Роботизирование сельского хозяйства | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Поезжаева Е. В., Иванов Н. К., Шаякбаров И. Э. Роботизирование сельского хозяйства // Молодой ученый. — 2016. — №1. — С. 196-198. — URL https://moluch.ru/archive/105/24862/ (дата обращения: 18.07.2018).

 

В данной статье рассматривается проблема введения новейших технологий в сельскохозяйственную отрасль.

Ключевые слова: коптер, робот, сельское хозяйство.

 

This article considers the problem of the introduction of new technologies in the agricultural sector.

Keywords: copter, robot, agriculture.

 

Внедрение роботов является достаточно серьезным вопросом в наши дни. Агропромышленный комплекс является весьма перспективным направление развития промышленности. В сельском хозяйстве наиболее распространенным трудом является уход за посадками, а именно их поливка и распыление удобрений и химикатов против насекомых-вредителей. Сейчас это делают люди, но это занимает большое количество времени и затрат человеческой силы. Поэтому в перспективе этим могут заняться коптеры. Предполагается в обслуживании обрабатываемых полей движение коптеров по схеме (рис.1.).

Коптер опиратся на восемь винтов, что позволяет ему поднимать жидкость для распыления весом до 10 кг. Таким образом дроны могут распылять удобрения или пестициды. Одной заправки хватает для области 80 x 120 м в час дрон может обрабатывать от 60 до 80 м². Жидкость попадает на распылители, которые расположены под четырьмя винтами из восьми. Она поступает из резервуара по четырем трубкам.

Рис. 1. Схема движения коптеров

 

Дрон управляется дистанционно через пульт управления. Индикация зарядка аккумулятора и жидкости в резервуаре указывается на пульте на специальном экране. Можно регулировать высоту распыления жидкости и скорость распыления в литрах в минуту. Скорость полета может регулироваться автоматически. Дрон самостоятельно определяет положение через датчики GPS, профиль полета можно задавать по трем точкам. С помощью ультразвука определяется высота, возможен подъем до 8 м (рис.2.).

Рис.2. Распыление жидкости дроном

 

Для этих коптеров предлагается использовать программирование высокого уровня. Предназначенная для работы программа интегрального управления несколькими параллельно работающими коптерами является отличительной особенностью нашей разработки. Соответствующая система с выбором базового языка программирования, имеет следующие требования: наличие средств описания параллельно функционирующих компонент; обеспечение возможности решения проблем координации и синхронизации таких компонент; наличие развитых языковых средств, позволяющих описывать алгоритмы планирование действий коптера и перемещения объектов в рабочей зоне; структурность и ясность базовых программных конструкций; возможность быстрой адаптации языка к широкому классу ЭВМ. Рассматривая система включает два небольших экспериментальных коптера, два контролера, реализованных на базе InteliAPX с реализацией операций на вспомогательном процессоре Intel. Основная ЭВМ поддерживает верхний уровень системы управления, обеспечивая передачу команд и прием сообщений от контроллеров и системы технического зрения, подключенных через последовательный интерфейс. При этом основная ЭВМ и контролеры iAPX работают в режиме «главный — подчиненный». Информационно-управляющее взаимодействие между ЭВМ осуществляется в соответствии со специальным протоколом, который включает команды нормального приема/передачи данных (эти команды могут накапливаться по мере поступления в буферных областях контроллеров и исполняться последовательно по принципу «первый пришел — первый выполняется») и команды оперативного управления, исполняемые сразу же, как только они поступают в контроллер (к ним относятся, например, требования приостановки процесса управления, отработка сбоев и аварийных ситуаций). Базовый язык программирования дает возможность описания задач планирования и алгоритмов управления коптером: последовательно реализованная в языке концепция модульного программирования; включение в систему специального системного модуля, обеспечивающего доступ к периферийным устройствам ЭВМ непосредственно на машинном уровне; обеспечение гибких возможностей организации параллельного и квазипараллельного исполнения программных процессов. Пользователь описывает алгоритмы управления коптерами на языке MODULA-2, используя процедуры специализированного пакета программ RP. Пакет RPвключает, в частности, программу TEACH, обеспечивающую программную поддержку режима прямого обучения коптеров. С помощью разработанной программы можно непосредственно провести коптер по требуемой траектории и присвоить каждой из выбранных при этом позиций траектории некоторое логическое имя. Это имя может быть использовано в дальнейшем в других фрагментах программы управления для идентификации соответствующего положения коптера.Эти возможности включают: задание констант, определяющих граничные значения параметров системы управления (например, максимальное число контроллеров, которые могут обслуживаться системой программирования); определение специальных проблемно-ориентированных типов данных; введение переменных, фиксирующих реальные (текущие) значения параметров системы управления.Процедуры инициализации и завершения обеспечивают инициализацию последовательных портов и контроллеров после начальной активизации процессов, связанных с работой коптеров; генерацию списка процессов, прохождение которых должно контролироваться системной программой «диспетчер процессов»; установку коптеров в исходное положение; завершение процесса управления коптерами.Процедуры прямого управления позволяют приостановить, возобновить или полностью прекратить работу одного или обоих коптеров. Процедуры модификации обеспечивают изменение положения или скорости перемещения выбранного коптера.Процедуры четвертой группы позволяют пользователю контролировать состояние выбранного коптера. Пятая группа процедур ориентирована на работу с сенсорными системами коптера.Процедуры ввода/вывода используют стандартные средства языка MODULA-2, дополненные в ряде случаев обращениями к «диспетчеру процессов».Последняя группа процедур является наиболее важной и обеспечивает пользователя механизмами диспетчеризации (упорядочивания) и синхронизации развивающихся процессов. Процедуры этой группы позволяют пользователю обращаться (в большинстве случаев косвенно) к «диспетчеру процессов», организуя псевдопараллельное развитие процессов, активизированных на этапе инициализации системы.«Диспетчер процессов» получает управление всякий раз, когда некоторый процесс обращается к одной из процедур пакета RP. При этом «диспетчер» реализует циклическую передачу управления на множестве процессов, не находящихся в состоянии ожидания какого-либо события.

Важной характеристикой работы является принцип управления. Разработанная система управления коптерами позволяет манипулировать сразу несколькими коптерами на расстоянии. При этом система помогает коптерам работать не столкнувшись или не сбиться с установленного маршрута, сохраняя заданную высоту.Предложенный язык управления высокого уровня, совместно с контроллерами коптеров, является частью работающей системы, использованной для реализации ряда прикладных программ управления робототехническим комплексом в сельском хозяйстве.

Основные термины (генерируются автоматически): сельское хозяйство, система, GPS, TEACH, алгоритм управления, базовый язык программирования, основная ЭВМ, высокий уровень.


Ключевые слова

сельское хозяйство., робот, коптер

Похожие статьи

Навигационные системы для сельскохозяйственной техники

Ключевые слова: навигация, сельское хозяйство, Глонасс, GPS-приемник.

В настоящее время существуют системы двух уровней: полностью автоматизированная система, когда вмешательство механизатора в управление не требуется, и вспомогательная система...

Разработка алгоритма по дистанционному управлению...

Wi-Fi – обладает высокой скоростью передачи данных, но малым радиусом действия.

Основные термины (генерируются автоматически): устройство управления

Похожие статьи. Разработка алгоритма работы системы автоматического выделения поврежденных секций.

Сравнительный обзор распространённых языков...

языки программирования низкого уровня; языки программирования высокого уровня.

Обзор основных агрегатов систем кондиционирования воздуха летательных аппаратов.

Использование SCADA-технологий в современных...

Программный код может быть как написан на языке программирования (например на C++), так и сгенерирован в среде проектирования. Основными характеристиками SCADA-систем являются

Большинство SCADA-систем имеют встроенные языки высокого уровня...

Задачи проектирования с использованием технических средств...

Этот дисплей имеет в блоке управления микро-ЭВМ «Электроника-60».

Основным элементом базового программного обеспечения АРМ-1 является дисковая операционная

Основным языком программирования, входящим в состав ДОС АРМ, является язык Фортран.

Применение учебного макета ремонтно-механического цеха на...

В силу высокой степени абстракции ТАУ, а также тенденции на ухудшение уровня

Также важным фактором является упрощение процедуры программирования указанных систем, благодаря

системы, а также связь с персональным ЭВМ для управления системой и...

Управление сельскохозяйственной организацией на основе...

Сельское хозяйство относится к одной из важнейших отраслей реального сектора экономики.

На основании системы BSC был построен следующий алгоритм управления сельскохозяйственной организацией, основным видом деятельности которой является...

Проблемы выбора языка программирования в школьном курсе...

Выбор языка и системы программирования имеет принципиальное значение, т. к. от этого во многом

Python — это полноценный язык программирования высокого уровня.

Основные термины (генерируются автоматически): язык программирования, язык, программирование...

Разработка алгоритма получения вибрационных характеристик...

В настоящее время автоматизированные системы испытаний авиационных ГТД строятся в основном на использовании персональных ЭВМ.

Программирование осуществляется на уровне функциональных блок-диаграмм. Сочетание графического языка программирования...

Навигационные системы для сельскохозяйственной техники

Ключевые слова: навигация, сельское хозяйство, Глонасс, GPS-приемник.

В настоящее время существуют системы двух уровней: полностью автоматизированная система, когда вмешательство механизатора в управление не требуется, и вспомогательная система...

Разработка алгоритма по дистанционному управлению...

Wi-Fi – обладает высокой скоростью передачи данных, но малым радиусом действия.

Основные термины (генерируются автоматически): устройство управления

Похожие статьи. Разработка алгоритма работы системы автоматического выделения поврежденных секций.

Сравнительный обзор распространённых языков...

языки программирования низкого уровня; языки программирования высокого уровня.

Обзор основных агрегатов систем кондиционирования воздуха летательных аппаратов.

Использование SCADA-технологий в современных...

Программный код может быть как написан на языке программирования (например на C++), так и сгенерирован в среде проектирования. Основными характеристиками SCADA-систем являются

Большинство SCADA-систем имеют встроенные языки высокого уровня...

Задачи проектирования с использованием технических средств...

Этот дисплей имеет в блоке управления микро-ЭВМ «Электроника-60».

Основным элементом базового программного обеспечения АРМ-1 является дисковая операционная

Основным языком программирования, входящим в состав ДОС АРМ, является язык Фортран.

Применение учебного макета ремонтно-механического цеха на...

В силу высокой степени абстракции ТАУ, а также тенденции на ухудшение уровня

Также важным фактором является упрощение процедуры программирования указанных систем, благодаря

системы, а также связь с персональным ЭВМ для управления системой и...

Управление сельскохозяйственной организацией на основе...

Сельское хозяйство относится к одной из важнейших отраслей реального сектора экономики.

На основании системы BSC был построен следующий алгоритм управления сельскохозяйственной организацией, основным видом деятельности которой является...

Проблемы выбора языка программирования в школьном курсе...

Выбор языка и системы программирования имеет принципиальное значение, т. к. от этого во многом

Python — это полноценный язык программирования высокого уровня.

Основные термины (генерируются автоматически): язык программирования, язык, программирование...

Разработка алгоритма получения вибрационных характеристик...

В настоящее время автоматизированные системы испытаний авиационных ГТД строятся в основном на использовании персональных ЭВМ.

Программирование осуществляется на уровне функциональных блок-диаграмм. Сочетание графического языка программирования...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Навигационные системы для сельскохозяйственной техники

Ключевые слова: навигация, сельское хозяйство, Глонасс, GPS-приемник.

В настоящее время существуют системы двух уровней: полностью автоматизированная система, когда вмешательство механизатора в управление не требуется, и вспомогательная система...

Разработка алгоритма по дистанционному управлению...

Wi-Fi – обладает высокой скоростью передачи данных, но малым радиусом действия.

Основные термины (генерируются автоматически): устройство управления

Похожие статьи. Разработка алгоритма работы системы автоматического выделения поврежденных секций.

Сравнительный обзор распространённых языков...

языки программирования низкого уровня; языки программирования высокого уровня.

Обзор основных агрегатов систем кондиционирования воздуха летательных аппаратов.

Использование SCADA-технологий в современных...

Программный код может быть как написан на языке программирования (например на C++), так и сгенерирован в среде проектирования. Основными характеристиками SCADA-систем являются

Большинство SCADA-систем имеют встроенные языки высокого уровня...

Задачи проектирования с использованием технических средств...

Этот дисплей имеет в блоке управления микро-ЭВМ «Электроника-60».

Основным элементом базового программного обеспечения АРМ-1 является дисковая операционная

Основным языком программирования, входящим в состав ДОС АРМ, является язык Фортран.

Применение учебного макета ремонтно-механического цеха на...

В силу высокой степени абстракции ТАУ, а также тенденции на ухудшение уровня

Также важным фактором является упрощение процедуры программирования указанных систем, благодаря

системы, а также связь с персональным ЭВМ для управления системой и...

Управление сельскохозяйственной организацией на основе...

Сельское хозяйство относится к одной из важнейших отраслей реального сектора экономики.

На основании системы BSC был построен следующий алгоритм управления сельскохозяйственной организацией, основным видом деятельности которой является...

Проблемы выбора языка программирования в школьном курсе...

Выбор языка и системы программирования имеет принципиальное значение, т. к. от этого во многом

Python — это полноценный язык программирования высокого уровня.

Основные термины (генерируются автоматически): язык программирования, язык, программирование...

Разработка алгоритма получения вибрационных характеристик...

В настоящее время автоматизированные системы испытаний авиационных ГТД строятся в основном на использовании персональных ЭВМ.

Программирование осуществляется на уровне функциональных блок-диаграмм. Сочетание графического языка программирования...

Навигационные системы для сельскохозяйственной техники

Ключевые слова: навигация, сельское хозяйство, Глонасс, GPS-приемник.

В настоящее время существуют системы двух уровней: полностью автоматизированная система, когда вмешательство механизатора в управление не требуется, и вспомогательная система...

Разработка алгоритма по дистанционному управлению...

Wi-Fi – обладает высокой скоростью передачи данных, но малым радиусом действия.

Основные термины (генерируются автоматически): устройство управления

Похожие статьи. Разработка алгоритма работы системы автоматического выделения поврежденных секций.

Сравнительный обзор распространённых языков...

языки программирования низкого уровня; языки программирования высокого уровня.

Обзор основных агрегатов систем кондиционирования воздуха летательных аппаратов.

Использование SCADA-технологий в современных...

Программный код может быть как написан на языке программирования (например на C++), так и сгенерирован в среде проектирования. Основными характеристиками SCADA-систем являются

Большинство SCADA-систем имеют встроенные языки высокого уровня...

Задачи проектирования с использованием технических средств...

Этот дисплей имеет в блоке управления микро-ЭВМ «Электроника-60».

Основным элементом базового программного обеспечения АРМ-1 является дисковая операционная

Основным языком программирования, входящим в состав ДОС АРМ, является язык Фортран.

Применение учебного макета ремонтно-механического цеха на...

В силу высокой степени абстракции ТАУ, а также тенденции на ухудшение уровня

Также важным фактором является упрощение процедуры программирования указанных систем, благодаря

системы, а также связь с персональным ЭВМ для управления системой и...

Управление сельскохозяйственной организацией на основе...

Сельское хозяйство относится к одной из важнейших отраслей реального сектора экономики.

На основании системы BSC был построен следующий алгоритм управления сельскохозяйственной организацией, основным видом деятельности которой является...

Проблемы выбора языка программирования в школьном курсе...

Выбор языка и системы программирования имеет принципиальное значение, т. к. от этого во многом

Python — это полноценный язык программирования высокого уровня.

Основные термины (генерируются автоматически): язык программирования, язык, программирование...

Разработка алгоритма получения вибрационных характеристик...

В настоящее время автоматизированные системы испытаний авиационных ГТД строятся в основном на использовании персональных ЭВМ.

Программирование осуществляется на уровне функциональных блок-диаграмм. Сочетание графического языка программирования...

Задать вопрос