一种基于树莓派的除草系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于树莓派的除草系统，系统包括：单片机，电机，每一个电机与车辆的每一个车轮对应；电机控制电路，与单片机和每一个电机相连，通过接收单片机发送的PWM信号控制电机的转动；光电传感器电路，包含光电传感器，其中，光电传感器安装在小车前进方向前端，单片机相连，且光电传感器采集光电信号后并将对应的信号发送至单片机且；超声波模块，安装在车辆的两侧，以获取田垄垄背的距离，与单片机相连；陀螺仪，与单片机相连；图像采集装置，设置于车辆上，用于取景范围内的图像；图像处理装置，与图像采集装置相连，接收并对图像采集装置所采集到的图像进行处理，与单片机相连，并将处理结果发送至单片机。

【技术实现步骤摘要】
一种基于树莓派的除草系统
本技术涉及除草系统改进
，尤其涉及一种基于树莓派的除草系统。
技术介绍
在农业种植中，不可避免的会产生杂草，现有的杂草处理方式多为通过农药处理，但是农药处理的残留问题又不能避免，所以往往是通过农药除草和机械除草两种方式的结合。而在农业中，常采用微耕机进行除草，受到农业微耕机的启发，利用微耕机进行鸡舍外环境的除草。授权公告号为CN207443475U的技术专利公布了一种带有缓冲结构的园林除草设备，包括承重板与支架，所述承重板的一端外表面固定安装有坡形挡板，且承重板的上端外表面固定安装有行走轮支架，所述行走轮支架的前端内表面固定安装有缓冲弹簧，且行走轮支架的下端外表面固定安装有行走轮，所述行走轮的一侧靠近坡形挡板的位置处设有锄草笼，所述锄草笼的内部中间位置处固定安装有传动轴，且传动轴的一端固定安装有支柱。由于除草后还会有草根或者较大的杂草存在，对于这些杂草，使用上述的技术方案中的微耕机进行除草时，无法实现较好的除草效果。
技术实现思路
本技术实施例的目的在于提供一种基于树莓派的除草系统，旨在室内出现监控报警的时候，提高用户报警的有效性。具体技术方案如下：为达到上述目的，本技术实施例提供了一种基于树莓派的除草系统，其特征在于，所述系统包括：单片机，电机，每一个电机与车辆的每一个车轮对应；电机控制电路，与所述单片机和每一个电机相连，通过接收所述单片机发送的PWM信号控制电机的转动；光电传感器电路，包含光电传感器，其中，光电传感器安装在小车前进方向前端，所述单片机相连，且所述光电传感器采集光电信号后并将对应的信号发送至所述单片机，用来控制小车的转弯；超声波模块，安装在车辆的两侧，以获取田垄垄背的距离，控制小车直道行走，与所述单片机相连；陀螺仪，与所述单片机相连，用来准确控制小车转弯角度；图像采集装置，设置于所述车辆上，用于取景范围内的图像；图像处理装置，与所述图像采集装置相连，接收并对所述图像采集装置所采集到的图像进行处理，与所述单片机相连，并将处理结果发送至所述单片机应用本技术实施例提供的一种基于树莓派的除草系统，具有的有益效果如下：(1)本技术采用通过摄像头拍摄农作物并提取图片经过图像处理装置处理后，通过单片机控制车辆的移动，在移动的过程中通过光电传感器电路、超声波模块和陀螺仪辅助对电机的转动控制，实现精确定位。(2)本技术采用摄像头模块(OV2640)来进行图像采集，相比于高清摄像头设备，其成本低。(3)本技术采用单片机作为主控制器，用直流供电，具有低功耗的特点，且不受交流断电的影响。附图说明图1是本技术实施例中基于树莓派的除草系统的一种结构图。图2是本技术实施例中基于树莓派的除草系统的一种电路图。图3是本技术实施例中基于树莓派的除草系统的一种电路图。图4是本技术实施例中基于树莓派的除草系统的一种电路图。图5是本技术实施例中基于树莓派的除草系统的一种电路图。图6是本技术实施例中基于树莓派的除草系统的一种电路图。图7是本技术实施例中基于树莓派的除草系统的一种电路图。图8是本技术实施例中基于树莓派的除草系统的一种电路图。图9是本技术实施例中基于树莓派的除草系统的一种电路图具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，提供了一种基于树莓派的除草系统，所述系统包括：单片机，电机，每一个电机与车辆的每一个车轮对应；电机控制电路，与所述单片机和每一个电机相连，通过接收所述单片机发送的PWM信号控制电机的转动；光电传感器电路，包含光电传感器，其中，光电传感器安装在小车前进方向前端，所述单片机相连，且所述光电传感器采集光电信号后并将对应的信号发送至所述单片机且；超声波模块，安装在车辆的两侧，以获取田垄垄背的距离，与所述单片机相连；陀螺仪，与所述单片机相连；图像采集装置，设置于所述车辆上，用于取景范围内的图像；图像处理装置，与所述图像采集装置相连，接收并对所述图像采集装置所采集到的图像进行处理，与所述单片机相连，并将处理结果发送至所述单片机。通过图像处理装置自动图所采集的图像进行识别，以确定是否有杂草和杂草的方位，然后发送至单片机，单片机通过当前的位置和图像中杂草的方位进行确定移动的位置，例如向前方35°前进0.21m，则通过超声波模块反馈田垄垄背的距离以确定两侧的形成，通过光电传感器来判断前方的障碍物，以及通过陀螺仪判断移动的角度，该部分通单片机对光电信号、超声波信号和陀螺仪的处理过程为现有技术，且图像处理和杂草识别的过程为现有技术，本技术的专利技术点不在于软件处理，因此不包含软件对应的客体部分。如图2所示，本技术中，所述电机控制电路包括：充电电池、开关电压调节器U10、第一电机控制芯片U11、第二电机控制芯片U12、第一电动机和第二电动机；所述充电电池的正极与所述开关电压调节器U10的输入端相连，所述充电电池、开关电压调节器U10的输出端与所述第一电机控制芯片U11的电压端和所述第二电机控制芯片U12的电压端相连；所述第一电机控制芯片U11的其中两个输入端与所述单片机的PWM输出端相连，所述第一电机控制芯片U11的对应两个输出端与第一电动机相连；所述第二电机控制芯片U12的其中两个输入端与所述单片机的PWM输出端相连，所述第二电机控制芯片U12的对应两个输出端与第二电动机相连。需要说明的是，充电电池通过开关电压调节器U10能够实现电压调节，并且将调整后的电压作为第一电机控制芯片U11、第二电机控制芯片U12的电压输入。第一电机控制芯片U11、第二电机控制芯片U12的PWM输入引脚与单片机的PC6、PC7、PC8和PC9相连，然后第一电机控制芯片U11、第二电机控制芯片U12的输出端与每一个电动机相连，以控制电动机的转动。如图3所示，所述光电传感器电路包括第一三线光电传感器和第二三线光电传感器；所述第一三线光电传感器的输出端通过电阻与所述单片机相连，所述第一三线光电传感器的VCC端与工作电压相连；所述第二三线光电传感器的输出端通过电阻与所述单片机相连，所述第二三线光电传感器的VCC端与工作电压相连。可以理解的是，光电传感器共有两支，安装于小车前部。两支分别控制设备的左边两电机和右边两电机，光电传感器通过串口通信的方式与单片机相连，当设备运动到田垄尽头时，光电传感器发送信号给单片机，单片机通过其内部程序以及中断优先级的方式来控制其左转或右转。同时单片机则由定时器发送PWM波给一侧电机使其反转，从而完成转弯。如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于树莓派的除草系统，其特征在于，所述系统包括：/n单片机，/n电机，每一个电机与车辆的每一个车轮对应；/n电机控制电路，与所述单片机和每一个电机相连，通过接收所述单片机发送的PWM信号控制电机的转动；/n光电传感器电路，包含光电传感器，其中，光电传感器安装在小车前进方向前端，所述单片机相连，且所述光电传感器采集光电信号后并将对应的信号发送至所述单片机；/n超声波模块，安装在车辆的两侧，以获取田垄垄背的距离，控制小车直道行走，与所述单片机相连；/n陀螺仪，与所述单片机相连；/n图像采集装置，设置于所述车辆上，用于取景范围内的图像；/n图像处理装置，与所述图像采集装置相连，接收并对所述图像采集装置所采集到的图像进行处理，与所述单片机相连，并将处理结果发送至所述单片机。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于树莓派的除草系统，其特征在于，所述系统包括：
单片机，
电机，每一个电机与车辆的每一个车轮对应；
电机控制电路，与所述单片机和每一个电机相连，通过接收所述单片机发送的PWM信号控制电机的转动；
光电传感器电路，包含光电传感器，其中，光电传感器安装在小车前进方向前端，所述单片机相连，且所述光电传感器采集光电信号后并将对应的信号发送至所述单片机；
超声波模块，安装在车辆的两侧，以获取田垄垄背的距离，控制小车直道行走，与所述单片机相连；
陀螺仪，与所述单片机相连；
图像采集装置，设置于所述车辆上，用于取景范围内的图像；
图像处理装置，与所述图像采集装置相连，接收并对所述图像采集装置所采集到的图像进行处理，与所述单片机相连，并将处理结果发送至所述单片机。


2.根据权利要求1所述的基于树莓派的除草系统，其特征在于，所述电机控制电路包括：充电电池、开关电压调节器(U10)、第一电机控制芯片(U11)、第二电机控制芯片(U12)、第一电动机和第二电动机；
所述充电电池的正极与所述开关电压调节器(U10)的输入端相连，所述充电电池、开关电压调节器(U10)的输出端与所述第一电机控制芯片(U11)的电压端和所述第二电机控制芯片(U12)的电压端相连；
所述第一电机控制芯片(U11)的其中两个输入端与所述单片机的PWM输出端相连，所述第一电机控制芯片(U11)的对应两个输出端与第一电动机相连；
所述第二电机控制芯片(U12)的其中两个输入端与所述单片机的PWM输出端相连，所述第二电机控制芯片(U12)的对应两个输出端与第二电动机相连。


3.根据权利要求1或2所述的基于树莓派的除草系统，其特征在于，所述光电传感器电路包括第一三线光电传感器和第二三线光电传感器；
所述第一三线光电传感器的输出端通过电阻与所述单片机相连，所述第一三线光电传感器的VCC端与工作电压相连；
所述第二三线光电传感器的输出端通过电阻与所述单片机相连，所述第二三线光电传感器的VCC端与工作电压相连。


4.根据权利要求3所述的基于树莓派的除草系统，其特征在于，所述超声波模块包括：超声波芯片(U12)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)，其中，所述超声波芯片(U12)的型号为IIC-SR04；
所述超声波芯片(U12)的Echo引脚与所述第一电阻(R1)的一端相连，所述第一电阻(R1)的另一端与所述单片机、所述第一电容(C1)的一端相连，所述第一电容(C1)的另一端接地；
所述超声波芯片(U12)的Trio引脚与所述第二电阻(R2)的一端相连，所述第二电阻(R2)的另一端与所述单片机、所述第二电容(C2)的一端相连，所述第二电容(C2)的另一端接地。


5.根据权利要求4所述的基于树莓派的除草系统，其特征在于，所述图像采集装置由芯片OV2640(U1)组成，所述芯片OV2640(U1)的晶振端口连接于时钟...

【专利技术属性】
技术研发人员：王硕，廖娟，陈旭君，王文强，朱德泉，张顺，王承祥，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34