智能大棚机器人的设计

【摘 要】中国乃是农业大国，从古至今农业生产力一支是我国的一大产业支柱，农民的生活也随着农业科技的发展越来越好，现如今农业科技对中国农业发展的贡献越来越大，机械化，智能化，标准化等等都是中国农业发展的新趋向，由此可见，智能大棚已成为现代农业发展的趋势与方向。文章详细阐述了智能大棚系统的特征，探讨其功能、作用以及未来发展趋势。

【关键字】农业;物联网;自动化;机器人

中图分类号： TP242 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）13-0033-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.13.014

0 前言

随着人工智能时代的到来，物联网领域取得巨大突破，大数据技术、物联网技术成为核心，为提高新农业机器人产品性能提供了丰富的技术支持。在农业机器人发展进程中，其操作趋于简易化，精准度更高，能够广泛应用在诸多区域的大棚，投入成本随着智能机器人普遍慢慢降低。立足于新农业领域，农业机器人应用于对植物生长过程的监测、看护、采摘等环节。农业机器人的出现代替了人工低效率的操作，减少人力成本，在优势上主要体现为较高的生产效率与较高品质的操作，同时，操作持久性更加突出。

1 智能大棚监控系统的构成及类型

整体构成上，智能大棚系统主要包含三个部分，即上位机、控制以及机械驱动三个系统。功能上，智能大棚系统的作用体现在比人工更精准，更有效率地对生长的植物进行监测和收获。通过大数据技术在系统上的集成，使此系统具有更高的自主意识，更灵活的操作，适用于不同种类的大棚，在当前的新农业领域，之所以选择此款智能大棚系统，主要源于其较低的单机价格，便于维修，应用效率较高。

2 智能大棚核心技术分析

2.1 控制系统在系统中的应用分析

由于大棚里种植的植物各式各样，种类和数量庞大，这是不仅需要一个大数据库，更要求我们的大棚机器人深度学习，所以控制端我们选择用树莓派来搭建，树莓派是一台运行Linux的便宜计算机，但它还提供了一组GPIO（通用输入/输出）引脚，可以让我们的大棚机器人控制物理计算的电子组件并探索物联网。

2.2 物联网技术在系统中的应用分析

物联网在智能大棚监控设备中的应用主要利用传感器技术来实现。在想要控制和管理的植物环境周围布置大量的传感器元件，通过传感器采集植物的信息，并将这些采集到的信息传送到信息处理中心也就是上位机。[1]

2.3 机器视觉在系统中的应用分析

机器视觉是人工智能领域正在快速发展的一个分支。系统集成机器视觉技术就是用机器人来代替人工对植物进行数据的测量和判断。比如当一颗植物发生叶病等不良生长情况时，也就是得到被摄目标的形态信息，特殊看护机器人就会在巡检过程中利用机器视觉功能读取这些问题，根据像素分布和亮度、颜色等信息，以及通过系统大数据分析得出解决方式。在选择机器视觉系统时，最重要的就是得到一份可处理并且高质量的图像。那么为了得到一份高品质的图像，我们首要条件就是好的光源。[2]

2.4 机械手臂在系统中的应用分析

设计机械手臂采摘植物时，第一个要解决的问题，就是如何判断植物的成熟度。比如拿水果一类来说，水果不是工业产品，其成熟的判断标准非常的复杂，这时，就需要我们利用机器视觉技术來完成，让机器人判别其熟度，确定其空间位置，将信息传至上位机的控制系统，控制机械手臂进行采摘，我们系统采（下转第4页）（上接第33页）用的是一种软体的机械手臂，有足够大的伸缩空间。这样不仅可以大大减小对被采摘物的损伤，对于空间位置相差较大的被采摘物来说，更节约时间，更加便捷。

3 结束语

综上所述，农业机器人是多学科相互融合与发展的产物，对农业行业的发展意义巨大。因此，要立足信息时代，在人工智能技术的支撑下，准确掌握农业机器人发展趋势，明确我们的农业机器人系统技术特征，使得农业机器人生产制造成本的不断的降低，并且不断增强其性能。同时，要重视仿生学在农业机器人领域的研究与应用，强化其控制系统的功能并不断的进行升级改造，加快多传感器融合配置技术的发展，大幅提升农业机器人的智能化水平，推动整个农业行业标准化与统一化建设，在农业的建设下并不断拓展机器人的应用领域，以便更好发挥农业机器人在人工智能时代，在农业行业的价值。

【参考文献】

[1]吴晓，周建平，梁楚华，许燕.物联网技术在智能家居中的应用研究[J]，物联网技术，2012（11）.

[2]曹亮，魏怡，姚思勤.机器视觉技术及其发展和应用[J].中国科技信息，2008.

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