基于微信公众平台的智慧农业机器人

引 言

20 世纪中期，我国开展了有关农业机器人的研究。但因为农业环境的特殊性及技术的局限性，造成了许多问题。一方面由于很多关键技术有待进一步创新和完善，另一方面是季节性导致农业机器人效率较低与维护费用较高等问题 [1]。随着我国人口老龄化趋势逐步加剧，从事农作的人口数量逐步减少， 劳动力成本变高，实现农业机器人普及性的要求日益加剧[2]。随着手机功能日益强大，微信、QQ、微博各种手机应用更丰富了我们的生活。微信接口的开放可以为开发者提供通过微信公共号来控制硬件的条件，于是使用微信来实现操作农业机器人的想法便出现了。

1 系统总体设计

1.1 硬件系统设计

本设计采用 S3C6410 微处理器及各电路模块对视频信息 及温湿度传感器的数据进行采集，开启 WebServer 服务，同 时通过无线网络与互联网连接，将采集的数据通过浏览器向 PC 机客户端显示。客户端可通过浏览器对处理器进行控制 [3]。 主机 S3C6410 通过视频数据发送模块将现场搜集的视频流数 据进行编码后，以无线传输的方式由计算机网络发送。对于 接收的视频数据，客户端可以进行实时播放 [4]。系统软件采用 C/S 结构，两端由无线网络建立 TCP/IP 连接，并按照自定义 数据通信协议交换数据，实现数据通信与系统控制的功能 [5]。 客户端发出连接请求，服务器端接收请求后发送信号，向客户 端发送视频码流。并将采集到的各种数据通过无线网络传输 到PC 机上通过网页显示[6]。数据采集终端模块包括如下模块： 

（1）超声波测距模块。 

（2）DHT11 温度传感器模块。 

（3）摄像头。 

（4）紫外线传感器。 

（5）土壤湿度传感器。 

（6）W5100 特性 ：与 MCU 有多种接口选择，即直接并 行总线接口、间接并行总线接口和 SPI 总线接口；支持硬件 TCP/IP 协议 ：TCP，UDP，ICMP，IGMP，IPv4，ARP，PPPoE， Ethernet ；支持 ADSL 连接（支持 PPPoE 协议，带 PAP/CHAP 验证）；支持 4 个独立的端口（Socket）同时连接 ；内部 16 K 字节存储器作 TX/RX 缓存 [7] ；内嵌 10 BaseT/100 BaseTX 以 太网物理层，支持自动应答（全双工 / 半双工模式）；支持自 动极性变换（MDI/MDIX）；多种指示灯输出（Tx，Rx，Full/ Duplex，Collision，Link，Speed）；3.3 V 工作电压，I/O 口可 承受 5 V 电压。 

（7）Sina App Engine（SAE）公有云计算平台。 

（8）MG996R 舵机。

本部分主要以 S3C6410X 控制主板为中心，各模块检测到模拟量经处理后传输给控制主板，主板将数据进行转化， 在交互界面上显示并做出相应调整[8]。硬件系统功能流程如图 1 所示。

1.2 软件系统设计

腾讯科技的微信接口的开放，为开发者调用微信高级接口功能提供了可能。微信是我们生活中必备的应用软件，所以我们设计通过微信查看农田环境情况。只需关注微信公众平台号，就可以通过发送简单的指令来查看农田里机器人的状态[9]。通过以太网卡将传感器上传的农田土壤湿度、农田环境温度湿度、风速、紫外线强度等上传到新浪SAE 服务器 [10]。微信公共号控制S3C6410 硬件实现流程如图 2 所示。

2 测试与分析 

我们将该农业机器人进行了现场实地测试，测试的功能 包括土壤温度测试、农田温度测试、农田紫外线强度测试及 其他测试。经测试，该农业机器人能够对农田进行实时监测 与准确测量，同时也具有很强的环境适应能力。 

2.1 查看采集的土壤湿度 

土壤湿度传感器如图 3 所示。

通过微信向微信公共号发送“农田温度”，如图 6 所示。

3 结 语

本文设计的产品可以帮助农业科研人员和普通用户对农 田进行研究时方便的获取农田的精确数据。利用微信公共号 来获取信息，突破空间、时间的限制。该系统对农业生产活 动起指导作用，实用性强。使用微信公共平台对硬件进行驱动 是对现代农田建设系统新的突破点。