[发明专利]一种ZigBee网络中的农业机器人无线遥控系统

说明书

技术领域

本发明属于机器人控制技术领域，涉及一种ZigBee网络中的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。

小块农田的耕作，一台农业机器就足以应付，但对于成片农田、或者大面积的农业大棚内的耕作来讲，任务比较繁重，而单位时间内的高质高效的农业劳作，会降低农产品成本，增加农产品的有效供给量，提升农产品竞争力。

在信息化的时代背景下，农机的自动化、智能化水平的具体体现，就是农业机器人的应用。现有的农业机器人大部分是手动遥控，个别可以远程遥控的农业机器人，只可以单机运转，组成一个团队，并协同工作的农业机器人目前比较少。想要把现有机器人组团工作，必然涉及到机器人控制系统的改造，重新布线，必然带来农业机器人结构改变，一是成本比较高，二是时间比较长。外加的无线控制系统，在不改变农业机器人机械结构的同时，可有效控制机器人单机、组团工作，是一种有效的改革思路。

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，在一种价格便宜的传感信息网络中，能遥控、组团工作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、多点数据采集的需求。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本发明的目的在于提供一种农业机器人在ZigBee网络中的远程控制方法，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。

实现上述发明目的的技术方案是一种ZigBee网络中的农业机器人无线遥控系统，包括一个串口数据发射器，一个农业机器人主控制器，一个ZigBee数据收发模块，一个无线网络，一个农业机器人，至少六个以上的ZigBee数据节点，农业机器人主控制器和ZigBee数据收发模块安装在农业机器人上。

所述的ZigBee数据节点，包括农业机器人工作区域内的一个以上的土壤温度、湿度等信息的测量节点，三个以上的作业区域的边界信息测量节点，至少一个以上的作业区域空气温度、湿度、风力、风向、降水量信息的测量节点。

所述的ZigBee数据收发模块，包括一个ZigBee协调器，一个身份识别模块，一个存储单元Ⅰ，一个作业环境信息模块，一个气象信息模块，以及其他外设和其它传感模块，存储单元Ⅰ通过总线与ZigBee协调器连接，用于存储ZigBee数据收发模块收发数据过程中的信息，身份识别模块是一个标识了标识农业机器人的细节信息的ZigBee终端，作业环境信息模块汇总了农业机器人作业区域的各种信息，然后再通过ZigBee协调器，上传给农业机器人主控制器，气象信息模块，包括一个气象数据采集ZigBee终端，一个数据采集电路，一个温度传感器，一个湿度传感器，一个雨量传感器，一个风向传感器，一个风速传感器和一个气压传感器，温度传感器、湿度传感器、雨量传感器、风向传感器、风速传感器和气压传感器，与数据采集电路电路连接，数据采集电路与气象数据采集ZigBee终端电路连接，身份识别模块、作业环境信息模块、气象信息模块，在ZigBee协调器的发起、协调下，与 ZigBee数据节点，共同组成遵守ZigBee通讯协议的无线网络，将农业机器人的作业环境信息、气象信息，身份检测信息等，传输给农业机器人主控制器。

所述的农业机器人主控制器，包括一个串口接收模块，一个总线控制器，一个触摸屏Ⅰ，一个导航定位模块，一个系统自检模块，一个存储单元Ⅱ，一个轨迹规划模块和一个中央处理器Ⅰ，串口接收模块通过UART接口，与中央处理器Ⅰ连接，总线控制器、触摸屏Ⅰ、导航定位模块、系统自检模块、存储单元Ⅱ和轨迹规划模块，通过总线与中央处理器Ⅰ连接。