基于PID控制的复杂地形自适应助农机器人

吴梓豪; 刘元林; 李扬; 张子杰; 陈锐涛; 赵曼伶; 金扬印

doi:10.11959/j.issn.2096-3750.WLW25199

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基于PID控制的复杂地形自适应助农机器人

专题：具身智能与机器人物联网 | 更新时间：2026-07-24

- 基于PID控制的复杂地形自适应助农机器人
- PID control based complex terrain adaptive agricultural assistance robot
- 物联网学报 2026年10卷第2期页码：92-100
- 作者机构：
  
  1.嘉应学院物理与电子工程学院，广东梅州 514015
  2.梅州市鑫农机械制造有限公司，广东梅州 514015
- 作者简介：
  
  吴梓豪（2005‒ ），男，嘉应学院物理与电子工程学院在读，主要研究方向为三维建模和机器视觉。
  刘元林，1970‒ ），男，嘉应学院物理与电子工程学院教授，主要研究方向为机械结构损害无损检测技术、机械设计及理论。651894623@qq.com
  李扬（2005‒ ），男，嘉应学院物理与电子工程学院在读，主要研究方向为模块化农业机器人的智能感知与协同控制算法。
  张子杰（2004‒ ），男，嘉应学院物理与电子工程学院在读，主要研究方向为嵌入式。
  陈锐涛（2005‒ ），男，嘉应学院物理与电子工程学院在读，主要研究方向为机器视觉。
  赵曼伶（2004‒ ），女，嘉应学院物理与电子工程学院在读，主要研究方向为智能光电子系统与三维数字化创新设计。
  金扬印（1976‒ ），男，梅州市鑫农机械制造有限公司总经理，主要研究方向为果蔬自动化设备。
- 基金信息：
  
  2023年国家级大学生创新训练计划项目(202410582002);2023年度广东省教育科学规划课题专项(2023GXJK490);2021年广东省线下一流本科课程-精密机械与仪器设计项目(422A1002);2023年度广东省本科高校教学质量与教学改革工程项目(424A1603);2024年度广东省本科高校教学质量与教学改革工程项目(425A3201);嘉应学院教学质量与教学改革工程项目(ZLGC2023301);2024年度校企合作共建课程项目（嘉院教〔2024〕39号,No.16）;嘉应学院人才科研启动项目(2024RC18)
- DOI：10.11959/j.issn.2096-3750.WLW25199
  中图分类号：
- 收稿：2025-12-15，
  
  修回：2026-05-13，
  
  录用：2026-05-15，
  
  网络首发：2026-07-24，
  
  纸质出版：2026-06-20
- 稿件说明：
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吴梓豪,刘元林,李扬等.基于PID控制的复杂地形自适应助农机器人[J].物联网学报,2026,10(02):92-100.

Wu Zihao,Liu Yuanlin,Li Yang,et al.PID control based complex terrain adaptive agricultural assistance robot[J].Chinese Journal on Internet of Things,2026,10(02):92-100.
吴梓豪,刘元林,李扬等.基于PID控制的复杂地形自适应助农机器人[J].物联网学报,2026,10(02):92-100. DOI： 10.11959/j.issn.2096-3750.WLW25199.

Wu Zihao,Liu Yuanlin,Li Yang,et al.PID control based complex terrain adaptive agricultural assistance robot[J].Chinese Journal on Internet of Things,2026,10(02):92-100. DOI： 10.11959/j.issn.2096-3750.WLW25199.

摘要

研发了一款基于比例-积分-微分控制（PID）控制的复杂地形自适应助农机器人，以提高农业生产效率，减轻农民劳动强度，实现多复杂地形下的精准助农。该机器人以STM32F103C8T6单片机为核心控制器，通过HC-15蓝牙模块接收用户的远程指令，控制步进电机实现精准移动，并驱动水泵模块完成农药喷洒作业。其核心运行原理是“无线指令接收→核心处理→电机与执行器驱动”的过程。该机器人相较于现有农业机器人最大的一个创新点在于，能够根据不同的地形进行自适应调整，不论是在山坡、沙地，还是其他崎岖地形，都能稳定运作。该机器人还能对作物进行健康检测，包括叶片的生长情况、作物的成熟度等；同时支持土壤成分检测、农药喷洒及灌溉等。

Abstract

A complex terrain adaptive agricultural assistance robot based on PID control was developed

aiming to enhance agricultural production efficiency

reduce farmers' labor intensity

and achieve precise agricultural assistance in various complex terrains. The robot was controlled by the STM32F103C8T6 single-chip microcontroller

which received remote instructions from users through the HC-15 bluetooth module and controlled the stepper motor to achieve precise movement

and drove the water pump module to complete the spraying operation of the pesticide. The core operation principle was a closed-loop process of "wireless instruction reception → core processing → motor and actuator drive". The biggest innovation of this robot compared to existing agricultural robots lies in its ability to adapt to different terrains. It can operate stably on hillsides

sandy areas

or any rough terrain. Additionally

the robot can conduct health checks on crops

including the growth of leaves and the maturity of the crops. Besides

the robot has functions such as detecting soil composition

spraying pesticides

and irrigation.

关键词

Keywords

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