一种基于无人机的农业无线网络监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于无人机的农业无线网络监测系统，包括地面固定监测点、基站和无人机，所述无人机包括机身和连接在机身上的机身负载，所述机身上设有自驾仪，所述机身负载包括移动监测点和板载控制器，所述地面固定监测点通过无线传输连接到移动监测点，所述移动监测点连接到板载控制器，所述板载控制器分别通过无线网络连接自驾仪、基站和遥控器。本发明专利技术的有益效果：使用灵活、快速，有效降低了人工成本和设备造价，很大程度上提高了传输的稳定性和生产效率。

Agricultural wireless network monitoring system based on unmanned aerial vehicle

The present invention provides an agricultural wireless network monitoring system based on UAV, including fixed ground monitoring points, the base station and the UAV, the UAV includes a body and a connection on the fuselage fuselage load, the machine body is provided with a driving device, wherein the body load including mobile monitoring points and the onboard controller. The fixed ground monitoring point is connected to the mobile monitoring points through wireless transmission, the mobile monitoring points connected to the onboard controller, the onboard controller is respectively connected through a wireless network autopilot, base station and remote control. The invention has the advantages that the use is flexible and fast, the labor cost and the equipment cost are effectively reduced, and the transmission stability and the production efficiency are improved to a great extent.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人机监测领域，尤其是涉及一种基于无人机的农业无线网络监测系统。
技术介绍
大规模农场中通常应用很多的传感器，如监测作物生长温度、环境温度的传感器，这些传感器可以提供风险评估信息，同时通过传感器网络能够更好地了解作物的变化，以确定收获的最佳点，比如它们可以根据作物生长情况定时定点进行灌溉，以提高水资源的利用率。但是这种方式不仅效率低下，耗费大量人力，而且数据容易在传输过程中丢失，降低了传输稳定性，最终减少了生产效率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种基于无人机的农业无线网络监测系统，以解决以上现有技术的不足之处，降低成本、提高传输稳定性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于无人机的农业无线网络监测系统，包括地面固定监测点、基站和无人机，所述无人机包括机身和连接在机身上的机身负载，所述机身上设有自驾仪，所述机身负载包括移动监测点和板载控制器，所述地面固定监测点通过无线传输连接到移动监测点，所述移动监测点连接到板载控制器，所述板载控制器分别通过无线网络连接自驾仪、基站和遥控器。进一步的，所述自驾仪上设有Pixhawk飞行控制器。进一步的，所述板载控制器为PaspberryPi模块。进一步的，所述移动监测点为Arduino模块。进一步的，所述移动监测点内设有Xbee模块，通过Xbee模块与地面固定监测点进行通讯。进一步的，所述无人机上安装有发射机，所述基站安装有接收机。进一步的，所述机身还包括电机、螺旋桨和动力源，所述动力源为自驾仪、电机、螺旋桨和机身负载提供电源。进一步的，所述机身负载还包括药箱和相机，所述药箱通过舵机连接在板载控制器上，所述相机与板载控制器相连。进一步的，所述相机为RaspberryPi相机模块，所述相机的图像传感器模块为RaspberryPi。进一步的，所述无人机为固定翼泡沫机。相对于现有技术，本专利技术所述的一种基于无人机的农业无线网络监测系统具有以下优势：(1)本专利技术所述的基于无人机的农业无线网络监测系统使用灵活、快速，有效降低了人工成本和设备造价，很大程度上提高了传输的稳定性和生产效率。(2)本专利技术所述的固定翼泡沫机飞行时间长、覆盖面积大、稳定性好、机动性灵活且在携带较大负载的情况下能够高速飞行，同时质量轻、放置设备空间大、不易摔坏、成本低。(3)本专利技术所述的RaspberryPi模块工作频率为1GHz，有0.5G～1G的RAM储存空间，具有价格低廉、轻便、发送和存储数据能力强大的优点。(4)本专利技术所述的Arduino模块是最佳的移动节点，兼容性好、成本低廉。(5)本专利技术所述的药箱和相机实现了防止病虫害，实时监测作物生长情况的目的。(6)本专利技术所述的RaspberryPi图像传感模块价格低廉且传输质量有保证，不会出现数据丢失和错误的现象。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，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为本专利技术实施例的通信关系示意图；图2为本专利技术实施例所述的无线网络工作示意图；图3为本专利技术实施例所述的无人机结构以及子系统之间关系示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1至图3所示，一种基于无人机的农业无线网络监测系统，包括地面固定监测点、基站和无人机，所述无人机包括机身和连接在机身上的机身负载，所述机身上设有自驾仪，所述机身负载包括移动监测点和板载控制器，所述地面固定监测点通过无线传输连接到移动监测点，所述移动监测点连接到板载控制器，所述板载控制器分别通过无线网络连接自驾仪、基站和遥控器，可以有效保障自驾仪和遥控器距离足够远。所述自驾仪上设有Pixhawk飞行控制器，用于和基站通信、接收GPS信号定点和发送舵机控制命令的作用，具有价格优势。所述板载控制器为PaspberryPi模块，实现传输数据的作用，其工作频率为1GHz，有0.5G～1G的RAM储存空间，价格低廉、轻便、发送和存储数据能力强大。所述移动监测点为Arduino模块，所述Arduino模块和RaspberryPi模块相连，将收集到的信息通过RaspberryPi模块的无线网络发送到基站。所述移动监测点内设有Xbee模块，所述Xbee模块通过ZigBee无线通信协议实现板载传感器和固定点监测点的通信，其成本低廉且功耗较小，通信频率选择2.4GHZ，虽然有若干个协议都使用这个频段，但农场一般人烟稀少，不太会受到其他信号的干扰，它通信距离远可达90m，传输速度快，最高可达250kb/s且功耗较低，应用广泛，可在-40℃～85℃时间工作。所述无人机上安装有发射机，所述基站安装有接收机，采用3G网络进行传输，因为3G网络使用普遍，可达97％而且带宽范围大，可高效传输数据。所述机身还包括电机、螺旋桨和动力源，所述动力源为自驾仪、电机、螺旋桨和机身负载提供电源，其中，所述螺旋桨的桨叶选用DJI1400KV1552桨叶，所述动力源选用8400mA·h3S40–80C锂聚合物电池，能够在飞机自主飞行的时候提供25min的时长。所述机身负载还包括药箱和相机，所述药箱通过舵机连接在板载控制器上，所述相机与板载控制器相连，所述药箱内带有杀虫剂、除草剂以及肥料，其开启是通过RaspberryPi模块上的一根信号线GPIO来控制的，也可以直接在遥遥控器上设置通道来直接开启药箱。所述相机为RaspberryPi相机模块，通过CSI端口与RaspberryPi模块相连，所述RaspberryPi模块可以将图片储存在SD卡里，用3G网络发送到基站，所述相机的图像传感器模块为RaspberryPi，价格低廉且传输质量有保证，不会出现数据丢失和错误的现象。所述无人机为固定翼的泡沫机，其飞行时间长、覆盖面积大、稳定性好、机动性灵活且在携带较大负载的情况下能够高速飞行，同时质量轻、放置设备空间大、不易摔坏、成本低；所述泡沫机的翼展为1900mm，机身长度为1180mm，容纳面积120mm*370mm*72mm，可搭载1300g至1800g的载重。本实施例所述的无人机具有高清相机、覆盖距离具有10Km的覆盖距离，在定高位置飞行时，能够有效的收集监测点信息，同时还自带药箱，可以对农场采取干预措施，成本造价适中，稳定性好，可靠性高。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无人机的农业无线网络监测系统，其特征在于：包括地面固定监测点、基站和无人机，所述无人机包括机身和连接在机身上的机身负载，所述机身上设有自驾仪，所述机身负载包括移动监测点和板载控制器，所述地面固定监测点通过无线传输连接到移动监测点，所述移动监测点连接到板载控制器，所述板载控制器分别通过无线网络连接自驾仪、基站和遥控器。

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的农业无线网络监测系统，其特征在于：包括地面固定监测点、基站和无人机，所述无人机包括机身和连接在机身上的机身负载，所述机身上设有自驾仪，所述机身负载包括移动监测点和板载控制器，所述地面固定监测点通过无线传输连接到移动监测点，所述移动监测点连接到板载控制器，所述板载控制器分别通过无线网络连接自驾仪、基站和遥控器。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的农业无线网络监测系统，其特征在于：所述自驾仪上设有Pixhawk飞行控制器。3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的农业无线网络监测系统，其特征在于：所述板载控制器为PaspberryPi模块。4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的农业无线网络监测系统，其特征在于：所述移动监测点为Arduino模块。5.根据权利要求1或4所述的一种基于无人机的农业无线网络监测系统，其特征在于：所述移动监测点内设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：石志超，
申请(专利权)人：天津中翔腾航科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12