基于PID控制的复杂地形自适应助农机器人

吴梓豪; 刘元林; 张子杰; 李扬; 陈锐涛; 赵曼伶; 金扬印

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基于PID控制的复杂地形自适应助农机器人

更新时间：2026-03-03

- 基于PID控制的复杂地形自适应助农机器人
- 基于PID控制的复杂地形自适应助农机器人
- 物联网学报 2026年
- 作者机构：
  
  1.嘉应学院物理与电子工程学院
  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，本科在读，学生，研究方向为三维建模和机器视觉。
  刘元林（1970—），男，硕士，教授，研究方向为机械结构损害无损检测技术、机械设计及理论，邮箱：651894623@qq.com。
- 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（高等教育专项，编号：2023GXJK490）;“嘉应学院-鑫农”农业机械智能制造技术科产教融合实践基地校级(ZLGC2023301);广东省本科高校教学质量与教学改革工程建设项目;嘉应学院2024年度校企合作共建课程（精密机械与仪器设计）;嘉应学院人才科研启动项目(2024RC18)
- DOI：
  中图分类号： TP242
- 收稿：2025-12-15，
  
  修回：2026-02-02，
  
  录用：2026-02-28，
- 稿件说明：
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吴梓豪, 刘元林, 张子杰, 等. 基于PID控制的复杂地形自适应助农机器人[J/OL]. 物联网学报, 2026.

吴梓豪, 刘元林, 张子杰, et al. 基于PID控制的复杂地形自适应助农机器人[J/OL]. Chinese Journal on Internet of Things, 2026.
吴梓豪, 刘元林, 张子杰, 等. 基于PID控制的复杂地形自适应助农机器人[J/OL]. 物联网学报, 2026. DOI：

吴梓豪, 刘元林, 张子杰, et al. 基于PID控制的复杂地形自适应助农机器人[J/OL]. Chinese Journal on Internet of Things, 2026. DOI：

摘要

本研究研发了一款基于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药液的喷洒作业。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” 的闭环过程。该机器人相较于现有的农业机器人最大的一个创新点在于，该机器人能够根据不同的地形进行自适应调整，不论在山坡还是沙地或者是任何崎岖的地方，都能稳定地进行运作。另外，该机器人还能对作物进行健康检测，包括叶子的生长情况、作物的成熟度等，除此之外，该机器人还具有对土壤成分进行检测，喷洒农药以及灌溉等功能。

Abstract

This research developed a complex terrain adaptive agricultural assistance robot based on PID control

aiming to enhance agricultural production efficiency

reduce farmers' labor intensity

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

which receives remote instructions from users through the HC-15 Bluetooth module and controls the stepper motor to achieve precise movement

and drives the water pump module to complete the spraying operation of the pesticide. The core operation principle is 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 also 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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