一种ZigBee网络中的农业机器人无线遥控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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?10m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】
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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、降水量等信息的测量节点，一个固定在农业机器人上的，用于标识农业机器人的类型、功能、耕作精度、服务年限、维修记录，身份号码等信息的身份识别丰吴块等。
[0009]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II，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II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。
[0010]所述的农业机器人主控制器，包括一个串口数据接收器，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，串口数据接收器通过UART接口，与中央处理器I连接，总线控制器、触摸屏1、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。
[0011]所述的农业机器人，包括一个农业机器人控制模块，一个运动控制模块，一个图像处理模块，一个农业机器人机械本体，运动控制模块和图像处理模块通过总线，与农业机器人控制模块连接，运动控制模块驱动农业机器人机械本体做具体的运动，农业机器人控制模块包括一个中央处理器II，一个触摸屏II，一个DSP模块，一个存储单兀III，一个防碰撞模块，触摸屏I1、DSP模块、存储单元III和防碰撞模块，通过总线与中央处理器II连接。
[0012]所述的串口数据发射器，把操作者在遥控终端的编辑的控制命令转化为数据信息，并发射出去，农业机器人主控制器通过串口数据接收器，接收到控制信息后，调动ZigBee数据收发模块，获取农业机器人身份信息，若符合控制信息中的身份检测信息，则驱动ZigBee协调器，建立ZigBee网络，获取作业环境信息、气象信息等，同时进行系统自检，以及导航定位、运动轨迹规划等计算，把运算结果发送给农业机器人，控制其按要求单机工作。
[0013]所述的遥控终端，可以是iPAD，也可以是笔记本电脑，还可以是台式机，还可以是智能手机。
[0014]本发明还有一个目的，是提供上述农业机器人在ZigBee网络中的无线遥控系统的另外一种实施方式，包括一个串口数据发射器，一个主机主控制器，至少一个从机主控制器，一个主机ZigBee数据收发模块，至少一个从机ZigBee路由器，一个无线网络，一个农业机器人主机，至少一个农业机器人从机，至少六个以上的ZigBee数据节点，主机主控制器和主机ZigBee数据收发模块，安装在农业机器人主机上，从机主控制器和从机ZigBee路由器，安装在农业机器人从机上。
[0015]所述的ZigBee数据节点，包括农业机器人主机和农业机器人从机的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，一个主机气象信息模块节点，一个从机气象信息模块，一个固定在农业机器人主机上的，用于标识主机类型、功能、耕作精度、服务年限、维修记录，身份号码等信息的主机身份识别模块，一个固定在农业机器人从机上的，用于标识从机类型、功能、耕作精度、服务年限、维修记录，身份号码等信息的从机身份识别模块等。
[0016]所述的主机ZigBee数据收发模块，包括一个主机ZigBee协调器，一个主机身份识别模块，一个主机存储单元II，一个主机作业环境信息模块，一个主机气象信息模块，以及主机其他外设和主机其它传感模块，主机存储单元II通过总线与主机ZigBee协调器连接，用于存储主机ZigBee数据收发模块收发数据过程中的信息，主机身份识别模块是一个标识了农业机器人主机细节信息的ZigBee终端，主机作业环境信息模块汇总了农业机器人主机作业区域的各种信息，然后再通过主机ZigBee协调器，上传给主机主控制器，主机气象信息模块，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，主机身份识别模块、主机作业环境信息模块、主机气象信息模块，在主机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，将农业机器人主机的作业环境信息、气象信息，身份检测信息等，传输给主机主控制器。
[0017]所述的从机ZigBee数据收发模块，包括一个从机ZigBee路由器，一个从机身份识别模块，一个存储单元IV，一个从机作业环境信息模块，一个从机气象信息模块，以及其他外设II和从机其它传感模块，存储单元IV通过总线与从机ZigBee路由器连接，用于存储从机ZigBee数据收发模块收发数据过程中的信息，从机身份识别模块是一个标识了农业机器人从机细节信息的ZigBee终端，从机作业环境信息模块汇总了农业机器人从机作业区域的各种信息，然后再通过从机ZigBee路由器，上传给主机ZigBee协调器，从机气象信息模块，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，从机身份识别模块、从机作业环境信息模块、从机气象信息模块，在从机ZigBee路由器的路由分配下，与主机ZigBee协调器、ZigBee数据节点，共同组成遵守ZigBee通讯协议的无线网络，接收主机主控制器的控制命令，同时把农业机器人从机的环境信息、气象信息，身份检测信息，以及作业情况信息，传输给主机主控制器。
[0018]所述的主机主控制器，包括一个主机串口数据接收器，一个主机总线控制器，一个主机触摸屏I，一个主机导航定位模块，一个主机系统自检模块，一个主机存储单元II，一个主机轨迹规划模块和一个主机中央处理器I，主机串口数据接收器通过UART接口，与主机中央处理器I连接，主机总线控制器、主机触摸屏1、主机导