论文部分内容阅读
农业智能移动机器人是机器人技术的一个重要分支,也是实现农业自动化的有效手段,是大部分农业作业任务的移动平台。将3G无线网络技术应用于农业移动机器人通信系统,突破了机器人控制距离的限制,初步实现了跨区域的无线通信。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。在分析国内外农业移动机器人发展现状的基础上,将嵌入式系统和通信技术添加到农业机器人技术中。农业智能移动机器人嵌入式通信系统设计主要包括硬件选用、软件功能设计以及系统试验三部分。文中根据设计需要选用相应的硬件和软件,主要采用ARM芯片和Linux系统作为开发平台。利用摄像头采集图像数据,无线通信部分通过基于TCP/IP协议的无线模块将摄像头捕捉到的图像发送到3G网络,客户端通过Web浏览器,就可以进行数据的发送和接收,实现视频图像的采集和传输,以及控制命令的下达。首先,对农业机器人嵌入式通信系统进行了硬件设计。介绍了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,接下来对核心板外围电路进行了必要的扩展,设计了系统存储模块、电源模块、串行接口、USB接口、I/O接口、JTAG接口的电路,实现数据的传输、存储等功能。讲述了摄像头模块和通信模块的抉择,以实现数据的采集和传输。其次,软件功能设计主要包括构建嵌入式Linux操作系统平台及实现Web无线通信。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Linux系统内核;建立Cramfs文件系统;设计并移植了摄像头ZC301驱动、串口驱动。农业移动机器人采用嵌入式Web技术,只需要通过Web浏览器就可以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,并对其进行配置;开发设计CGI程序并实现动态Web技术,以此来实现与嵌入式农业机器人的交互功能。最后,进行了系统整体试验,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一定的创新性,并为后续研究、开发及功能完善奠定了基础。