一种基于移动机器人的温室管理系统
技术领域
本发明涉及温室管理领域，具体地说是一种基于移动机器人的温室管理系 统。
背景技术
传统温室管理系统中往往需要在不同区域安装不同种类的传感器，以达到 全范围环境监测的目的，这种管理系统既要考虑多种传感器的安装位置，也要 考虑大量不同传感器的成本，系统的部署十分麻烦，同时管理温室作物必须由 人工完成，且无法做到提前预防，全面管理。随着机器人技术的发展，开发基 于移动机器人的温室管理系统的必要性越来越高，既可以避免大量多种类传感 器的使用，也可以做到全方位监测，远程管理温室作物。
如何基于移动机器人对温室进行全方位监测以及远程控制，是需要解决的 技术问题。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种基于移动机器人的温室管理 系统，来解决如何基于移动机器人对温室进行全方位监测以及远程控制的问题。
第一方面，本发明提供一种基于移动机器人的温室管理系统，包括：
管理终端，所述管理终端配置有机器人管理界面，所述机器人管理界面用 于与温室管理者交互，温室管理者通过管理界面配置巡查路径并下发作业指令， 巡查路径用于指定移动机器人在温室内的巡查时间和巡查路线，作业指令用于 命令移动机器人在温室内进行作业，所述作业包括浇水和打药；
移动机器人，所述移动机器人用于扫描温室生成温室地图，用于按照巡查 路径在温室内巡查生成巡查画面，用于监测各点的环境信息并拍摄温室作物图 片，用于按照作业指令在温室内执行作业并生成作业画面；
云平台，所述云平台分别与管理终端和移动机器人无线连接，用于从管理 终端获取巡查路径和作业指令并将巡查路径和作业指令下发至对应的移动机器 人，用于从移动机器人获取温室地图以及各点的环境信息、并基于温室地图以 及各点的环境信息进行数据分析生成温室报告，用于从移动机器人获取巡查画 面和作业画面，并将上述温室地图、各点的环境信息、温室报告、巡查画面和 作业画面下发至管理终端，管理界面用于展示上述温室地图、各点的环境信息、 温室报告、巡查画面和作业画面。
作为优选，所述管理界面包括：
登录界面，所述登录界面与温室管理者交互，温室管理者通过登录界面为 每个移动机器人进行注册和登录；
机器人管理界面，所述机器人管理界面与温室管理者交互，用于新增或者 删除移动机器人；
机器人控制界面，所述机器人控制界面与温室管理者交互，用于配置巡查 路径，并设定作业指令；
机器人监控界面，所述机器人监控界面与温室管理者交互，用于展示温室 地图、各点的环境信息、温室报告、巡查画面和作业画面。
作为优选，所述管理界面为Web管理界面或者为APP管理界面。
作为优选，所述移动机器人包括：
控制模块，所述控制模块配置有ROS(英文全称为Robot Operating System， 中文翻译为机器人操作系统)系统，ROS是用于编写机器人软件程序的一种具 有高度灵活性的软件架构，它包含了大量工具软件、库代码和约定协议，旨在 简化跨机器人平台创建复杂、鲁棒的机器人行为这一过程的难度与复杂度；
驱动模块，所述驱动模块与控制模块连接，用于带动移动机器人行走；
通信模块，所述通信模块与控制模块连接，用于与云平台无线连接；
传感器，所述传感器与控制模块连接，用于采集温室各点的环境信息；
激光雷达，所述激光雷达与控制模块连接，用于进行障碍物检测，并用于 SLAM建模绘制地图生成温室地图；
摄像头，所述摄像头与控制模块连接，用于进行障碍物检测，并用于拍摄 温室作物图片、巡查画面和作业画面；
箱体，所述箱体用于存放水和药物；
机械臂，所述机械臂与控制模块连接，用于控制喷头浇水和打药。
作为优选，所述环境信息包括温湿度数据，所述传感器包括温湿度传感器。
作为优选，所述温室管理者通过机器人管理界面绑定机器人唯一SN码，激 活机器人。
作为优选，温室管理者通过登录界面注册个人账号，并绑定个人信息后， 通过登录界面为每个移动机器人进行注册。
作为优选，所述巡查路线包括起始点、停止点和充电点。
作为优选，管理终端本地存储所述巡查路径以及作业指令。
本发明的一种基于移动机器人的温室管理系统具有以下优点：
1、管理终端、云平台以及移动机器人配合，解决了传统温室管理系统需要 大量多种类传感器的局限性，同时可远程管理温室作物；
2、该系统结构简单，操作便捷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中描述中 所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为实施例1一种基于移动机器人的温室管理系统的结构框图；
附图2为实施例1一种基于移动机器人的温室管理系统的工作流程框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人 员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定， 在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。
本发明实施例提供一种基于移动机器人的温室管理系统，用于解决如何基 于移动机器人对温室进行全访问监测以及远程控制的技术问题。
实施例1：
如附图1所示，本发明的一种基于移动机器人的温室管理系统，包括管理 终端、移动机器人和云平台，管理终端和移动机器人均与云平台无线连接。管 理终端配置有机器人管理界面，机器人管理界面用于与温室管理者交互，温室 管理者通过管理界面配置巡查路径并下发作业指令，巡查路径用于指定移动机 器人在温室内的巡查时间和巡查路线，作业指令用于命令移动机器人在温室内 进行作业，作业包括浇水和打药；移动机器人用于扫描温室生成温室地图，用 于按照巡查路径在温室内巡查生成巡查画面，用于监测各点的环境信息并拍摄 温室作物图片，用于按照作业指令在温室内执行作业并生成作业画面；云平台分别与管理终端和移动机器人无线连接，用于从管理终端获取巡查路径和作业 指令并将巡查路径和作业指令下发至对应的移动机器人，用于从移动机器人获 取温室地图以及各点的环境信息、并基于温室地图以及各点的环境信息进行数 据分析生成温室报告，用于从移动机器人获取巡查画面和作业画面，并将上述 温室地图、各点的环境信息、温室报告、巡查画面和作业画面下发至管理终端。
其中，管理终端中管理界面包括登录界面、机器人管理界面和机器人监控 界面。登录界面、机器人管理界面和机器人监控界面均与温室管理者交互。温 室管理者通过登录界面为每个移动机器人进行注册和登录。本实施例中，温室 管理者通过登录界面注册个人账号，并绑定个人信息后，通过登录界面为每个 移动机器人进行注册，通过唯一的SN码绑定对应的移动机器人。
温室管理者以及移动机器人的注册信息均存储于管理终端本地，巡查路径 和作业指令均存储于管理终端本地。
温室管理者通过机器人管理界面新增或者删除移动机器人。
温室管理者通过机器人控制界面配置巡查路径，包括配置巡查路线和巡查 时间，巡查路线包括起始点、停止点和充电点，并通过机器人控制界面设定作 业指令，通过作业指令命令移动机器人到指定区域为指定作物浇水或者打药。
机器人监控界面用于展示温室地图、各点的环境信息、温室报告、巡查画 面和作业画面。
本实施例中上述管理界面为APP管理界面。在具体应用中，也可根据实际 需求配置为Web管理界面。
移动机器人包括控制模块、驱动模块、通信模块、传感器、激光雷达、摄 像头、箱体和机械臂，驱动模块、通信模块、传感器、激光雷达、摄像头以及 机械臂均与控制模块连接，其中控制模块配置有ROS系统，驱动模块与控制模 块连接，用于带动移动机器人行走；通信模块与控制模块连接，用于与云平台 无线连接；传感器用于采集温室各点的环境信息，包括温室的温湿度；激光雷 达用于进行障碍物检测，并用于SLAM建模绘制地图生成温室地图；摄像头用于 进行障碍物检测，并用于拍摄温室作物图片、巡查画面和作业画面；箱体用于 存放水和药物；机械臂用于控制喷头浇水和打药。
本实施例中，传感器选用常用的可采集温度和湿度的传感器，激光雷达选 用可进行障碍检测及SLAM建模的激光雷达，通信模块支持WIFI无线通信以及 3G/4G无线通信以及5G通信，摄像头选用高清广角摄像头，机械臂为移动机器 人常用的机械臂，驱动模块为常用的移动机器人驱动模块；驱动模块、激光雷 达配合实现移动机器人在温室内无障碍行走。
如附图2所示，本发明一种基于移动机器人的温室管理系统的工作流程为：
S100、温室管理者通过管理终端的管理界面注册，并为每个移动机器人注 册；
S200、温室机器人启动后扫描温室生成温室地图，将地图信息存储到移动 机器人本地，同时将温室地图上传至云平台；
S300、温室管理者通过管理界面设定温室巡查路线(开始点、停止点、充 电点等)，温室机器人接收指令后对温室进行自主巡查，并将温室各点的环境信 息上传至云平台，云平台对温室地图和各点的环境信息进行分析，生成统计报 表进行展示；
S400、温室管理者通过管理界面查看温室各点的环境信息，远程控制机器 人在指定地点对指定作物进行浇水作业；
S500、温室机器人对作物拍照并将作物图片上传至云平台，温室管理者通 过管理界面查看作物图片以控制温室机器人进行打药作业。
其中，流程S100中，温室管理者登陆云平台，注册个人账号，同时绑定个 人信息，在机器人管理界面绑定机器人唯一SN码，激活机器人。
流程S200包括以下步骤：
S201、温室管理者通过APP控制温室机器人对温室进行扫描SLAM建图；
S202、温室管理者可根据扫描的地图信息选择使用或重新扫描；
S203、扫描后的地图可保存在机器人本地，同时上传至云平台。
流程S300包括以下步骤：
S301、温室管理者在地图内设置自主巡查路线及巡查时间；
S302、温室管理者在设定路线内添加起始点、停止点、充点电，规定温室 机器人的行动路线；
S303、温室机器人接收任务后按照设定路线在温室内执行巡查任务。
流程S400包括以下步骤：
S401、温室机器人将巡查获得的温湿度等环境数据上传至云平台，云平台 统计分析生成温室虚拟地图，温室管理者可实时查看当前温室环境数据；
S402、管理者在虚拟地图监测到温室内某一区域温度过高时，可远程控制 机器人到达该区域对相应的作物执行浇水作业。
S403、温室机器人自主规划路径到达管理者指定区域，通过机械臂调整浇 水角度，完成浇水作业。
流程S500包括以下步骤：
S501、温室机器人将温室作物定期拍摄的图片上传至云平台，云平台根据 图片分析温室作物状态，并给出相应的药物建议；
S502、温室管理者根据平台建议选择是否接纳，同时可远程控制机器人到 达该作物区域。
S503、温室机器人根据温室管理者下达的药物任务，选择不同的药物箱通 过机械臂进行打药作业。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的 保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或 变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
