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當前位置：首頁大賽首頁 “農寶俠”——智能滴灌除草機器人

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大賽作品詳情

作品名稱：“農寶俠”——智能滴灌除草機器人
學校名稱：蘭州職業技術學院
參賽隊伍：攻堅克難隊
隊伍編號：203748
參賽學生：王健慧蘇瑞敏楊金鑫
指導老師：董鎧白婷婷
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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詳細說明

一、設計背景

在當今時代，農業現代化進程不斷加速，然而傳統農業灌溉與除草方式面臨諸多嚴峻挑戰。一方面，水資源日益匱乏，傳統粗放式灌溉方式致使大量水資源被白白浪費，無法精準滿足農作物生長所需，這對水資源本就緊張的現狀無疑是雪上加霜，嚴重制約了農業的可持續發展。另一方面，人工除草不僅勞動強度極大，效率極為低下，而且成本持續攀升，使得農業生產成本居高不下。同時，化學除草雖在一定程度上能減輕除草負擔，但長期廣泛使用帶來了極為嚴重的環境污染問題，對土壤、水源以及生態平衡造成了難以估量的破壞，并且化學殘留還威脅到農產品的質量與安全，影響消費者健康。在此背景下，智能滴灌除草機器人的設計應運而生，旨在利用先進科技手段，有效解決這些問題，為農業生產提供高效、精準、環保的全新解決方案，推動農業向智能化、現代化方向大步邁進。

二、作品主要結構

1.硬件系統

（1）.機械結構

機身框架選用高強度鋁合金材質，兼具穩固性與輕量化特點。行走機構分為履帶式和圓輪式，履帶式適應復雜地形，如崎嶇山地與泥濘濕地，穩定性佳但能耗高且可能磨損平坦路面；圓輪式在平坦路面行駛性能出色，轉向靈活且能耗低，負載能力相對較弱。配備減震裝置減少震動影響。除草裝置包含機械除草刀具和化學除草噴頭（可選），材質優良，可電動或液壓驅動調節高度和角度。滴灌系統由儲水箱、水泵、過濾器、滴灌管和噴頭組成，布局合理，能依據農作物需求精準灌溉。

（2）.傳感器系統

視覺傳感器（攝像頭）實時采集農田圖像，土壤濕度傳感器監測土壤水分，氣象傳感器獲取氣象信息，位置傳感器（GPS/INS）提供定位和姿態數據，共同為機器人作業提供精準依據。

（3.）控制系統

高性能嵌入式微處理器作為核心控制器，協調電機驅動器、通信模塊等組件工作。電機驅動器控制各電機運轉，通信模塊實現遠程數據交互。

2.軟件系統

（1）雜草識別與處理算法

基于深度學習的 yolov8 算法，對圖像精準分析，識別雜草并依此調整除草策略。

（2）.滴灌控制算法

綜合多傳感器數據與需水模型，智能調控滴灌水量與時間。

3.自主導航與路徑規劃算法

A * 與 Dijkstra 算法協同，規劃最優路徑并精準導航。

4.遠程監控與管理軟件

通過手機 APP 和電腦軟件實現遠程監控、控制與管理，接收報警信息。

三、作品創新點

精準除草技術：運用先進算法精準識別雜草，依雜草狀況智能調整除草方式，極大減少對農作物的損害，顯著提高除草精準度。

高效滴灌系統：整合多種傳感器與智能算法，實現按需精準滴灌，大幅提升水資源利用率，為農作物生長提供適宜水分環境。

智能導航與作業：先進的導航和路徑規劃算法使機器人能自主適應復雜農田環境，高效規劃作業路徑，提升作業效率。

遠程智能管理：便捷的遠程監控與管理軟件，讓用戶可隨時隨地掌控機器人狀態，實現智能化農業生產操作。

多元行走設計：多樣化行走機構設計，滿足不同地形作業需求，增強設備通用性和適應性，擴大應用范圍。

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