农业多机器人无线通信平台的研究与设计

发布时间：2017-04-23 10:10

  本文关键词：农业多机器人无线通信平台的研究与设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在农业生产领域,由于生产规模日渐扩大,对多机器人的需求也日益增加,为此,国内外高校以及相关专家学者更加关注农业多机器人系统相关技术的研究。但是国内对农业多机器人系统的研究相对匮乏,尤其对其通信系统的研究较少。针对此现状,本文研究了现有常用无线通信技术,通过实地实验测试了无线信号在农田以及果园中的有效通信距离和信道特点,基于部分现有通信协议,搭建了农业多机器人无线通信系统硬件平台并编写了相关通信软件。本文主要研究工作和结果如下:(1)深入分析了目前多机器人通信常用的几种通信技术及其特点,探讨了其在农业领域的应用前景,比较之后得出结论:理论上,wifi技术是目前最适合建立农业多机器人无线通信系统的技术,而如何建立可靠、稳定、高效的wifi通信网络就成为了研究无线多机器人通信系统的主要目的。(2)通过实地测试,绘制曲线图的方法研究了信号百分比强度以及传输速率与传输距离的关系,通过对桃园、玉米地以及空地三种不同情况的测试,确定无线信号在玉米地、桃园以及空地传播的有效距离分别为20米、40米和70米。因此,最终有效通信距离取20米,通过对无线通信技术的理论研究和实地测试的数据相对比,验证了wifi技术在实际使用中确实可以满足农业多机器人无线通信的要求。(3)根据农业生产的特殊条件,选择基于ARM的Linux嵌入式来开发农业多机器人无线通信程序。在此基础上,以OK6410开发板搭建了无线通信程序的硬件开发平台,配置了Linux交叉编译环境。并且深入学习了wifi协议以及基于ARM的Linux嵌入式开发技术。(4)利用QT软件进行程序开发,进行交叉编译,使程序能在OK6410 ARM开发板上运行,并且进行了一套完整的程序运行测试。程序最终运行结果表明:该软件能很好的在OK6410 ARM开发板上运行,可以很好的实现树形拓扑结构下,领航机器人与跟随机器人之间的双向无线通信。
【关键词】：农业多机器人 无线通信 Linux嵌入式 QT
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP242;TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景、目的及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 研究内容13-14
• 1.4 技术路线14-15
• 第二章 农业多机器人无线通信技术研究15-25
• 2.1 无线通信技术分类15
• 2.2 近距离无线通信分类15-21
• 2.2.1 蓝牙(Bluetooth)15-16
• 2.2.2 ZigBee技术16-17
• 2.2.3 红外传输(IrDA)17
• 2.2.4 NFC技术17-18
• 2.2.5 超宽频(Ultra WideBand)18-19
• 2.2.6 wifi技术19-20
• 2.2.7 短距离无线通信对比20-21
• 2.3 远距离无线通信技术分类21-24
• 2.3.1 Wimax技术21-22
• 2.3.2 移动通信技术 2G/3G/4G22-24
• 2.3.3 远距离无线通信对比24
• 2.4 小结24-25
• 第三章 通信距离和信道性能实验25-32
• 3.1 实验仪器25-26
• 3.2 实验方法26-27
• 3.3 实验27-29
• 3.3.1 玉米地实验27
• 3.3.2 空地实验27-28
• 3.3.3 桃园实验28-29
• 3.4 实验结果与分析29-30
• 3.5 小结30-32
• 第四章 硬件平台的搭建以及嵌入式开发环境搭建32-42
• 4.1 硬件平台的搭建32-36
• 4.1.1 选择合适的硬件平台32-34
• 4.1.2 安装合适的操作系统34-36
• 4.2 嵌入式开发环境搭建36-41
• 4.2.1 安装Linux虚拟机37-40
• 4.2.2 ARM开发板QT库安装40-41
• 4.3 小结41-42
• 第五章 建立农业多机器人无线通信系统42-62
• 5.1 通信协议42-43
• 5.2 选择拓扑结构43-44
• 5.3 Socket编程44-45
• 5.4 多机器人通信软件编写45-56
• 5.4.1 实现信息交换45-49
• 5.4.2 界面设计49-51
• 5.4.3 信号与槽51
• 5.4.4 数据的收发51-55
• 5.4.5 交叉编译55-56
• 5.5 程序试运行56-60
• 5.5.1 程序设置56-57
• 5.5.2 双向通信实验57-60
• 5.6 小结60-62
• 第六章 结论与展望62-64
• 6.1 结论62
• 6.2 展望62-64
• 参考文献64-68
• 附录68-86
• 附录一：玉米地信号测试结果68-69
• 附录二：桃园信号测试结果69-71
• 附录三：空地测试结果71-73
• 附录四：server程序源文件代码73-81
• 附录五：client程序源文件代码81-86
• 致谢86-87
• 作者简介87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 姚飚;邱白晶;;喷雾机器人远程控制系统的设计与试验研究[J];农机化研究;2007年11期

2 石博天;张学良;;基于蓝牙Piconet的LEGO多机器人P2P通信[J];计算机应用;2012年S2期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 柳林;多机器人系统任务分配及编队控制研究[D];国防科学技术大学;2006年

  本文关键词：农业多机器人无线通信平台的研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：322229