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具有差分GPS定位功能的智能割草机控制系统研制

吴瀛东  
【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。


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