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作品名称：“农宝侠”——智能滴灌除草机器人
学校名称：兰州职业技术学院
参赛队伍：攻坚克难队
队伍编号：203748
参赛学生：王健慧苏瑞敏杨金鑫
指导老师：董铠白婷婷
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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详细说明

一、设计背景

在当今时代，农业现代化进程不断加速，然而传统农业灌溉与除草方式面临诸多严峻挑战。一方面，水资源日益匮乏，传统粗放式灌溉方式致使大量水资源被白白浪费，无法精准满足农作物生长所需，这对水资源本就紧张的现状无疑是雪上加霜，严重制约了农业的可持续发展。另一方面，人工除草不仅劳动强度极大，效率极为低下，而且成本持续攀升，使得农业生产成本居高不下。同时，化学除草虽在一定程度上能减轻除草负担，但长期广泛使用带来了极为严重的环境污染问题，对土壤、水源以及生态平衡造成了难以估量的破坏，并且化学残留还威胁到农产品的质量与安全，影响消费者健康。在此背景下，智能滴灌除草机器人的设计应运而生，旨在利用先进科技手段，有效解决这些问题，为农业生产提供高效、精准、环保的全新解决方案，推动农业向智能化、现代化方向大步迈进。

二、作品主要结构

1.硬件系统

（1）.机械结构

机身框架选用高强度铝合金材质，兼具稳固性与轻量化特点。行走机构分为履带式和圆轮式，履带式适应复杂地形，如崎岖山地与泥泞湿地，稳定性佳但能耗高且可能磨损平坦路面；圆轮式在平坦路面行驶性能出色，转向灵活且能耗低，负载能力相对较弱。配备减震装置减少震动影响。除草装置包含机械除草刀具和化学除草喷头（可选），材质优良，可电动或液压驱动调节高度和角度。滴灌系统由储水箱、水泵、过滤器、滴灌管和喷头组成，布局合理，能依据农作物需求精准灌溉。

（2）.传感器系统

视觉传感器（摄像头）实时采集农田图像，土壤湿度传感器监测土壤水分，气象传感器获取气象信息，位置传感器（GPS/INS）提供定位和姿态数据，共同为机器人作业提供精准依据。

（3.）控制系统

高性能嵌入式微处理器作为核心控制器，协调电机驱动器、通信模块等组件工作。电机驱动器控制各电机运转，通信模块实现远程数据交互。

2.软件系统

（1）杂草识别与处理算法

基于深度学习的 yolov8 算法，对图像精准分析，识别杂草并依此调整除草策略。

（2）.滴灌控制算法

综合多传感器数据与需水模型，智能调控滴灌水量与时间。

3.自主导航与路径规划算法

A * 与 Dijkstra 算法协同，规划最优路径并精准导航。

4.远程监控与管理软件

通过手机 APP 和电脑软件实现远程监控、控制与管理，接收报警信息。

三、作品创新点

精准除草技术：运用先进算法精准识别杂草，依杂草状况智能调整除草方式，极大减少对农作物的损害，显著提高除草精准度。

高效滴灌系统：整合多种传感器与智能算法，实现按需精准滴灌，大幅提升水资源利用率，为农作物生长提供适宜水分环境。

智能导航与作业：先进的导航和路径规划算法使机器人能自主适应复杂农田环境，高效规划作业路径，提升作业效率。

远程智能管理：便捷的远程监控与管理软件，让用户可随时随地掌控机器人状态，实现智能化农业生产操作。