一种无人机农田信息采集系统技术方案

一种无人机农田信息采集系统，主要包括分布于农田多个地点的农田信息采集装置、无人机装置和大型运营服务器装置，其中农田信息采集装置将采集到的土壤信息通过无线数据传输方式传送至无人机装置，无人机装置对各农田信息采集装置传送的信息进行接收并存储，然后发送至大型运营服务器装置，大型运营服务器装置对农田信息采集装置采集的信息进行分析和整理，并作出调控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通讯
，尤其涉及一种无人机农田信息采集系统。
技术介绍
精准农业是近年来国际上农业科学研究的热点领域之一。精准农业的含义就是按照田间每一操作单元的具体条件，精细准确地调整土壤和作物管理措施，最大限度地优化各项农业投入，以获取最高产量和最大经济效益，同时保护农业生态环境，保护土地等农业自然资源。精准农业是现有农业生产措施与新近发展的高新技术的有机结合。目前精准农业主要从两个方面进行，一是基于传感器技术的精准农业；二是基于地理信息系统(GIS)、全球卫星定位系统(GPS)、遥感技术(RS)和计算机自动控制系统的精准农业，也就是所谓的基于“3S”的精准农业，上述精准农业技术主要由信息获取系统、信息处理系统与智能化农业机械化等3个部分组成，其定位系统主要基于卫星遥感、大型飞机航拍等定位和信息采集系统，上述系统所获取的是宏观农田信息，限于技术和成本的考量，上述系统无法提供精确的定位和数据信息，同时由于其实时效性较差且易受云雾的干扰，在实际应用中存在诸多限制。公开号为CN104199797A的中国专利公开了一种遥控式山地农田信息采集车，主要包括山地拖拉机、信息采集平台、图传摄像头、信号接收处理装置、控制器、电动云台、操作臂、光谱分析仪、红外测温仪、蓄电池，该遥控式山地农田信息采集车可遥控进行农田信息采集，根据图传摄像头传来的图像信息，控制电动云台转动，调整操作臂到合适的信息采集位置，启动光谱分析仪和红外测温仪，进行农田信息采集。上述遥控式山地农田信息采集车，虽然可以实施较精确的农田信息采集，但是该遥控式山地农田信息采集车采集范围小，速度慢，效率低，无法实现大范围农田高效信息采集的需要。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点，本专利技术提供了一种无人机农田信息采集系统，该无人机农田信息采集系统采集数据信息准确，速度快，效率高，为精准农业的实时监测和调控提供准确依据。为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：一种无人机农田信息采集系统，主要包括分布于农田多个地点的农田信息采集装置、无人机装置和大型运营服务器装置，其中农田信息采集装置将采集到的土壤信息通过无线数据
传输方式传送至无人机装置，无人机装置对各农田信息采集装置传送的信息进行接收并存储，然后发送至大型运营服务器装置，大型运营服务器装置对农田信息采集装置采集的信息进行分析和整理，并作出调控。进一步地，还包括计算机终端，大型运营服务器将所述信息传送至计算机终端，计算机终端对信息进行分析处理，并作出调控。进一步地，农田信息采集装置包括电子标签，电子标签与其周围分布的土壤信息传感系统以有线或无线方式进行连接。进一步地，电子标签为有源电子标签结构或无源电子标签结构。进一步地，有源电子标签内部包括MCU处理器、电源模块、射频通讯模块和天线模块，其中MCU处理器通过电源模块获得能量，被动向土壤信息传感系统以有线或无线方式发出控制信号，从而对土壤信息传感系统的数据信息进行采集，随后MCU处理器控制射频通讯模块驱动天线模块来完成信号的通信，所述数据信息通过无线信号的方式发送至无人机装置。进一步地，带有读写器的无人机驶过农田信息采集装置，一方面读写器唤醒电子标签，获取传感器数据，通过无线传送给大型运营服务器装置，另一方面无人机上的摄像机进行拍摄，并将图像信息通过无线传输出去。进一步地，无人机装置包括无人机稳定飞行控制系统和读写器。进一步地，无人机稳定飞行控制系统包括陀螺仪传感器、加速度计传感器、电子罗盘传感器构成的机载传感器装置，以及摄像机、机载飞行系统、机载定位系统和微控制系统，其中机载飞行系统包括4个螺旋桨、遥控、机调速器、无刷电机装置，机载定位系统包括GPS、里程仪、蓝牙装置；微控制系统对机载传感器装置进行高速A/D采样后，通过卡尔曼滤波器对传感器数据进行补偿和信息融合，得到准确的姿态角度信号，此角度信号再通过PID控制器运算，输出给电子调速转成PWM信号，进而对机载飞行系统中电机进行控制。进一步地，读写器内部包含MCU单元与射频模块，读写器直接和大型运营服务器装置相连接。本专利技术的无人机农田信息采集系统采集信息迅速，准确，效率高，成本低，可以为精准农业的实现提供可靠依据和调控手段。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术的无人机农田信息采集系统的结构组成示意图；图2为本专利技术的农田信息采集装置的结构组成示意图；图3为本专利技术的电子标签工作状态示意图；图4为本专利技术的无人机装置的结构组成示意图；图5为本专利技术的无人机装置的算法示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术的无人机农田信息采集系统，主要包括分布于农田多个地点的农田信息采集装置、无人机装置和大型运营服务器装置，其中农田信息采集装置将所采集的土壤养分、水分、微量元素浓度等信息通过无线数据传输方式传送至无人机装置，无人机装置对各农田信息采集装置传送的信息进行接收并存储，然后发送至大型运营服务器装置，大型运营服务器装置对农田信息采集装置采集的信息进行分析和整理，并作出调控。其中，如图2所示，农田信息采集装置包括电子标签，电子标签与其周围分布的土壤养分传感器、土壤水分传感器、微量元素浓度传感器等构成的土壤信息传感系统以有线或无线方式进行连接。电子标签可以采用有源电子标签结构，也可以采用无源电子标签结构，有源电子标签由电池供电，传输距离远，有益于室外远距离进行，无源电子标签需要进行耦合获取能量，信号强度弱。如图2所示，当电子标签采用例如有源电子标签时，电子标签内部包括MCU处理器、电源模块、射频通讯模块和天线模块，其中MCU处理器通过电源模块获得能量，被动向土壤养分传感器、土壤水分传感器、微量元素浓度传感器等构成的土壤信息传感系统以有线或无线方式发出控制信号，从而对土壤信息传感系统的数据信息进行采集，随后MCU处理器控制射频通讯模块驱动天线模块来完成信号的通信，所述数据信息通过无线信号的方式发送至无人机装置。有源电子标签在该工作机制中定义了四种工作状态：数据传输态、通道查询态、休眠态、半休眠态。数据传输态：建立了与无人机装置中读写器的有效连接，实现数据传输。通信查询态：指在标签被某事唤醒后，查询信道上是否有有效的读写器信号。深度睡眠态：是指除定时器外，标签的所有部件都停止工作以降低功耗的状态。半休眠态：当标签与读写器正在进行通信时，在信道上与其他标签发来的信号发生碰撞，数据在信道上面发生冲突，标签这时会自动处于休眠状态，但是其定时器仍在工作，信道上标签也重复查询是否冲突，所以定义为半休眠状态。四种状态的工作原理如图3所示，大多数情况下，为降低功耗、减少辐射，标签处在半休眠态。此时，标签所有的功能模块除核心部分(MCU)都处于停止工作的状态。当定时器的计数达到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机农田信息采集系统，其特征在于：主要包括分布于农田多个地点的农田信息采集装置、无人机装置和大型运营服务器装置，其中农田信息采集装置将采集到的土壤信息通过无线数据传输方式传送至无人机装置，无人机装置对各农田信息采集装置传送的信息进行接收并存储，然后发送至大型运营服务器装置，大型运营服务器装置对农田信息采集装置采集的信息进行分析和整理，并作出调控。

【技术特征摘要】
1.一种无人机农田信息采集系统，其特征在于：主要包括分布于农田多个地点的农田信息采集装置、无人机装置和大型运营服务器装置，其中农田信息采集装置将采集到的土壤信息通过无线数据传输方式传送至无人机装置，无人机装置对各农田信息采集装置传送的信息进行接收并存储，然后发送至大型运营服务器装置，大型运营服务器装置对农田信息采集装置采集的信息进行分析和整理，并作出调控。2.根据权利要求1所述的无人机农田信息采集系统，其特征在于：还包括计算机终端，大型运营服务器将所述信息传送至计算机终端，计算机终端对信息进行分析处理，并作出调控。3.根据权利要求1或2所述的无人机农田信息采集系统，其特征在于：农田信息采集装置包括电子标签，电子标签与其周围分布的土壤信息传感系统以有线或无线方式进行连接。4.根据权利要求3所述的无人机农田信息采集系统，其特征在于：电子标签为有源电子标签结构或无源电子标签结构。5.根据权利要求4所述的无人机农田信息采集系统，其特征在于：有源电子标签内部包括MCU处理器、电源模块、射频通讯模块和天线模块，其中MCU处理器通过电源模块获得能量，被动向土壤信息传感系统以有线或无线方式发出控制信号，从而对土壤信息传感系统的数据信息进行采集，随后MCU处理器控制射频通讯模块驱动天...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曙光，周小波，张建福，王家成，赵发勇，李克，袁泉，
申请(专利权)人：阜阳师范学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34