[实用新型]基于ZigBee技术的采摘机器人传感器无线传输装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种农业果蔬采摘机器人传感器信号无线传输装置，尤其是基于ZigBee技术的苹果采摘机器人传感器无线传输装置，属于农业信息化领域。 

背景技术

我国是一个农业大国，要实现农业生产的现代化、机械化和智能化是社会发展的必然趋势。果实采摘又是农业生产中最耗时耗力的一个环节，其成本高、季节性强、需要大量劳动力、高强度的工作。但是由于工业生产的迅速发展，分流了大量农业劳动力以及人口老龄化加剧等原因，使得能够从事农业生产的劳动力越来越少，单靠人工劳作已经不能满足现有的需要。为了解决这些问题，各种农业机器人应运而生，它们凭借众多的传感器感知外部环境，以达到顺利采摘果实的目的。目前大多果实采摘机器人传感器信号传输采用的是有线传输的方式，这种方式主要有以下缺点：（1）由于机器人传感器分布在机器人各个部位，而机器人主控计算机位置固定，当机器人采摘果实时，有部分传感器信号传输导线难免会与果实周围的障碍物发生接触，降低导线的寿命；（2）由于传感器信号传输导线纷繁杂乱，出故障后不利于检修；（3）在机器人机械臂直动关节伸缩过程中，末端执行器上的传感器信号传输导线容易被扯断。 

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有苹果采摘机器人传感器有线传输系统的不足，以无线方式替代有线方式，提供一种基于ZigBee技术的采摘机器人传感器无线传输装置，它具有能实时准确的检测传感器信息，抗干扰能力强，可扩展性好的特点。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

基于ZigBee技术的采摘机器人传感器无线传输装置，包括传感器及信号调理模块、数据发送模块、数据接收模块、机器人控制计算机、电源模块；所述传感器及信号调理模块包括传感器单元和信号调理单元，所述传感器单元由设置于采摘机器人上的避障传感器、位置传感器和压力传感器构成，所述数据发送模块包括CC2430发送单元和天线，所述数据接收模块包括CC2430接收单元、串口转USB电路单元和天线；

所述传感器单元的输出端与信号调理单元的输入端相连，信号调理单元的输出端与CC2430发送单元的输入端相连，CC2430发送单元的输出端连接至天线，所述CC2430接收单元的输入端与天线相连，输出端与串口转USB电路单元的输入端相连，串口转USB电路单元的输出端连接至机器人控制计算机，所述电源模块用于分别为避障传感器、位置传感器、压力传感器、信号调理单元、CC2430发送单元提供相应规格的电压。

进一步，电源模块与传感器单元和CC2430发送单元之间采用电压转换电路来转换电压，所述电压转换电路包括集成稳压模块LM2576和稳压器AMS1117-3.3，所述集成稳压模块LM2576用于将12V电压变换为5V，所述稳压器AMS1117-3.3用于将5V电压降为3.3V。 

进一步，所述集成稳压模块LM2576在VIN端与地之间接有输入电容C1，输入电容C1选择低ESR的钽电容作为旁路电容，防止在输入端出现大的输入电压；在OUTPUT端与地之间接有储能电感L1和输出电容C2，C2为低ESR的钽电容，用于输出滤波以及提高环路的稳定性，在储能电感L1和输出电容C2之间还反接有一个续流二极管D1，续流二极管D1为肖特基二极管IN5824，稳压器AMS1117-3.3在VIN端与地之间接有输入电容C3，在VOUT端与地之间接有输出电容C4，将输入电容C3和输出电容C4作为旁路电容来滤除信号中的高频分量，并用于改善瞬态响应。 

进一步，所述CC2430发送单元接口主要连接信号调理电路、JTEG仿真调试电路、天线电路、四个微动开关、八个霍尔传感器、两个切刀限位开关，两个力敏电阻、两组红外光电管；所述两个力敏电阻、两组红外光电管连接至信号调理电路，所述信号调理电路、JTEG仿真调试电路、四个微动开关、八个霍尔传感器、两个切刀限位开关连接至发送单元CC2430芯片的输入接口，天线电路与发送单元CC2430芯片的输出接口相连接，所述CC2430接收单元接口主要连接JTEG仿真调试电路、天线电路、串口转USB电路；所述JTEG仿真调试电路、天线电路连接至接收单元CC2430芯片的输入接口，串口转USB电路与接收单元CC2430芯片的输出接口相连接。 

进一步，所述串口转USB电路单元包括CH341T芯片，CC2430接收单元的P0_3和P0_2端口分别与CH341T芯片的TXD及RXD端口相连接，CH341T芯片的UD+和UD-端口与USB总线的信号线D+和D-端口相连。