具有差分GPS定位功能的智能割草机控制系统研制

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 Studio2013环境内进行仿真实验。

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