关于ZigBee无线传输的果园机车防撞防倾翻预警系统.pdfVIP

第 30 卷 第 21 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.21 2014 年 11 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Nov. 2014 25 基于 ZigBee 无线传输的果园机车防撞防倾翻预警系统 杨 柳，穆浩淼，邓钧文，宋雨瑶，刘 武 （中国农业大学工学院，北京 100083 ） 摘 要：为了准确对果园机车碰撞倾翻进行预警，确保果园机车的安全行驶，该文设计了一套基于 ZigBee 无线传 输方式的防撞防倾翻预报警系统。该系统以 CC2530 单片机为核心搭建 ZigBee 网络，终端节点连接超声波传感器 模块和轮辐式压力传感器，通过网络将数据发给协调器，协调器通过 RS232 串口将数据传送至电脑，得到的数据 与临界值进行比较后判断是否报警。无线数据传输准确性试验表明，当横向载荷转移率（lateral load transfer ratio, LTR ）达到0.9 时，报警装置实现报警，有效防止机车倾翻；超声波传感器能检测到2 m 以内的障碍物，且测量值 与真实值之间的误差不大于 0.01 m，满足对避障的要求；压力传感器检测数据为 0.03% F·S，符合压力传感器精度 范围（±0.05% F·S ），精度满足对果园机车车轮压力检测的要求。果园机车防撞防倾翻预警系统的实现，对于果园 安全生产有着重大的意义。 关键词：果园；车辆；无线网络；ZigBee 技术；防撞防倾翻；超声波传感器；压力传感器 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.21.004 中图分类号：TP274; S126 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2014)-21-0025-07 杨 柳，穆浩淼，邓钧文，等. 基于ZigBee 无线传输的果园机车防撞防倾翻预警系统[J]. 农业工程学报，2014， 30(21)：25－31. Yang Liu, Mu Haomiao, Deng Junwen, et al. Anti-collision and anti-tipping pre-alarm system of orchard picker based on ZigBee wireless transmission[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(21): 25 －31. (in Chinese with English abstract) 重型汽车，重型汽车具有整车质量体积大，质心位 0 引 言 置高等特点，针对以上特点，Chen [7]提出了基于预 中国是水果种植大国之一。2012 年中国的果园 测模型侧翻时间预警算法，可以提前对侧翻进行预 面积达到 0.12 亿 hm2 ，水果产量超过 1.4 亿 t[1-2] 。 警；董杰[8]研究了超声波倒车防撞报警装置，提高 在水果生产过程中，水果的采摘过程是耗时最长， 了车辆稳定性。但以上这些研究一些参数在车辆行 劳动强度最大的环节，由此导致生产成本中的人工 驶过程中难以获得，并且果园机车属于小型车辆， 费用较高，生产效率低下，经济效益不高[3] 。为了 行驶区域地势复杂，且行驶过程中质量分布不均， 解决这些问题，本文开发了适用于果园生产的多功 倾翻与碰撞情况与