【技术实现步骤摘要】
基于无人飞行器的物联网灌溉设施调控平台及方法
本专利技术装置涉及农业智能灌溉领域,特别涉及一种基于无人飞行器的物联网灌溉设施调控平台及方法。
技术介绍
与传统的灌溉装置相比,物联网灌溉装置内置中短距离无线通信模块,可连接多种传感器,能够采集环境温湿度、光照强度、降雨量、土壤墒情等信息,并进行智能决策、自动灌溉,极大的提高农业灌溉用水利用率。物联网灌溉装置可以在完成灌溉任务的同时,自动采集农情环境信息。每套物联网灌溉设施通常由多个无线子节点与一个信息汇聚节点构成,节点由单片机、电源电路、人机交互界面、交/直流电磁阀、驱动电路、低功耗无线通信模块等结构组成,该灌溉装置可利用内置的低功耗无线通信模块接收灌溉控制指令。汇聚节点一方面通过低功耗无线通信模块与子节点通信,另一方面,通过移动通信网将子节点采集的环境信息上传远端服务器或从远端服务器接收最新的调控指令,以适应作物生长。目前,我国很大一部分物联网灌溉设施被部署在通信基础设施薄弱的偏远山区(如:川藏公路仅在国道上有GPRS网络覆盖),无GPRS或3G等通信网覆盖,信息汇聚节点难以与远端服务器建立连接。导致控制参数不能实时快速更改、环境数据无法及时上传,不能发挥物联网技术的优势。迫切需要寻找一种不依赖移动通信网快速设置/修改灌溉调控参数的方法与装置。一种常见的解决方案是利用大功率(发射功率20W以上)数传电台实现远距离通信,该方案一方面功耗较大;另一方面,用户需要为每套数传电台申请专用通信频率,不适合大规模推广应用。不是最理想的解决方案。小型无人飞行器具有体积小巧、制造成本低廉、起降场地要求低特点,可在各种环境中 ...
【技术保护点】
基于无人飞行器的物联网灌溉设施调控平台,其特征在于,包括无人飞行器和远程地面测控站两部分,无人飞行器和远程地面测控站之间通过无线网络通信;所述无人飞行器包括机舱、动力子系统、供电子系统、飞行控制子系统、图像采集传输子系统、物联网通信子系统、远程遥控通信子系统和实时飞行数据记录子系统,所述飞行控制子系统分别于动力子系统、远程遥控通信子系统、物联网通信子系统、飞行数据记录子系统、图像传输子系统电联接;所述远程地面测控站包括计算机、高增益通讯天线、远程通信模块和无线图像采集卡;所述高增益通信天线与远程通信模块连接,所述远程通信模块与图像采集卡连接。
【技术特征摘要】
1.基于无人飞行器的物联网灌溉设施调控平台的调控方法,所述基于无人飞行器的物联网灌溉设施调控平台,包括无人飞行器和远程地面测控站两部分,无人飞行器和远程地面测控站之间通过无线网络通信;所述无人飞行器包括机舱、动力子系统、供电子系统、飞行控制子系统、图像采集传输子系统、物联网通信子系统、远程遥控通信子系统和实时飞行数据记录子系统,所述飞行控制子系统分别于动力子系统、远程遥控通信子系统、物联网通信子系统、飞行数据记录子系统、图像传输子系统电联接;所述远程地面测控站包括计算机、高增益通讯天线、远程通信模块和无线图像采集卡;所述高增益通信天线与远程通信模块连接,所述远程通信模块与图像采集卡连接;其特征在于,包括下述步骤:(1)无人飞行器启动后立即与地面测控站建立用于远程遥控的通信链路;(2)遥控通信链路建立后,用户从地面站测控站在起飞前或飞行时将规划好的航线与盘旋区域坐标通过遥控通信链路传送给飞行控制子系统;(3)飞行控制子系统根据航线与卫星定位坐标数据对无人飞行器航向、姿态进行实时反馈自动控制,引导无人飞行器按航线飞行;(4)到达物联网灌溉设施上空,飞行控制子系统控制无人机在保证安全的前提下,降低飞行高度,进行低速盘旋,同时,启动机载物联网无线通信子系统;(5)机载物联网无线通信子系统被启动后,尝试与地面物联网节点建立通信链路,通信链路建立的过程含身份验证环节;(6)若尝试超过一定次数后,无法建立可靠的通信链路,飞行控制子系统关闭物联网通信子系统,并通过远程遥控通信链路告知用户,此区域物联网灌溉系统可能失效,继续根据航线飞向下一个盘旋区域或开始返航;(7)若成功建立通信链路,则在一定时间内为地面物联网灌溉系统提供以下服务:1)收集、存储地面物联网节点已采集到信息;2)向地面物联网节点传送最新的灌溉调控指令;3)借助用于飞行控制的远距离遥控通信链路,提供地面节点与远端监测服务器间的帧中继服务;(8)物联网通信服务完成或服务时间到后,物联网无线通信子系统关闭,无人飞行器在飞行控制子系统的引导下按航线飞向下一个盘旋区域或开始返航。2.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的物联网灌溉设施调控平台的调控方法,其特征在于,所述步骤(1)中,无人飞行器起飞指令由远程遥控通信链路下达;所述步骤(2)中,航线、盘旋区域信息可通过远程遥控通信链路实时更新。3.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的物联网灌溉设施调控平台的调控方法,...
【专利技术属性】
技术研发人员:岳学军,全东平,刘永鑫,蔡坤,徐兴,谢家兴,燕英伟,王健,张明杰,
申请(专利权)人:华南农业大学,
类型:发明
国别省市:广东;44
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