基于蓝牙-数传中继的无人驾驶拖拉机遥控系统调试装置的制作方法

本发明涉及无人驾驶农用机械遥控技术领域，具体涉及基于蓝牙-数传中继的无人驾驶拖拉机遥控系统调试装置。

背景技术：

无人驾驶农用机械被广泛应用到植保、耕地、播种、农产品收获烘干存储等农业生产的各个阶段。越来越多的高校企业开始研究无人驾驶农用机械的结构、用途、性能、远程控制等高精尖技术。目前无人驾驶拖拉机的遥控系统主要有两种，一种是采用遥控器控制方式，采用数传模块与飞控系统通信，通信距离较远，在1千米以上，因遥控器是实物，研发成本较高，升级、维修等费用也较高；另一种是采用手机app虚拟遥控器方式，采用手机自带的蓝牙模块与飞控系统通信，通信距离较近，在30米以内，因手机app虚拟遥控器由程序代码编写而成，研发成本较低，升级、维修成本也较低。为了解决手机app虚拟遥控器通信距离短的问题，亟待开发一种蓝牙-数传中继站，手机app虚拟遥控器通过蓝牙与中继站信息交互，中继站通过数传模块与飞控系统信息交互，从而极大地延长了手机app虚拟遥控器通信距离。

技术实现要素：

本发明针对在研究的无人驾驶农用机械遥控系统中所存在的问题，提出了基于蓝牙-数传中继的无人驾驶拖拉机遥控系统调试装置。

基于蓝牙-数传中继的无人驾驶拖拉机遥控系统调试装置，包括手机app虚拟遥控器（安装在手机上）、拖拉机状态参数显示区、拖拉机姿态调整区、拖拉机控制参数修正区、蓝牙模块、蓝牙-数传中继站、中继站微处理器、数传模块、接收机、无人驾驶拖拉机控制系统、无人驾驶拖拉机测试平台、速度传感器、油门位置传感器、转向角度传感器、避障测距传感器、油量检测传感器、油门电机、转向电机、制动电机、倒档换向电机；手机app虚拟遥控器（安装在手机上）上面安装有拖拉机状态参数显示区、拖拉机姿态调整区、拖拉机控制参数修正区；蓝牙-数传中继站上面安装有蓝牙模块、中继站微处理器、数传模块；无人驾驶拖拉机测试平台上面安装有接收机、无人驾驶拖拉机控制系统、速度传感器、油门位置传感器、转向角度传感器、避障测距传感器、油量检测传感器、油门电机、转向电机、制动电机、倒档换向电机；手机app虚拟遥控器（安装在手机上）与蓝牙-数传中继站无线电连接，蓝牙-数传中继站与无人驾驶拖拉机测试平台无线电连接；蓝牙模块、数传模块分别与中继站微处理器有线电连接，接收机、速度传感器、油门位置传感器、转向角度传感器、避障测距传感器、油量检测传感器、油门电机、转向电机、制动电机、倒档换向电机分别与无人驾驶拖拉机控制系统有线电连接。

本发明的有益效果：该调试装置中手机app虚拟遥控器（安装在手机上）与蓝牙-数传中继站通过蓝牙通信功能进行信息交互，蓝牙-数传中继站与无人驾驶拖拉机测试平台通过无线数传功能信息交互，从而延长了手机app虚拟遥控器控制无人驾驶拖拉机调试平台的距离；手机app虚拟遥控器中的姿态调整参数和控制算法修正参数通过蓝牙-数传中继站发送给无人驾驶拖拉机控制系统，调整油门电机、转向电机、制动电机等执行机构；无人驾驶拖拉机控制系统采集速度、转向角度、油门位置、障碍物距离等传感器信息通过蓝牙-数传中继站发送给手机app虚拟遥控器，更新拖拉机状态参数显示区中的数据；该调试装置改造或升级时不需要更换硬件电路，只需修改手机app程序编码和通信协议，研发和维护成本较低。

附图说明

图1是本发明基于蓝牙-数传中继的无人驾驶拖拉机遥控系统调试装置的结构示意图。

图中1-手机app虚拟遥控器（安装在手机上）、2-拖拉机状态参数显示区、3-拖拉机姿态调整区、4-拖拉机控制参数修正区、5-蓝牙模块、6-蓝牙-数传中继站、7-中继站微处理器、8-数传模块、9-接收机、10-无人驾驶拖拉机控制系统、11-无人驾驶拖拉机测试平台、12-速度传感器、13-油门位置传感器、14-转向角度传感器、15-避障测距传感器、16-油量检测传感器、17-油门电机、18-转向电机、19-制动电机、20-倒档换向电机。

具体实施方式

如图1所示，基于蓝牙-数传中继的无人驾驶拖拉机遥控系统调试装置，包括手机app虚拟遥控器（安装在手机上）1、拖拉机状态参数显示区2、拖拉机姿态调整区3、拖拉机控制参数修正区4、蓝牙模块5、蓝牙-数传中继站6、中继站微处理器7、数传模块8、接收机9、无人驾驶拖拉机控制系统10、无人驾驶拖拉机测试平台11、速度传感器12、油门位置传感器13、转向角度传感器14、避障测距传感器15、油量检测传感器16、油门电机17、转向电机18、制动电机19、倒档换向电机20；手机app虚拟遥控器（安装在手机上）1上面安装有拖拉机状态参数显示区2、拖拉机姿态调整区3、拖拉机控制参数修正区4；蓝牙-数传中继站6上面安装有蓝牙模块5、中继站微处理器7、数传模块8；无人驾驶拖拉机测试平台11上面安装有接收机9、无人驾驶拖拉机控制系统10、速度传感器12、油门位置传感器13、转向角度传感器14、避障测距传感器15、油量检测传感器16、油门电机17、转向电机18、制动电机19、倒档换向电机20；手机app虚拟遥控器（安装在手机上）1与蓝牙-数传中继站6无线电连接，蓝牙-数传中继站6与无人驾驶拖拉机测试平台11无线电连接；蓝牙模块5、数传模块8分别与中继站微处理器7有线电连接，接收机9、速度传感器12、油门位置传感器13、转向角度传感器14、避障测距传感器15、油量检测传感器16、油门电机17、转向电机18、制动电机19、倒档换向电机20分别与无人驾驶拖拉机控制系统10有线电连接。

在无人驾驶拖拉机遥控系统数据通信正常工作前，手机app虚拟遥控器（安装在手机上）1通过手机自带的蓝牙功能与蓝牙-数传中继站6内置的蓝牙模块5进行对码配对，蓝牙-数传中继站6通过内置的数传模块8与无人驾驶拖拉机测试平台11内置的接收机9进行对码配对。

在无人驾驶拖拉机遥控系统数据发送过程中，手机app虚拟遥控器（安装在手机上）1将拖拉机姿态调整区3的动作调整数据和拖拉机控制参数修正区4的算法修正数据编码后通过蓝牙通信传给蓝牙-数传中继站6的蓝牙模块5，动作调整数据和算法修正数据经中继站微处理器7译码后传给数传模块8，数传模块8将动作调整数据和算法修正数据编码后通过无线数传通信传给无人驾驶拖拉机测试平台11内置的接收机9，动作调整数据经无人驾驶拖拉机控制系统10译码后控制油门电机17、转向电机18、制动电机19和倒档换向电机20，实现拖拉机的姿态调整；算法修正数据修改无人驾驶拖拉机控制系统10的逻辑参数，提高拖拉机的控制精度。

在无人驾驶拖拉机遥控系统数据接收过程中，无人驾驶拖拉机控制系统10采集速度传感器12、油门位置传感器13、转向角度传感器14、避障测距传感器15和油量检测传感器16输出的数模信号并转换为拖拉机状态数据，无人驾驶拖拉机测试平台11内置的接收机9将状态数据编码后通过无线数传通信传给蓝牙-数传中继站6内置的数传模块8，状态数据经中继站微处理器7译码后传给蓝牙模块5，蓝牙模块5将状态数据编码后通过蓝牙通信传给手机app虚拟遥控器（安装在手机上）1，状态数据经拖拉机状态参数显示区2译码后展现拖拉机的行为状态，以便操控者实时掌握拖拉机的动态。

在无人驾驶拖拉机遥控系统数据通信过程中，蓝牙-数传中继站6内置的蓝牙模块5、中继站微处理器7和数传模块8用于同时接收数据和发送数据，进行全双工信息交互，保证了数据通信的实时性。