本文關(guān)鍵詞：基于ARM-Linux的農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

  更多相關(guān)文章： 農(nóng)機(jī) 自動(dòng)駕駛 嵌入式Linux ARM 北斗定位 模塊化

【摘要】：近年國(guó)家中央一號(hào)文件聚集三農(nóng),明確提出要加大農(nóng)業(yè)科技投入,發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè),建設(shè)以農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和農(nóng)業(yè)智能化裝備為重點(diǎn)的全程信息化和機(jī)械化農(nóng)業(yè)技術(shù)體系,把“智能農(nóng)機(jī)裝備重大共性關(guān)鍵技術(shù)(產(chǎn)品)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用示范”作為支撐引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)研發(fā)任務(wù)。基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛控制技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)精細(xì)生產(chǎn)的一個(gè)重要組成部分,尤其是我國(guó)自主研發(fā)、獨(dú)立管理的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的投入運(yùn)營(yíng),加快了衛(wèi)星定位技術(shù)在農(nóng)機(jī)導(dǎo)航駕駛中的推廣應(yīng)用。本文研究的農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛控制技術(shù)融合衛(wèi)星定位、嵌入式軟硬件開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)通信、自動(dòng)控制等現(xiàn)代前沿技術(shù)。本文通過(guò)開(kāi)展技術(shù)理論分析—系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)—控制終端研發(fā)—實(shí)際配套應(yīng)用的整體研究,開(kāi)發(fā)一套集定位跟蹤、自動(dòng)駕駛、界面操作、遠(yuǎn)程通信、信息存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)為一體的農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)和終端,在模塊設(shè)計(jì)、信息交互、面向?qū)ο蠹癎UI圖形開(kāi)發(fā)、技術(shù)應(yīng)用等方面優(yōu)化創(chuàng)新。最終測(cè)試及試驗(yàn)結(jié)果表明,課題的研究面向?qū)嶋H需求,具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。首先,提出基于導(dǎo)航層、通信層、控制層、用戶層拓?fù)湫问降难芯糠桨?在設(shè)計(jì)思想上進(jìn)行模塊優(yōu)化創(chuàng)新,進(jìn)行北斗高精度定位、高性能控制器、智能顯示終端、自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)等模塊化設(shè)計(jì),模塊獨(dú)立性強(qiáng),方便拓展。然后,確定基于ARM的農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn),借助Altium Designer軟件進(jìn)行各功能模塊硬件結(jié)構(gòu)及外圍電路設(shè)計(jì),針對(duì)部分電路進(jìn)行Multisim仿真分析,并通過(guò)CAN、RS232等串口通信完成接口信息交互。其次,提出基于嵌入式Linux的農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā),使用C++語(yǔ)言借助跨平臺(tái)用戶開(kāi)發(fā)工具Qt的面向?qū)ο缶幊碳癎UI圖形架構(gòu),進(jìn)行高級(jí)別類(lèi)管理和人機(jī)交互、數(shù)據(jù)通信等開(kāi)發(fā)。本研究通過(guò)各模塊的設(shè)計(jì)流程以及主要開(kāi)發(fā)程序的編譯,實(shí)現(xiàn)各模塊功能,達(dá)到農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的整體控制。最后,開(kāi)展模塊單元測(cè)試、平坦路面直行控制和田間作業(yè)控制試驗(yàn)三重實(shí)驗(yàn)測(cè)試。以東方紅LX1204型拖拉機(jī)為配套平臺(tái),通過(guò)試驗(yàn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)分析和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)效果表明,系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)合理、有效,可實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)的高精度定位、自動(dòng)駕駛、界面操作等功能。
【關(guān)鍵詞】：農(nóng)機(jī) 自動(dòng)駕駛 嵌入式Linux ARM 北斗定位 模塊化
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S220.3;TP273
【目錄】：

• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 研究的目的與意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)13-15
• 1.2.1 國(guó)外的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線15-18
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.3.2 技術(shù)路線16-18
• 第2章 農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與理論應(yīng)用18-31
• 2.1 系統(tǒng)工作原理及方案設(shè)計(jì)18-20
• 2.1.1 工作原理18-19
• 2.1.2 方案設(shè)計(jì)19-20
• 2.2 衛(wèi)星定位技術(shù)分析應(yīng)用20-25
• 2.2.1 北斗定位原理20-22
• 2.2.2 差分計(jì)算22-24
• 2.2.3 地球橢圓及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換24-25
• 2.3 嵌入式技術(shù)分析應(yīng)用25-27
• 2.3.1 嵌入式ARM處理器25-26
• 2.3.2 嵌入式Linux操作系統(tǒng)26-27
• 2.4 標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)通信技術(shù)分析應(yīng)用27-29
• 2.4.1 CAN總線及通訊協(xié)議27-28
• 2.4.2 衛(wèi)星NMEA0183通信協(xié)議28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第3章 基于ARM的農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)31-45
• 3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)31-32
• 3.2 系統(tǒng)高性能控制器硬件實(shí)現(xiàn)32-40
• 3.2.1 控制器微處理器選型32-33
• 3.2.2 電源及復(fù)位電路33-36
• 3.2.3 UART接口電路36-37
• 3.2.4 JTAG接口電路37-38
• 3.2.5 狀態(tài)采集接口電路38-39
• 3.2.6 TF卡及RTC時(shí)鐘電路39-40
• 3.3 北斗定位模塊實(shí)現(xiàn)40-43
• 3.4 終端顯示模塊接口電路43
• 3.5 轉(zhuǎn)向控制模塊選型43-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第4章 基于Linux農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)45-58
• 4.1 軟件開(kāi)發(fā)整體設(shè)計(jì)45-46
• 4.2 系統(tǒng)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境構(gòu)建46-48
• 4.2.1 嵌入式Linux開(kāi)發(fā)流程46-47
• 4.2.2 構(gòu)建交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境47-48
• 4.3 北斗定位模塊程序設(shè)計(jì)48-52
• 4.4 界面顯示模塊程序設(shè)計(jì)52-54
• 4.5 CAN總線軟件設(shè)計(jì)54-55
• 4.6 轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制程序55-57
• 4.7 本章小結(jié)57-58
• 第5章 農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)調(diào)試與田間試驗(yàn)58-66
• 5.1 基本功能測(cè)試58-61
• 5.1.1 北斗定位模塊組建及測(cè)試58-60
• 5.1.2 系統(tǒng)控制界面測(cè)試60
• 5.1.3 步進(jìn)電機(jī)調(diào)試試驗(yàn)60-61
• 5.2 農(nóng)機(jī)配套試驗(yàn)61-65
• 5.2.1 整機(jī)硬地直線試驗(yàn)61-63
• 5.2.2 整機(jī)田間作業(yè)試驗(yàn)63-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 第6章 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 總結(jié)66
• 6.2 展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況72-74
• 致謝74

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本文編號(hào)：949730