【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及農業智能化與自動化控制，尤其涉及基于北斗導航與5g的模塊化農業智能機器人協同控制系統。
技術介紹
1、隨著老齡化速度的增加，從事農業生產的勞動力越來越短缺，現代農業面臨著提高生產效率、降低勞動力成本和實現精準農業的挑戰，伴隨著北斗導航系統提供了高精度的定位與導航能力，農業生產中能夠大幅提升農業機械的作業精度，而5g通信技術以其高速、低延遲的特點，可以實現農業機械之間以及與管理終端之間的數據實時傳輸。
2、但是現有技術中，傳統農業機械設備多為單機作業，缺乏協同工作能力，無法更換功能模塊，增加了作業準備時間和設備調度成本，降低設備功能拓展性和效率的問題。
技術實現思路
1、為了彌補以上不足，本專利技術提供了基于北斗導航與5g的模塊化農業智能機器人協同控制系統，旨在改善農業機械設備作業準備時間和設備調度成本過高，影響設備功能拓展性和作業效率的問題。
2、第一方面，本專利技術提供了如下技術方案，基于北斗導航與5g的模塊化農業智能機器人協同控制系統，包括：
3、主控農機：配備可調節高度底盤，用于適應糧食作物在各個生育期的不同生長高度，所述主控農機采用新能源電動驅動方式，車體上安裝太陽能板、電池向機載電子設備供電保證其正常運行，所述主控農機配備可拆卸的模塊化工具，用于根據需要更換模塊化工具，所述主控農機采用多層結構的模塊化設計；
4、從屬農機：配備與主控農機相同的可拆卸的模塊化工具，同時配備可調節高度的機械臂連接車輪和車身，用于根據
5、無線局域網：用于主控農機與從屬農機之間的實時通信和數據傳輸，以及主控農機與農業生產管理終端之間的實時通信和數據傳輸；
6、5g：用于主控農機與從屬農機之間的實時通信和數據傳輸；用于主控農機與農業生產管理終端之間的實時通信和數據傳輸；
7、北斗導航系統：用于主控農機和從屬農機精準地確定定位信息以及導航自身在農田中的位置，所述定位信息包括地理位置坐標值和經緯度；
8、農業生產管理終端：包括計算機和移動計算設備，用于安裝專用的軟件系統，所述軟件系統用于接收和處理來自農機的數據，運行人工智能模型，輔助農事決策，同時生成新的作業處方圖，下發至主控農機，且農業生產管理終端上搭載有通信信號質量檢測模塊。
9、較佳的，所述主控農機還配備人機交互界面，供農業生產管理人員輸入通過計算機和移動計算設備自動生成作業處方圖和查看作業狀態，所述多層結構的模塊包括以農機為整體動力系統在下層，控制系統在中間層，模塊連接系統在上層的設計。
10、較佳的，所述可拆卸的模塊化工具包括觸點連接或數據線連接，所述觸點連接通過旋轉模塊化工具至法蘭卡扣內的觸點相扣合連接，所述數據線連接通過模塊化工具的數據線接口與農機連接并以卡扣進行固定，所述數據線接口包括typc-c接口和usb接口，所述模塊化工具包括安裝和使用地形、地物測繪儀器、承載“監測作物長勢信息的光學、電子設備”的機械臂、機械手、鏈條、皮帶傳動、導軌槽、卡扣、接口等工具，用來根據監測任務方便安裝和使用與拆卸地形、地物測繪儀器、監測作物長勢的光學、電子設備。
11、較佳的，所述無線局域網模塊符合ieee?802.11ac、ieee?802.11ax標準及在其基礎上的技術改進或、與優化的設備，5g模塊符合基于國際電信聯盟、電氣和電子工程師協會、第三代合作伙伴計劃、各國國家標準組織制定的5g通信標準及在其基礎上的技術改進或、與優化的設備來完成主控農機與從屬農機之間的、主控農機與農業生產管理終端之間的實時通信和數據傳輸。
12、較佳的，所述農業生產管理終端通過5g通信系統、wlan通信系統將處方圖下發至主控農機，所述處方圖包括作業區域、路徑規劃、作業參數和需要使用的功能模塊，所述5g通信系統和wlan通信系統執行：
13、當設備接入量小于子信道個數時，5g通信模塊和wlan通信模塊均隨機選擇一個子信道接入通信系統，或者5g通信模塊和wlan通信模塊均將設備分別編號后分配子信道接入通信系統；
14、當設備接入量等于子信道個數時，5g通信模塊和wlan通信模塊隨機選擇一個子信道接入通信系統；
15、當設備接入量大于子信道個數時，將接入設備按照子信道個數分為多個分組接入，每個分組的設備均隨機選擇一個子信道接入通信系統，或者將每個分組的組內設備分別編號后分配子信道接入通信系統；設備接入量小于子信道個數的分組的組內設備隨機選擇一個子信道接入通信系統，或者將組內設備分別編號后分配子信道接入通信系統；所述處方圖包括作業區域、路徑規劃、作業參數和需要使用的功能模塊。
16、較佳的，所述主控農機通過同步控制技術將信號傳輸至從屬農機，所述主控農機通過5g通信系統、wlan通信系統發送給從屬農機的有效數據是一樣的，用于從屬農機比對通過上述兩種通信模式傳輸并接收到的數據是否一樣，若通過兩種模式接收到的數據一樣，則任選一種模式的數據，并丟棄另一種模式的數據，若通過兩種模式接收到的數據不一樣，則將兩種模式的數據相互比對、校驗，并通過糾錯編碼技術進行糾錯，直至從屬農機還原出正確的數據與信息，以同樣的技術方式，從屬農機通過5g通信系統、wlan通信系統發送給主控農機的有效數據是一樣的，用于主控農機比對通過上述兩種通信模式傳輸并接收到的數據是否一樣，主控農機通過5g通信系統、wlan通信系統接收從屬農機發送給主控農機的數據并與從屬農機傳輸的校驗數據進行校驗或、與校正，若通過5g通信系統、wlan通信系統兩種模式接收到的數據一樣，則任選一種模式的數據，并丟棄另一種模式的數據，若通過兩種模式接收到的數據不一樣，則將兩種模式的數據相互比對、校驗，并通過糾錯編碼技術進行糾錯，直至主控農機還原出正確的數據與信息。
17、較佳的，所述北斗導航模塊通過衛星信號對主控農機以及從屬農機的工作位置進行定位以及導航。
18、第二方面，本專利技術提供以下技術方案，基于北斗導航與5g的模塊化農業智能機器人協同控制方法，所述方法包括以下步驟：
19、s1、作業處方圖制定與下發：首先農業生產管理人員通過管理終端，根據農田實際情況、作物生長狀態、專家經驗和生產需求，制定作業處方圖，再通過5g通信系統、wlan通信系統將相同的處方圖數據下發至主控農機，且分兩種情況處理：當農業生產管理終端檢測通信質量達到傳輸要求時，農業生產管理終端和主控農機通過5g通信系統、wlan通信系統兩者任選其一，或選擇耗電量低的系統，將數據實時傳輸至主控農機和從屬農機，而當通信質量達不到傳輸要求時，農業生產管理終端通過5g通信系統和wlan通信系統同時將處方圖下發至主控農機；
20、s2、模塊化工具安裝：根據作業處方圖的需求，在主控農機和從屬農機上安裝執行各種監測或、與本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于北斗導航與5G的模塊化農業智能機器人協同控制系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于北斗導航與5G的模塊化農業智能機器人協同控制系統，其特征在于，所述主控農機還配備人機交互界面，供農業生產管理人員輸入通過計算機和移動計算設備自動生成作業處方圖和查看作業狀態，所述多層結構的模塊包括以農機為整體動力系統在下層，控制系統在中間層，模塊連接系統在上層的設計。
3.根據權利要求1所述的基于北斗導航與5G的模塊化農業智能機器人協同控制系統，其特征在于，所述可拆卸的模塊化工具包括觸點連接或數據線連接，所述觸點連接通過旋轉模塊化工具至法蘭卡扣內的觸點相扣合連接，所述數據線連接通過模塊化工具的數據線接口與農機連接并以卡扣進行固定，所述數據線接口包括typc-c接口和USB接口，所述模塊化工具包括安裝和使用地形、地物測繪儀器、承載“監測作物長勢信息的光學、電子設備”的機械臂、機械手、鏈條、皮帶傳動、導軌槽、卡扣、接口等工具，用來根據監測任務方便安裝和使用與拆卸地形、地物測繪儀器、監測作物長勢的光學、電子設備。
4.根據權利要求1所述的基于北斗
5.根據權利要求1所述的基于北斗導航與5G的模塊化農業智能機器人協同控制系統，其特征在于，所述農業生產管理終端通過5G通信系統、WLAN通信系統將處方圖下發至主控農機，所述處方圖包括作業區域、路徑規劃、作業參數和需要使用的功能模塊，所述5G通信系統和WLAN通信系統執行：
6.根據權利要求1所述的基于北斗導航與5G的模塊化農業智能機器人協同控制系統，其特征在于，所述主控農機通過同步控制技術將信號傳輸至從屬農機，所述主控農機通過5G通信系統、WLAN通信系統發送給從屬農機的有效數據是一樣的，用于從屬農機比對通過上述兩種通信模式傳輸并接收到的數據是否一樣，若通過兩種模式接收到的數據一樣，則任選一種模式的數據，并丟棄另一種模式的數據，若通過兩種模式接收到的數據不一樣，則將兩種模式的數據相互比對、校驗，并通過糾錯編碼技術進行糾錯，直至從屬農機還原出正確的數據與信息，以同樣的技術方式，從屬農機通過5G通信系統、WLAN通信系統發送給主控農機的有效數據是一樣的，用于主控農機比對通過上述兩種通信模式傳輸并接收到的數據是否一樣，主控農機通過5G通信系統、WLAN通信系統接收從屬農機發送給主控農機的數據并與從屬農機傳輸的校驗數據進行校驗或、與校正，若通過5G通信系統、WLAN通信系統兩種模式接收到的數據一樣，則任選一種模式的數據，并丟棄另一種模式的數據，若通過兩種模式接收到的數據不一樣，則將兩種模式的數據相互比對、校驗，并通過糾錯編碼技術進行糾錯，直至主控農機還原出正確的數據與信息。
7.根據權利要求1所述的基于北斗導航與5G的模塊化農業智能機器人協同控制系統，其特征在于，所述北斗導航模塊通過衛星信號對主控農機以及從屬農機的工作位置進行定位以及導航。
8.基于北斗導航與5G的模塊化農業智能機器人協同控制方法，其特征在于，用于權利要求1-6任一項所述的基于北斗導航與5G的模塊化農業智能機器人協同控制系統，所述方法包括以下步驟：
9.一種計算機設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求7所述的基于北斗導航與5G的模塊化農業智能機器人協同控制方法。
10.一種可讀存儲介質，其特征在于，所述可讀存儲介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求7所述的基于北斗導航與5G的模塊化農業智能機器人協同控制方法。
...【技術特征摘要】
1.基于北斗導航與5g的模塊化農業智能機器人協同控制系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于北斗導航與5g的模塊化農業智能機器人協同控制系統，其特征在于，所述主控農機還配備人機交互界面，供農業生產管理人員輸入通過計算機和移動計算設備自動生成作業處方圖和查看作業狀態，所述多層結構的模塊包括以農機為整體動力系統在下層，控制系統在中間層，模塊連接系統在上層的設計。
3.根據權利要求1所述的基于北斗導航與5g的模塊化農業智能機器人協同控制系統，其特征在于，所述可拆卸的模塊化工具包括觸點連接或數據線連接，所述觸點連接通過旋轉模塊化工具至法蘭卡扣內的觸點相扣合連接，所述數據線連接通過模塊化工具的數據線接口與農機連接并以卡扣進行固定，所述數據線接口包括typc-c接口和usb接口，所述模塊化工具包括安裝和使用地形、地物測繪儀器、承載“監測作物長勢信息的光學、電子設備”的機械臂、機械手、鏈條、皮帶傳動、導軌槽、卡扣、接口等工具，用來根據監測任務方便安裝和使用與拆卸地形、地物測繪儀器、監測作物長勢的光學、電子設備。
4.根據權利要求1所述的基于北斗導航與5g的模塊化農業智能機器人協同控制系統，其特征在于，所述無線局域網模塊符合ieee?802.11ac、ieee?802.11ax標準及在其基礎上的技術改進或、與優化的設備，5g模塊符合基于國際電信聯盟、電氣和電子工程師協會、第三代合作伙伴計劃、各國國家標準組織制定的5g通信標準及在其基礎上的技術改進或、與優化的設備來完成主控農機與從屬農機之間的、主控農機與農業生產管理終端之間的實時通信和數據傳輸。
5.根據權利要求1所述的基于北斗導航與5g的模塊化農業智能機器人協同控制系統，其特征在于，所述農業生產管理終端通過5g通信系統、wlan通信系統將處方圖下發至主控農機，所述處方圖包括作業區域、路徑規劃、作業參數和需要使用的功能模塊，所述5g通信系統和wlan通信系統執行：
6.根據權利要求1所述的基于北斗導航與5g的模塊化農...
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