專利名稱：農業機器人超聲波測控系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及農業機器人超聲波測控系統，屬于機器人技術領域。
背景技術：
為了使移動機器人能自動避障行走，就必須裝備測距系統，以使其及時獲取距障礙物的距離信息(距離和方向)。在利用傳感器技術和自動控制技術相結合的測距方案中，超聲波測距是目前應用最普遍的ー種，它廣泛應用于防盜、倒車雷達、水位測量、建筑施工エ地以及一些エ業現場。超聲波具有指向性強，能量消耗緩慢的特點，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波經常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現。利用超聲波 檢測比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且在測量精度方面能達到實用的要求，因此在移動機器人研制上也得到了廣泛的應用。農業機器人在行走的過程中，需要實時測量機器人與目標物體的距離，當距離達到一定的范圍時，需要運動裝置和相關的設備做出一定的動作，從而自動完成特定的操作；當移動機器人走到軌道的盡頭時，需要檢測自身與盡頭標志物的距離，然后采取制動或換向操作。農業機器人和農業自動行走裝置行走在不平坦的路面或者行走途中有障礙物吋，為了在機器人接觸到障礙物之前就能預先檢測到障礙物的存在，提前做出壁障動作或者提前做好越障準備，就需要進行非接觸測距，超聲波測距系統的有效范圍能夠很好的滿足農業機器人所需的檢測距離，實現非接觸距離測量并做出相應動作。但是現有技術中，機器人自動工作，機器人的實時位置、進行動作等，操作人員可能并不清楚，不便于操作人員及時掌握機器人的工作情況和其他相關信息。

實用新型內容本實用新型的目的是提供ー種利用無線技術的農業機器人超聲波測控系統，將相關信息回傳到操作人員那里，用以解決現有技術缺乏對機器人的實時監控的問題。為實現上述目的，本實用新型的方案是農業機器人超聲波測控系統，包括用于安裝在農業機器人上的工作機，工作機包括ー個工作機MCU、超聲波測距模塊和用于修正誤差的溫度傳感器，所述工作機上還設有無線信號發射器，所述工作機MCU輸出連接所述無線信號發射器；所述農業機器人超聲波測控系統還包括接收機，接收機包括一個接收機MCU，該接收機MCU輸入連接一個與所述無線信號發射器無線通訊的無線信號接收器，接收機MCU輸出控制連接顯示器。所述工作機MCU還輸出控制連接一個用于控制機器人行走的動作輸出板。所述工作機MCU與接收機MCU均采用STC89C52單片機。所述無線信號發射器為H)5P無線信號發射器。所述無線信號接收器為J04V無線信號接收器。[0013]所述溫度傳感器為18B20溫度傳感器。所述顯示器為IXD1602液晶顯示器。所述接收機MCU還輸入連接有時鐘芯片。農業機器人的超聲波測距系統可以實時監測機器人距離目標物體的距離，并可以預先設置好幾個距離值，當機器人達到某個距離值時，控制系統會根據預先寫好的程序控制機器人做出相應的動作。通過設置接收機，操作人員可以不必親臨現場就能了解到機器人與目標物體的相對位置，隨時監測農業機器人的位置信息。接收機可以設置的固定主控室中，也可以作為手持設備，配備在操作人員身上。 系統在滿足現有功能的基礎上依然保留了功能擴展接ロ，如果以后需要更多的功能，可以直接在現有系統板(工作機)上接插擴展模塊，不用重新制作新板子。超聲波測距系統在農業機器人上的應用不僅提高了機器人的工作效率，節省了勞力，而且提高了機器人的行走安全性。一旦農業機器人與目標物體或障礙物的距離達到所規定的闕值，系統就會立即做出反應，做出應對動作，這樣的工作如果讓人來判斷，第一，人眼判斷的距離不準確，第二，即使人判斷的準確，但是人的反應時間與單片機相比長的太多，反應慢在機器人運動速度高的時候就會造成事故。基于單片機的超聲波測距系統克服了人最大兩個弱點，工作起來更加安全。

圖I是本發明的系統框圖；圖2為發射和接收電路原理圖；圖3為動作輸出板原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進ー步詳細的說明。如圖I所示，本發明農業機器人超聲波測控系統，包括農業機器人超聲波測控系統，包括工作機和接收器兩大部分，工作機的主要功能是伴隨著農業機器人，實時監測目標物體與機器人的距離，測出距離后，經過無線發射器傳送給操作員；接收器的功能是收集發射器傳輸過來的數據，并通過顯示器顯示，提供給操作員查看。工作機包括ー個工作機MCU、超聲波測距模塊和用于修正誤差的溫度傳感器，其特征在干，所述工作機上還設有無線信號發射器，所述工作機MCU輸出連接所述無線信號發射器；所述農業機器人超聲波測控系統還包括接收機，接收機包括一個接收機MCU，該接收機MCU輸入連接一個與所述無線信號發射器無線通訊的無線信號接收器，接收機MCU輸出控制連接顯示器。本實施例中，工作機MCU與接收機MCU均選用STC89C52單片機，溫度傳感器采用18B20溫度傳感器，液晶顯示器采用IXD1602，時鐘芯片選用DS1302芯片。如圖2所示，根據無線通訊的原理，本方案的發射器采用F05P，內部具有一級調制電路及限流電阻，適合單片機短距離無線數據傳輸。H)5P具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性，ASK方式調制。R)5P不能任意調整發射電流，單片機的數據可直接進入H)5P的數據輸入端。在無數據時單片機數據輸出口必須設置為低電平狀態。H)5P需要輸入數據才能發射，數據信號停止，發射電流為零；接收模塊的主要作用是完成數據的接收。J04V是ー款低功耗小體積超再生接收模塊，采用SMTエ藝，性能穩定具有較好的靈敏度及性價比，是電池供電產品的理想選擇。可廣泛應用于需要長期處于接收狀態的遙控報警及單片機數據傳輸系統。接收器J04V與發射器相配套，將315MHz的電磁波轉換為數字信號，通過串ロ傳送給單片機，單片機在收到ー包數據后，首先要判斷數據包的開頭，然后將整包數據連續存入接收器中的數據緩沖區rxbuf，接收器中的單片機把接受到的數據處理為LCD1602能直接顯示的形式。如圖3所示，動作輸出板是測距系統與農業機器人之間最直接的交流工具，輸出板上包含ULN2803功率驅動器，可驅動大功率繼電氣工作。動作輸出板上有12P排針，可通 過12線的排線方便地與MCU控制器直接相連，二者之間不需要額外的連線。輸出板上共輸出4路繼電器，通過輸出端子可控制4個電機單向運轉啟停，也可控制2個電機的正反轉與啟停操作。輸出板上還留有4個擴展端ロ，可再擴展4路繼電器，可供系統功能快速擴展。
權利要求1.農業機器人超聲波測控系統，包括用于安裝在農業機器人上的工作機，工作機包括一個工作機MCU、超聲波測距模塊和用于修正誤差的溫度傳感器，其特征在于，所述工作機上還設有無線信號發射器，所述工作機MCU輸出連接所述無線信號發射器；所述農業機器人超聲波測控系統還包括接收機，接收機包括一個接收機MCU，該接收機MCU輸入連接一個與所述無線信號發射器無線通訊的無線信號接收器，接收機MCU輸出控制連接顯示器。
2.根據權利要求I所述的農業機器人超聲波測控系統，其特征在于，所述工作機MCU還輸出控制連接一個用于控制機器人行走的動作輸出板。
3.根據權利要求I所述的農業機器人超聲波測控系統，其特征在于，所述工作機MCU與接收機MCU均采用STC89C52單片機。
4.根據權利要求I所述的農業機器人超聲波測控系統，其特征在于，所述無線信號發 射器為H)5P無線信號發射器。
5.根據權利要求I所述的農業機器人超聲波測控系統，其特征在于，所述無線信號接收器為J04V無線信號接收器。
6.根據權利要求I所述的農業機器人超聲波測控系統，其特征在于，所述溫度傳感器為18B20溫度傳感器。
7.根據權利要求I所述的農業機器人超聲波測控系統，其特征在于，所述顯示器為IXD1602液晶顯示器。
8.根據權利要求I所述的農業機器人超聲波測控系統，其特征在于，所述接收機MCU還輸入連接有時鐘芯片。
專利摘要本實用新型涉及農業機器人超聲波測控系統，包括用于安裝在農業機器人上的工作機，工作機包括一個工作機MCU、超聲波測距模塊和用于修正誤差的溫度傳感器，所述工作機上還設有無線信號發射器，所述工作機MCU輸出連接所述無線信號發射器；所述農業機器人超聲波測控系統還包括接收機，接收機包括一個接收機MCU，該接收機MCU輸入連接一個與所述無線信號發射器無線通訊的無線信號接收器，接收機MCU輸出控制連接顯示器。本實用新型的目的是提供一種利用無線技術的農業機器人超聲波測控系統，將相關信息回傳到操作人員那里，用以解決現有技術缺乏對機器人的實時監控的問題。
文檔編號G08C17/02GK202404448SQ20122000186
公開日2012年8月29日 申請日期2012年1月4日 優先權日2012年1月4日
發明者付三玲, 張伏, 徐銳良, 楊樂峰, 毛鵬軍, 王俊, 王留柱, 白延鵬, 薛坤鵬, 鄧桂揚, 邱兆美 申請人:河南科技大學