具有差分GPS定位功能的智能割草机控制系统研制
发布时间：2020-08-26 02:10
【摘要】：随着我国城市化建设的不断进步和发展,越来越多的园林绿化进入了人们的日常生活当中。但是,在城市绿化给人们带来绿色人造环境的同时,其自身又必须保持一定的美观和生长高度,因此需要注入大量的人力和物力以进行维护。智能割草机作为新一代的园林智能设备,它与传统的割草器械不同,不需要人工参与,能够独立地进行绿化草坪的修剪和维护工作,将人们从繁重的劳动中解放出来。本文根据智能割草机产品的功能需求,设计控制系统硬件电路,并完成配套系统软件一套,其主要工作包括以下几个方面:对市场上现有的智能割草机设备的常见功能进行分析,以此提出本文设计的智能割草机的功能需求。根据此需求,确定控制系统组成,并围绕控制系统核心STM32F103,设计了以电源管理系统、电机控制系统和传感器系统等为主的硬件电路以及相关接口电路,实现智能割草机基本的自主割草、自动充电等功能;采用LCD液晶显示屏和薄膜键盘作为智能割草机的基本输入输出设备,实现人机交互系统的设计,能够完成状态、菜单的显示和系统参数设置;采用有限状态机的编程方法,对割草机的各个状态进行分析,设计针对智能割草机系统的状态机。然后在硬件设计的基础上,基于状态机完成一整套控制系统的软件设计,能够对智能割草机进行稳定、可靠的控制,有效地完成割草任务;结合智能手机App,实现智能割草机远程控制和产品在线软件升级功能(IAP);结合差分GPS技术,实现智能割草机多区域遍历和安全的功能。另外,本文就智能割草机目前普遍存在的割草效率低、重复率高的现象,对全区域覆盖的路径规划问题进行了研究。以智能割草机的实际工作环境为基础,建立工作环境的电子栅格地图,并提出可行的路径规划方案,最后在Visual Studio 2013环境内进行仿真实验。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU986.32
【图文】：
随着我国城市化建设的不断进步和发展，越来越多的园林绿化进入我们的生活当中据《全国造林绿化规划纲要（2011-2020）》第七次森林调查显示，全国城市建成绿盖面积 149.45 万公顷，绿化覆盖率 38.22%，城市人均公园绿地面积 10.66 平方米[1城市绿化草坪给人们带来绿色人造环境的同时，其自身又必须保持一定的美观和生度，因而需要注入大量的人力和物力进行维护[2]。常见的传统割草器械主要有手持式的和驾驶式的，如图 1-1 和图 1-2 所示。使用的割草器械对草坪进行维护作业需要人工的操作，不但自动化程度低、割草效率低容易引起操作人员的疲劳，进一步导致安全事故。传统的割草器械以内燃机或者蓄为动力源，前者易产生高分贝的噪声污染，而且排放的废气对人体也会造成很大的；后者相对前者虽然比较环保，但是因为体积限制，蓄电能力不足，需要人工携带行充电工作，降低了工作效率[3]。传统的割草器械虽然已经有一百多年的发展历史是还是没有完全解决噪声大、能耗多、环境污染严重、费时费力等问题[4]。然而，新科学技术的发展以及人们对草坪维护作业的不断重视，新一代的割草设备孕育，这就是智能割草机器人。
随着我国城市化建设的不断进步和发展，越来越多的园林绿化进入我们的生活当中据《全国造林绿化规划纲要（2011-2020）》第七次森林调查显示，全国城市建成绿盖面积 149.45 万公顷，绿化覆盖率 38.22%，城市人均公园绿地面积 10.66 平方米[1城市绿化草坪给人们带来绿色人造环境的同时，其自身又必须保持一定的美观和生度，因而需要注入大量的人力和物力进行维护[2]。常见的传统割草器械主要有手持式的和驾驶式的，如图 1-1 和图 1-2 所示。使用的割草器械对草坪进行维护作业需要人工的操作，不但自动化程度低、割草效率低容易引起操作人员的疲劳，进一步导致安全事故。传统的割草器械以内燃机或者蓄为动力源，前者易产生高分贝的噪声污染，而且排放的废气对人体也会造成很大的；后者相对前者虽然比较环保，但是因为体积限制，蓄电能力不足，需要人工携带行充电工作，降低了工作效率[3]。传统的割草器械虽然已经有一百多年的发展历史是还是没有完全解决噪声大、能耗多、环境污染严重、费时费力等问题[4]。然而，新科学技术的发展以及人们对草坪维护作业的不断重视，新一代的割草设备孕育，这就是智能割草机器人。
图 1-4Friendly Robotics 公司的 RobomowRX2020 具备自主充电功能，电源采用 7Ah 的铅酸电池，120 分钟，充电时长为 16-20 个小时，可以覆盖最大备边切、儿童锁、智能 APP 等功能。在 Robomo域的边界上铺设电缆，并且将电缆与配套的机器人在工作区域内进行割草作业。该割草机器人采取随
本文编号：2804525
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU986.32
【图文】：
随着我国城市化建设的不断进步和发展，越来越多的园林绿化进入我们的生活当中据《全国造林绿化规划纲要（2011-2020）》第七次森林调查显示，全国城市建成绿盖面积 149.45 万公顷，绿化覆盖率 38.22%，城市人均公园绿地面积 10.66 平方米[1城市绿化草坪给人们带来绿色人造环境的同时，其自身又必须保持一定的美观和生度，因而需要注入大量的人力和物力进行维护[2]。常见的传统割草器械主要有手持式的和驾驶式的，如图 1-1 和图 1-2 所示。使用的割草器械对草坪进行维护作业需要人工的操作，不但自动化程度低、割草效率低容易引起操作人员的疲劳，进一步导致安全事故。传统的割草器械以内燃机或者蓄为动力源，前者易产生高分贝的噪声污染，而且排放的废气对人体也会造成很大的；后者相对前者虽然比较环保，但是因为体积限制，蓄电能力不足，需要人工携带行充电工作，降低了工作效率[3]。传统的割草器械虽然已经有一百多年的发展历史是还是没有完全解决噪声大、能耗多、环境污染严重、费时费力等问题[4]。然而，新科学技术的发展以及人们对草坪维护作业的不断重视，新一代的割草设备孕育，这就是智能割草机器人。
随着我国城市化建设的不断进步和发展，越来越多的园林绿化进入我们的生活当中据《全国造林绿化规划纲要（2011-2020）》第七次森林调查显示，全国城市建成绿盖面积 149.45 万公顷，绿化覆盖率 38.22%，城市人均公园绿地面积 10.66 平方米[1城市绿化草坪给人们带来绿色人造环境的同时，其自身又必须保持一定的美观和生度，因而需要注入大量的人力和物力进行维护[2]。常见的传统割草器械主要有手持式的和驾驶式的，如图 1-1 和图 1-2 所示。使用的割草器械对草坪进行维护作业需要人工的操作，不但自动化程度低、割草效率低容易引起操作人员的疲劳，进一步导致安全事故。传统的割草器械以内燃机或者蓄为动力源，前者易产生高分贝的噪声污染，而且排放的废气对人体也会造成很大的；后者相对前者虽然比较环保，但是因为体积限制，蓄电能力不足，需要人工携带行充电工作，降低了工作效率[3]。传统的割草器械虽然已经有一百多年的发展历史是还是没有完全解决噪声大、能耗多、环境污染严重、费时费力等问题[4]。然而，新科学技术的发展以及人们对草坪维护作业的不断重视，新一代的割草设备孕育，这就是智能割草机器人。
图 1-4Friendly Robotics 公司的 RobomowRX2020 具备自主充电功能，电源采用 7Ah 的铅酸电池，120 分钟，充电时长为 16-20 个小时，可以覆盖最大备边切、儿童锁、智能 APP 等功能。在 Robomo域的边界上铺设电缆，并且将电缆与配套的机器人在工作区域内进行割草作业。该割草机器人采取随
【参考文献】
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本文编号：2804525
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