遥控系统，不仅能遥控农业机器人运行，使其按照遥控命令要求进行作业，还能通过zigbee网络，收集各个终端的传感器信息，提高了农业机器人的工作效率，减轻了操作人员的工作强度。

（2）本发明的农业机器人无线遥控系统，可以不改变现有农机的控制架构和控制电路，不用重新布线，不改变农机的机械本体布局，对其进行升级改造，使其快速成为一台农业机器人，提高农机作业的时效性和工作效率，间接提高农产品产量，降低农产品价格。

附图说明

图1：本发明农业机器人无线遥控系统的工作示意图；

图2：本发明中计算机无线遥控操作农业机器人示意图；

图3：本发明中农业机器人信息采集、传输示意图；

图4：本发明中协调器按键无线遥控操作农业机器人示意图。

附图标记说明：

1—操作人员；2—上位机遥控系统；21—上位机控制操作软件；22—操作系统软件；23—电脑；24—串口数据发射器ⅰ；25—串口数据接收器ⅰ；3—信息传输网络；31—zigbee协调器；311—zigbee模块ⅰ；312—串口数据接收器ⅱ；313—串口数据发射器ⅱ；32—zigbee路由器；33—zigbee终端节点；331—zigbee模块ⅱ；332—温度传感器；333—光敏传感器；334—烟雾传感器；335—陀螺仪；4—农业机器人控制器;41—农业机器人主控制器;42—农业机器人电机驱动器;43—直流电机。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步说明：

图1是本发明的农业机器人无线遥控的工作示意图，图2是本发明的计算机无线遥控操作农业机器人示意图。图1、2给出了本发明的农业机器人计算机无线遥控操作的第一种实施方式。操作人员1在上位机控制操作软件21上，下达控制命令，通过操作系统22、电脑23的接口，把命令传送给串口数据发射器24，并发射出去，信息传输网络3中的串口数据接收器ⅱ312，接收到控制信息后，传送到zigbee模块ⅰ311，也即协调器，zigbee模块ⅰ311建立zigbee网络，通过zigbee终端节点33，把农业机器人控制信息，传送给农业机器人控制区4的主控制器41，驱动农业机器人电机驱动器42，带动电机43转动，从而实现农业机器人的上位机遥控。图1中的终端节点均为zigbee终端节点，路由器均为zigbee路由器。

图1是本发明的农业机器人无线遥控的工作示意图，图3是本发明的农业机器人信息采集、传输示意图。图1、3给出了本发明的农业机器人信息采集的实施方式。

操作人员1在上位机控制操作软件21上，下达控制命令，通过操作系统22、电脑23的接口，把命令传送给串口数据发射器24，并发射出去，信息传输网络3中的串口数据接收器ⅱ312，接收到控制信息后，传送到zigbee模块ⅰ311，通过信息传输网络3，把信息采集命令传送给zigbee模块ⅱ331，zigbee模块ⅱ331，采集所在的zigbee终端节点33的温度传感器332、光敏传感器333、烟雾传感器334和陀螺仪335的传感器信息，然后通过信息传输网络3，传送到zigbee模块ⅰ311，经串口数据发射器ⅱ313，发送到串口数据接收器ⅰ25，再经过电脑23的接口电路、操作系统22，传送到上位机控制操作软件21，从而实现农业机器人工作环境信息采集的目的。

图1是本发明的农业机器人无线遥控的工作示意图，图4是本发明的协调器按键无线遥控操作农业机器人示意图。图1、4给出了本发明的农业机器人协调器按键无线遥控操作的实施方式。

操作人员1按动zigbee模块ⅰ311上的控制按钮，控制信息经信息传输网络3，传送到zigbee模块ⅱ331上，经过电路，把农业机器人控制信息，传送给农业机器人主控制器41，驱动农业机器人电机驱动器42，带动电机43转动，从而实现农业机器人的协调器按键无线遥控的目的。

综上所述，本发明的农业机器人无线遥控系统，不仅能遥控农业机器人运行，按照遥控命令要求进行作业，还能通过zigbee网络，获取作业信息，高效配合完成农机作业，实现了良好的互动，提高了农业机器人的工作效率，减轻了操作人员的工作强度。

本发明的农业机器人无线遥控系统，可以不改变现有农机的控制架构和控制电路，不用重新布线，不改变农机的机械本体布局，对其进行升级改造，使其快速成为一台农业机器人，提高农机作业的时效性和工作效率，间接提高农产品产量，降低农产品价格。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。