基于Android平台的无人插秧机远程监控系统研究与设计

摘要

无人插秧机有效地解决了传统插秧过程中的劳动强度大、工作效率低、栽插质量差等问题，而基于Android平台构建的无人插秧机监控系统，可以实时、准确地对无人插秧机的工况参数和栽插质量进行监控。当插秧机发生故障时，监控系统能及时地向客户端发送警报信息，确保了插秧机的安全高效的作业，同时便于用户实时了解到插秧机的当前状况，降低安全隐患，提高工作效率。 基于Android平台构建无人插秧机监控系统，主要包括无人插秧机的机载PC端、远程中心数据服务器端和Android监控客户端三部分。当无人插秧机的机载PC端采集处理插秧机作业数据，通过4G无线网络传送给远程监控服务器；远程中心数据服务器端通过网络实现服务器分别与机载PC端和Android监控客户端的数据传输以及数据处理、数据存储和数据管理；Android客户端远程监控中心以人机交互界面的方式显示插秧机运行状况的实时数据，并结合电子地图显示其栽插质量和作业区域的信息，且能对异常状况发出报警信息和控制指令实现对插秧机的管理控制。论文主要包括以下研究内容： 1）分析了基于Android平台构建的远程监控系统以及无人驾驶农机的当前研究状况，根据无人插秧机监控系统功能需求，设计了基于Android平台系统的总体架构，介绍了系统的构成和原理，对系统开发过程中涉及到的技术进行介绍。 2）针对无人插秧机跨区域高效作业的情况，提出了运用最短路径调度算法。分别采用Dijkstra算法、Bellman-Ford算法以及Floyd-Warshall算法对最短路径的运行方式进行优化，实现并行化计算。在不同的计算机硬件配置上进行多节点最短路径算法仿真计算，给出了最短路径算法的分析结果，为实现调度多台无人插秧机高效作业提供了保障。 3）对Android开发环境的构建进行说明，分别搭建了Java环境、安装Eclipse、Android SDK和ADT插件，在此基础上对Android监控客户端的需求进行分析，按其功能结构开发，使Android移动客户端能获得服务器的数据来显示工况数据以及秧苗栽植质量信息。最后，设计了服务器端数据封装的通信格式，以确保Android监控客户端与插秧机机载PC机通信的可靠性。 4）对无人插秧机硬件功能模块进行了测试，在测试状况良好的基础上，结合软件模块对系统的各个功能进行分析测试。测试结果表明，该监控系统能实现插秧机远程作业的实时监控和管理。

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