CN207557763U

CN207557763U - 智能巡检小车

Info

Publication number: CN207557763U
Application number: CN201721802233.9U
Authority: CN
Inventors: 付根平; 张世昂; 魏超友
Original assignee: Zhongkai University of Agriculture and Engineering
Current assignee: Zhongkai University of Agriculture and Engineering
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2018-06-29
Anticipated expiration: 2027-12-21

Abstract

本实用新型公开了智能巡检小车，包括在预设路线上来回移动的车体，车体的底部设有车轮，车体内设有STM32从控制器、直流电机和舵机，车体上设有树莓派控制器、GPS定位模块、WIFI模块、红外感应模块、温湿度采集模块、图像采集模块。GPS定位模块、温湿度采集模块、图像采集模块与树莓派控制器连接，树莓派控制器与STM32从控制器通过串口连接，直流电机、舵机和红外感应模块与STM32从控制器连接，树莓派控制器通过WIFI连接外部云平台。本实用新型通过设定的线路可以自动对果园、菜园等应用场所巡检，检测农作物生长环境的温度和湿度，对农作物进行拍照，使用户远程、实时监测农作物区的温湿度、以及农作物的生长状况。

Description

智能巡检小车

技术领域

本实用新型涉及智能巡检小车。

背景技术

为了提高农场、温室大棚或果园中农作物的产量和品质，需要实时监测农作物生长环境的温度、湿度等关键参数，以及是否遭受病虫害等异常状况。传统通过多个传感器定点监测农作物生长环境温湿度的方法不能自动将数据上传到网络服务器终端，而需要人工现场逐个查看各监控点的数据，同时检查农作物的生长状况也要依靠人工现场查看，该方法人工成本高、工作效率低。显然，随着人们对农作物产品需求量的增加，农场、果园、菜地等规模越来越大，而传统监测农作物生长状况的方法已不再适用。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种智能巡检小车，其能解决现在技术不能对农作物实时监测的问题。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

智能巡检小车，包括在预设路线上来回移动的车体，所述车体的底部设有车轮，车轮包括前轮和后轮，车体内设有STM32从控制器、用于控制后轮转动的直流电机和控制前轮左右转动的舵机，车体上设有树莓派控制器、GPS定位模块、WIFI模块、红外感应模块、温湿度采集模块、图像采集模块，所述GPS定位模块、温湿度采集模块、图像采集模块均与树莓派控制器连接，树莓派控制器与STM32从控制器通过串口连接，直流电机、舵机和红外感应模块均与STM32从控制器连接，树莓派控制器通过WIFI连接yeelink云平台。

优选的，所述GPS定位模块包括GPS定位芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，MOS管Q1、MOS管Q2，电阻R1的一端和MOS管Q1的源极均与树莓派控制器的串口数据接收端连接，电阻R3的一端和MOS管Q2的源极均与树莓派控制器的串口数据发送端连接，电阻R1、电阻R3的另一端均与树莓派控制器的电源端连接；电阻R2的一端和MOS管Q1的漏极均与GPS定位芯片的串口数据发送端连接；电阻R4的一端和MOS管Q2的漏极均与GPS定位芯片的串口数据接收端连接；电阻R2、电阻R4的另一端、MOS管Q1、MOS管Q2的栅极均与GPS定位芯片的VDD_EXT引脚连接。

优选的，所述GPS定位芯片U1的型号为SIM808。

优选的，所述舵机为MG995舵机。

优选的，所述直流电机的型号为ASLONG JGA25-370，直流电机驱动芯片的型号为L298N。

优选的，所述图像采集模块为OV2710摄像头。

优选的，所述温湿度采集模块为DHT11。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过设定的线路可以自动对果园、菜园等应用场所巡检，检测农作物生长环境的温度和湿度，对农作物进行拍照，使用户远程、实时监测农作物区环境的温湿度、以及农作物的生长状况。

附图说明

图1为本实用新型的智能巡检小车的模块结构图；

图2为本实用新型的GPS定位模块的电路结构图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

如图1所示，本实用新型提供一种智能巡检小车，包括在预设路线上来回移动的车体，所述车体的底部设有车轮，车轮包括前轮和后轮，车体内设有STM32从控制器、用于控制后轮转动的直流电机和控制前轮左右转动的舵机，车体上设有树莓派控制器、GPS定位模块、WIFI模块、红外感应模块、温湿度采集模块、图像采集模块，所述GPS定位模块、温湿度采集模块、图像采集模块均与树莓派控制器连接，树莓派控制器与STM32从控制器通过串口连接，直流电机、舵机和红外感应模块均与STM32从控制器连接，树莓派控制器通过WIFI连接yeelink云平台。智能巡检小车通过预先设定好的路线进行自动巡检，采集农作物区环境的温湿度值，对植物的病虫害和生长状况通过高清摄像头进行拍照，同时对监测点采用GPS模块进行定位，然后把检测的所有数据以及照片通过WIFI方式上传至yeelink云平台，用户登录该云平台即可远程、实时监测作物区环境的温度和湿度，农作物的生长状况。

红外感应模块基于黑色物体吸收红外线的原理，通过判断小车上四个红外对管输入控制器引脚的电平状态来判别小车是否偏离黑色路线，从而控制小车按照设定的黑色路线巡检。舵机采用MG995舵机，它通过判断输入脉冲信号的宽度来确定需要转动的角度，从而控制前轮转动使小车调整到正确的位置。直流电机由L298N驱动，它利用双“H”桥电路控制电机正反转。温湿度采集模块采用DHT11传感器，其数据端口需外接10K上拉电阻。定位模块采用GPS定位，选用SIM808，由树莓派控制器通过串口发送相关指令直接获取经、纬度等位置数据。图像采集选用OV2710摄像头，摄像头采集到的图像数据会先保存到自身的FIFO中，再由树莓派通过串口从FIFO中读取该图像数据。

控制器采用树莓派作为主控单元，通过DHT11模块将温湿度数据同时采集，并保存为JSON格式。GPS定位采用SIM808定位芯片，获取的经、纬度位置信息以JSON格式保存在TXT文件中。采用OV2710高清摄像头采集图像数据，并保存为JPG格式文件。树莓派控制器连接到WIFI后，利用脚本将JSON格式的温湿度数据和经纬度位置信息，以及JPG格式的图像数据一并发送到yeelink云平台。

红外感应模块由4个红外发射器，4个红外接收器和1个限位开关组成。红外发射器一端与电源VCC连接，另一端与地GND连接，持续发射红外信号。红外接收器一端与电源VCC连接，另一端接下拉电阻与控制器I/O口连接，当接收到反射信号时接收器接通，I/O口输入高电平。因此，只需要判断相应I/O口的电平状态即可判断小车的行驶轨迹是否偏离设定路线。

电机驱动芯片L298N的内部是两个分别由4个三极管组成的“H”桥电路。4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠。通过控制对角线上的两个三极管同时导通来控制电流方向，从而实现电机的正反转。

图像采集模块有几种分辨率选择模式，为了节省云端存储量，故选择320*240的分辨率，帧数可达120fps，但本文只要图片，不需要视频。此次选择的摄像头模块是焦距3.6mm90度视角的高清USB摄像头，搭载了1/2.7 OV2710 CMOS传感器，照度可达星光级0.05Lux。模组搭配1/2.7"3.6mm 1080P高清镜头，以及高速640×480@120fps，1280×720@60fps，1920×1080@30fps的视频录制功能。

如图2所示，所述GPS定位模块包括GPS定位芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，MOS管Q1、MOS管Q2，电阻R1的一端和MOS管Q1的源极均与树莓派控制器的串口数据接收端连接，电阻R3的一端和MOS管Q2的源极均与树莓派控制器的串口数据发送端连接，电阻R1、电阻R3的另一端均与树莓派控制器的电源端连接；电阻R2的一端和MOS管Q1的漏极均与GPS定位芯片的串口数据发送端连接；电阻R4的一端和MOS管Q2的漏极均与GPS定位芯片的串口数据接收端连接；电阻R2、电阻R4的另一端、MOS管Q1、MOS管Q2的栅极均与GPS定位芯片的VDD_EXT引脚连接。所述GPS定位芯片U1的型号为SIM808。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims

1.智能巡检小车，其特征在于，包括在预设路线上来回移动的车体，所述车体的底部设有车轮，车轮包括前轮和后轮，车体内设有STM32从控制器、用于控制后轮转动的直流电机和控制前轮左右转动的舵机，车体上设有树莓派控制器、GPS定位模块、WIFI模块、红外感应模块、温湿度采集模块、图像采集模块，所述GPS定位模块、温湿度采集模块、图像采集模块均与树莓派控制器连接，树莓派控制器与STM32从控制器通过串口连接，直流电机、舵机和红外感应模块均与STM32从控制器连接，树莓派控制器通过WIFI连接yeelink云平台。

2.如权利要求1所述的智能巡检小车，其特征在于，所述GPS定位模块包括GPS定位芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，MOS管Q1、MOS管Q2，电阻R1的一端和MOS管Q1的源极均与树莓派控制器的串口数据接收端连接，电阻R3的一端和MOS管Q2的源极均与树莓派控制器的串口数据发送端连接，电阻R1、电阻R3的另一端均与树莓派控制器的电源端连接；电阻R2的一端和MOS管Q1的漏极均与GPS定位芯片的串口数据发送端连接；电阻R4的一端和MOS管Q2的漏极均与GPS定位芯片的串口数据接收端连接；电阻R2、电阻R4的另一端、MOS管Q1、MOS管Q2的栅极均与GPS定位芯片的VDD_EXT引脚连接。

3.如权利要求2所述的智能巡检小车，其特征在于，所述GPS定位芯片U1的型号为SIM808。

4.如权利要求1所述的智能巡检小车，其特征在于，所述舵机为MG995舵机。

5.如权利要求1所述的智能巡检小车，其特征在于，所述直流电机的型号为ASLONGJGA25-370，直流电机驱动芯片的型号为L298N。

6.如权利要求1所述的智能巡检小车，其特征在于，所述图像采集模块为OV2710摄像头模块。

7.如权利要求1所述的智能巡检小车，其特征在于，所述温湿度采集模块为DHT11。