[发明专利]一种基于3G网络的农业机器人嵌入式通信系统设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于3G网络的农业机器人嵌入式通信系统设计方法，属于农业信息化技术领域。

背景技术

农业机器人是一种高度自动化智能化的农业机械，它集传感技术、监测技术、人工智能技术、通讯技术、图像识别技术、精密及系统集成技术等多种前沿科学技术于一身，代表了机电一体化的最高水平，作为农业生产领域中新一代的生产工具，农业机器人在提高农业生产力、改变农业生产模式、解决劳动力不足问题等方面显示出极大的优越性；它能减轻劳动强度，解决劳动力不足，提高劳动生产率和作业质量，防止农药、化肥等对人体的伤害；在农业领域中，信息技术对精确农业生产起着至关重要的作用；农作物的生长状况，自然环境的变化，土壤、水质中污染源的含量，以及农机设备的工作参数等都是影响农作物品质、农业环境和生产效率的重要信息；随着人们在农业生产过程中对信息的需求日益增加，发展通信技术成为实现农业信息化的重要途径之一；无线通信的信息包括模拟、数字量信息、声音、图像、视频等，要在农业这样一个背景环境下实现远程通信比较困难。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种基于3G网络的农业机器人嵌入式通信系统设计方法，通过嵌入式微处理器S3C2410控制，结合ZC301摄像头采集农业图像数据并通过3G网络远程传输，实现远程监测和控制。

本发明的基于3G网络的农业机器人嵌入式通信系统设计方法，所述方法包括以下步骤：

第一步，对农业机器人嵌入式通信系统进行硬件设计，介绍嵌入式微处理器的种类及ARM处理器的特点，选用基于ARM920T处理器核的S3C2410芯片作为核心控制器，并对核心板外围电路进行必要的扩展，设计系统存储模块、电源模块、串行接口、USB接口、阳接口、JTAG接口的电路，实现数据的传输、存储等功能；对摄像头模块和通信模块进行抉择，实现数据的采集和传输；

第二步，对农业机器人嵌入式通信系统进行软件设计，构建嵌入式Linux操作系统平台；首先建立交叉开发环境，在系统硬件平台基础上移植BootLoader程序；配置、编译和移植Linuc系统内核；建立Cramfs文件系统；设计并移植摄像头ZC301驱动、串口驱动；农业移动机器人采用嵌入式Web技术，通过Web浏览器对嵌入式农业移动机器人进行管理和通信，选用Boa作为web服务器，在搭建的软硬件平台上实现嵌入式Web服务，并对其进行配；开发设计CGI程序并实现动态Web技术，实现与嵌入式农业机器人的交互功能；

第三步，进行系统整体试验，并提出进一步开发设想；经过试验验证，设计的农业移动机器人嵌入式通信系统扩大了机器人的工作范围，并通过嵌入式服务器和3G网将数据远程实时传输在浏览器端动态显示，具有实时、稳定的特点，满足实时网络传输和通信的要求，在将嵌入式技术、WEB技术和3G通信技术的结合上具有创新性，并为后续研究、开发及功能完善莫定基础。

进一步地，所述第二步中软件功能设计包括构建嵌入式Linux操作系统平台及实现Web无线通信。

本发明与现有技术相比较，本发明的基于3G网络的农业机器人嵌入式通信系统设计方法，将3G无线网络技术应用于农业移动机器人通信系统，突破机器人控制距离的限制，初步实现跨区域的无线通信；通过摄像头和3G网络采集并远程传输图像数据，并在远程浏览器端动态实时显示，为及时掌握移动机器人周边环境及机器人行动准确性提供技术支持。

具体实施方式

本发明的基于3G网络的农业机器人嵌入式通信系统设计方法，所述方法包括以下步骤：

第一步，对农业机器人嵌入式通信系统进行硬件设计，介绍嵌入式微处理器的种类及ARM处理器的特点，选用基于ARM920T处理器核的S3C2410芯片作为核心控制器，并对核心板外围电路进行必要的扩展，设计系统存储模块、电源模块、串行接口、USB接口、阳接口、JTAG接口的电路，实现数据的传输、存储等功能；对摄像头模块和通信模块进行抉择，实现数据的采集和传输；