智能大棚機器人的設計

韋婷婷

【摘 要】中國乃是農業大國，從古至今農業生產力一支是我國的一大產業支柱，農民的生活也隨著農業科技的發展越來越好，現如今農業科技對中國農業發展的貢獻越來越大，機械化，智能化，標準化等等都是中國農業發展的新趨向，由此可見，智能大棚已成為現代農業發展的趨勢與方向。文章詳細闡述了智能大棚系統的特征，探討其功能、作用以及未來發展趨勢。

【關鍵字】農業;物聯網;自動化;機器人

中圖分類號： TP242 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）13-0033-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.13.014

0 前言

隨著人工智能時代的到來，物聯網領域取得巨大突破，大數據技術、物聯網技術成為核心，為提高新農業機器人產品性能提供了豐富的技術支持。在農業機器人發展進程中，其操作趨于簡易化，精準度更高，能夠廣泛應用在諸多區域的大棚，投入成本隨著智能機器人普遍慢慢降低。立足于新農業領域，農業機器人應用于對植物生長過程的監測、看護、采摘等環節。農業機器人的出現代替了人工低效率的操作，減少人力成本，在優勢上主要體現為較高的生產效率與較高品質的操作，同時，操作持久性更加突出。

1 智能大棚監控系統的構成及類型

整體構成上，智能大棚系統主要包含三個部分，即上位機、控制以及機械驅動三個系統。功能上，智能大棚系統的作用體現在比人工更精準，更有效率地對生長的植物進行監測和收獲。通過大數據技術在系統上的集成，使此系統具有更高的自主意識，更靈活的操作，適用于不同種類的大棚，在當前的新農業領域，之所以選擇此款智能大棚系統，主要源于其較低的單機價格，便于維修，應用效率較高。

2 智能大棚核心技術分析

2.1 控制系統在系統中的應用分析

由于大棚里種植的植物各式各樣，種類和數量龐大，這是不僅需要一個大數據庫，更要求我們的大棚機器人深度學習，所以控制端我們選擇用樹莓派來搭建，樹莓派是一臺運行Linux的便宜計算機，但它還提供了一組GPIO（通用輸入/輸出）引腳，可以讓我們的大棚機器人控制物理計算的電子組件并探索物聯網。

2.2 物聯網技術在系統中的應用分析

物聯網在智能大棚監控設備中的應用主要利用傳感器技術來實現。在想要控制和管理的植物環境周圍布置大量的傳感器元件，通過傳感器采集植物的信息，并將這些采集到的信息傳送到信息處理中心也就是上位機。[1]

2.3 機器視覺在系統中的應用分析

機器視覺是人工智能領域正在快速發展的一個分支。系統集成機器視覺技術就是用機器人來代替人工對植物進行數據的測量和判斷。比如當一顆植物發生葉病等不良生長情況時，也就是得到被攝目標的形態信息，特殊看護機器人就會在巡檢過程中利用機器視覺功能讀取這些問題，根據像素分布和亮度、顏色等信息，以及通過系統大數據分析得出解決方式。在選擇機器視覺系統時，最重要的就是得到一份可處理并且高質量的圖像。那么為了得到一份高品質的圖像，我們首要條件就是好的光源。[2]

2.4 機械手臂在系統中的應用分析

設計機械手臂采摘植物時，第一個要解決的問題，就是如何判斷植物的成熟度。比如拿水果一類來說，水果不是工業產品，其成熟的判斷標準非常的復雜，這時，就需要我們利用機器視覺技術來完成，讓機器人判別其熟度，確定其空間位置，將信息傳至上位機的控制系統，控制機械手臂進行采摘，我們系統采（下轉第4頁）（上接第33頁）用的是一種軟體的機械手臂，有足夠大的伸縮空間。這樣不僅可以大大減小對被采摘物的損傷，對于空間位置相差較大的被采摘物來說，更節約時間，更加便捷。

3 結束語

綜上所述，農業機器人是多學科相互融合與發展的產物，對農業行業的發展意義巨大。因此，要立足信息時代，在人工智能技術的支撐下，準確掌握農業機器人發展趨勢，明確我們的農業機器人系統技術特征，使得農業機器人生產制造成本的不斷的降低，并且不斷增強其性能。同時，要重視仿生學在農業機器人領域的研究與應用，強化其控制系統的功能并不斷的進行升級改造，加快多傳感器融合配置技術的發展，大幅提升農業機器人的智能化水平，推動整個農業行業標準化與統一化建設，在農業的建設下并不斷拓展機器人的應用領域，以便更好發揮農業機器人在人工智能時代，在農業行業的價值。

【參考文獻】

[1]吳曉，周建平，梁楚華，許燕.物聯網技術在智能家居中的應用研究[J]，物聯網技術，2012（11）.

[2]曹亮，魏怡，姚思勤.機器視覺技術及其發展和應用[J].中國科技信息，2008.