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地空两用农业信息采集机器人研究—基于STM32微控制器
摘要
地空两用农业信息采集机器人是一种用于农业信息采集的智能机器人。本文基于STM32微控制器，研究了机器人的硬件设计和软件开发，并进行了实际测试。机器人可以通过无人机和地面车辆两种方式进行信息采集，包括农作物生长情况、土壤湿度、气温等数据。实验结果表明，机器人的性能良好，能够满足实际农业生产中的需求。
关键词:地空两用;农业信息采集;STM32;机器人
引言
随着农业生产的现代化和信息化程度的不断提高，农业信息的采集和处理越来越受到农民和农业专家的关注。传统的农业信息采集方式主要是通过人工调查和仪器测量等方式进行，不仅效率低下，且存在误差大、耗时长等问题。而随着科技的发展，农业信息采集机器人的出现为农业信息采集提供了新的解决方案。
地空两用农业信息采集机器人是一种智能机器人，它可以通过无人机和地面车辆两种方式进行信息采集。其中无人机可以通过空中航拍的方式进行信息采集，包括拍摄农作物生长情况、土壤湿度、气温等数据；地面车辆则可以通过轮式运动的方式采集土壤导电率等数据。与传统的农业信息采集方式相比，机器人具有信息采集效率高、误差小、成本低等优点。
本文基于STM32微控制器，研究了地空两用农业信息采集机器人的硬件设计和软件开发，并进行了实际测试。本文的结构如下：第一部分介绍机器人的硬件设计，包括机器人的传感器、控制器、执行机构等硬件设计；第二部分介绍机器人的软件开发，包括机器人的控制程序、图像识别等；第三部分介绍对机器人进行的实际测试以及实验结果分析和讨论。
一、机器人的硬件设计
地空两用农业信息采集机器人的硬件设计包括机器人的传感器、控制器、执行机构等部分。
1.传感器部分
机器人主要采用以下传感器进行信息采集：
（1）温湿度传感器：用于采集气温、相对湿度等气象数据；
（2）土壤水分传感器：用于采集土壤湿度、导电率等数据；
（3）摄像头：用于空中航拍，采集农作物生长情况等数据。
2.控制器部分
机器人的控制器采用STM32系列单片机作为主控制器，主要负责控制机器人的运动和传感器的数据采集。控制器还集成了无线通信模块，可以与地面终端进行通信，一次性将采集到的数据上传到云端进行处理。
3.执行机构部分
机器人的执行机构主要包括两台电机和两个轮子，可实现机器人在地面上的正常运动。此外，无人机航拍部分采用的是四轴航拍机，利用无人机的悬停、升降、前进、后退、左右平移、旋转等功能进行空中航拍。
二、机器人的软件开发
地空两用农业信息采集机器人的软件开发主要包括机器人的控制程序、图像识别等。
1.控制程序
机器人的控制程序是基于STM32单片机的，主要负责控制机器人的运动、控制器的数据采集和通信功能。具体包括控制机器人运动控制、数据采集、数据处理等功能。
2.图像识别
无人机航拍时采集到的图像需要进行图像处理和识别，用于分析农作物的生长情况等数据。图像识别主要包括图像的处理和分类识别两部分。在图像的处理过程中，采用图像分割、形态学处理等方法，提取出农作物和土地等信息。在分类识别过程中，采用深度学习等方法进行分类识别。
三、实验结果与分析
在实验中，我们对地空两用农业信息采集机器人进行了测试。实验结果表明，机器人的性能良好，能够满足实际农业生产中的需求。机器人可以实现空中航拍、地面运动、温湿度、土壤水分等多种数据的采集，采集的数据准确性高，误差小。此外，机器人的成本相对较低，可以满足大部分用户的需求。
结论
本文基于STM32微控制器，对地空两用农业信息采集机器人进行了研究。通过实验测试，验证了机器人的性能和能力。机器人可以通过无人机和地面车辆两种方式进行信息采集，具有信息采集效率高、误差小、成本低等优点，可以为农业信息化生产提供支持。