[发明专利]基于Zigbee技术的采摘机器人传感器无线传输装置及方法

权利要求书

1.基于Zigbee技术的采摘机器人传感器无线传输装置，其特征在于：包括传感器及信号调理模块、数据发送模块、数据接收模块、机器人控制计算机、电源模块；所述传感器及信号调理模块包括传感器单元和信号调理单元，所述传感器单元由设置于采摘机器人上的避障传感器、位置传感器和压力传感器构成，所述数据发送模块包括CC2430发送单元和天线，所述数据接收模块包括CC2430接收单元、串口转USB电路单元和天线；

所述传感器单元的输出端与信号调理单元的输入端相连，信号调理单元的输出端与CC2430发送单元的输入端相连，CC2430发送单元的输出端连接至天线，所述CC2430接收单元的输入端与天线相连，输出端与串口转USB电路单元的输入端相连，串口转USB电路单元的输出端连接至机器人控制计算机，所述电源模块用于分别为避障传感器、位置传感器、压力传感器、信号调理单元、CC2430发送单元提供相应规格的电压。

2.根据权利要求1所述的基于Zigbee技术的采摘机器人传感器无线传输装置，其特征在于：电源模块与传感器单元和CC2430发送单元之间采用电压转换电路来转换电压，所述电压转换电路包括集成稳压模块LM2576和稳压器AMS1117-3.3，所述集成稳压模块LM2576用于将12V电压变换为5V，所述稳压器AMS1117-3.3用于将5V电压降为3.3V。

3.根据权利要求2所述的基于Zigbee技术的采摘机器人传感器无线传输装置，其特征在于：所述集成稳压模块LM2576在VIN端与地之间接有输入电容C1，输入电容C1选择低ESR的钽电容作为旁路电容，防止在输入端出现大的输入电压；在OUTPUT端与地之间接有储能电感L1和输出电容C2，C2为低ESR的钽电容，用于输出滤波以及提高环路的稳定性，在储能电感L1和输出电容C2之间还反接有一个续流二极管D1，续流二极D1为肖特基二极管IN5824，稳压器AMS1117-3.3在VIN端与地之间接有输入电容C3，在VOUT端与地之间接有输出电容C4，将输入电容C3和输出电容C4作为旁路电容来滤除信号中的高频分量，并用于改善瞬态响应。

4.根据权利要求1所述的基于Zigbee技术的采摘机器人传感器无线传输装置，其特征在于：所述信号调理单元采用一个双电压比较器LM393，用于将模拟信号转换为数字信号，对不同高低电平进行匹配，使输入量能够被CC2430所识别；初始状态时，比较器的输出端为低电平，当比较器同相输入端的输入电压大于反相输入端电压时比较器输出端触发为高电平；对于压力传感器中的力敏电阻，当比较器输出为高电平则说明达到了合适的抓取力；对于避障传感器中的力敏电阻，当比较器的输出为高电平则说明机械臂碰到了障碍物。

5.根据权利要求1所述的基于Zigbee技术的采摘机器人传感器无线传输装置，其特征在于：所述CC2430发送单元和CC2430接收单元包括信号调理电路、JTEG仿真调试电路、天线电路，四个微动开关、八个霍尔传感器、两个切刀限位开关，CC2430芯片，两个力敏电阻、两组红外光电管；所述两个力敏电阻、两组红外光电管连接至信号调理电路，所述信号调理电路、JTEG仿真调试电路、四个微动开关、八个霍尔传感器、两个切刀限位开关连接至CC2430芯片的输入接口，天线电路与CC2430芯片的输出接口相连接。

6.根据权利要求1所述的基于Zigbee技术的采摘机器人传感器无线传输装置，其特征在于：所述串口转USB电路单元包括CH341T芯片，CC2430接收单元的P0_3和P0_2端口分别与CH341T芯片的TXD及RXD端口相连接，CH341T芯片的UD+和UD-端口与USB总线的信号线D+和D-端口相连。

7.基于Zigbee技术的采摘机器人传感器无线传输方法，其特征在于：采摘机器人的避障传感器、位置传感器及压力传感器的信号通过信号调理单元与CC2430发送单元的相应I/O口相连接，并经天线将传感器信息以IEEE802.15.4协议标准的2.4GHZ频率传递给数据接收模块的天线端，天线端得到的信息再经CC2430接收单元处理，最后通过串口转USB电路单元，传感器信息传递至机器人控制计算机，采用电源模块分别为避障传感器、位置传感器、压力传感器、信号调理单元、CC2430发送单元提供相应规格的电压。