The invention discloses a remote measuring device and method of an orchard mature area based on unmanned aerial vehicle. A wireless communication module, a GPS system and a photoacoustic detection device are installed on the UAV. The infrared light is modulated after the modulation of the infrared light, and the beam is transformed into a beam collimating light after the beam enlargement. Then the first plane reflector is followed by the mirror and the first plane mirror. The second plane reflector is reflected on the orchard after reflection and interacts with the ethylene gas produced in the orchard. The photoacoustic detector converts the acoustic signal to the electrical signal. Finally, the two harmonic signals obtained by the data acquisition card are transmitted to the micro controller to get the ethylene concentration of the orchard. The gas detection data and the GP are obtained by the computer. S data were processed to display the mature area of the orchard. The invention is convenient and quick, can realize large range of mature area detection, improve detection efficiency, can be used to detect other gases, and can also be used to detect liquid and solid types according to photoacoustic spectroscopy.
【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机的果园成熟区域遥测装置及方法
本专利技术涉及遥测技术,特别涉及一种基于无人机的果园成熟区域遥测装置及方法。
技术介绍
无人机技术早在上世纪20年代就已经出现,近些年来,在军用和农用方面都得到了快速的发展。然而无人机在果园上的应用却局限于果园植保(喷洒农药等)和果园维护(驱赶飞鸟等)上,对于果园成熟区域的遥测鲜有报道。因此研发果园成熟区域遥测装置尤为重要,这将极大方便果园的管理,促进农业发展。目前,气体红外吸收光谱技术也已经应用在了水果成熟度检测上,一般应用在水果的储存室中以预防水果变质,可检测的范围十分有限,而对于大面积的果园来说,这显然满足不了要求。光声光谱技术是基于光声效应的间接吸收光谱技术,具有对噪声免疫和高灵敏性的特点,已被广泛应用在痕量气体检测上。将无人机的高空作业与光声光谱的高灵敏气体探测结合起来,可以实现大面积气体浓度检测。
技术实现思路
本专利技术的目的是将检测装置安装于无人机上,可以实现大范围的成熟区域检测,克服了气体红外吸收光谱技术中只能小范围测量的缺点,以实现对果园成熟区域的管理。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。一种基于无人机的果园成熟区域遥测装置,无人机上安装有无线通信模块、GPS系统以及光声探测设备,所述光声探测设备包括光源控制模块、光声探测模块和信号处理模块;所述光源控制模块包括依次对应连接的函数发生器、光源控制器、红外光源以及扩束镜4;所述光声探测模块包括第一平面反射镜、第二平面反射镜、光声探测器和凹面镜,凹面镜的凹面一侧设置有光声探测器,光声探测器的外侧安装有第二平面反射镜,第二平面反射镜的外侧安装有第一 ...
【技术保护点】
1.一种基于无人机的果园成熟区域遥测装置,无人机上安装有无线通信模块、GPS系统以及光声探测设备,其特征在于:所述光声探测设备包括光源控制模块、光声探测模块和信号处理模块;所述光源控制模块包括依次对应连接的函数发生器、光源控制器、红外光源以及扩束镜4;所述光声探测模块包括第一平面反射镜、第二平面反射镜、光声探测器和凹面镜,凹面镜的凹面一侧设置有光声探测器,光声探测器的外侧安装有第二平面反射镜,第二平面反射镜的外侧安装有第一平面反射镜,第一平面反射镜相对的一侧装有扩束镜;所述信号处理模块包括依次连接的前置放大器、锁相放大器和微控制器;所述无线通信模块通过无线网与计算机相连接;所述无线通信模块通过A/D转换接口与信号处理模块中的微控制器相连接,从而实现无线通信模块与光声探测设备的连接;所述GPS系统与信号处理模块中的微控制器相连接,从而实现GPS系统与光声探测设备的连接,用于同时记录气体探测数据和位置信息;所述平面反射镜与凹面镜均镀有红外高反膜。
【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的果园成熟区域遥测装置,无人机上安装有无线通信模块、GPS系统以及光声探测设备,其特征在于:所述光声探测设备包括光源控制模块、光声探测模块和信号处理模块;所述光源控制模块包括依次对应连接的函数发生器、光源控制器、红外光源以及扩束镜4;所述光声探测模块包括第一平面反射镜、第二平面反射镜、光声探测器和凹面镜,凹面镜的凹面一侧设置有光声探测器,光声探测器的外侧安装有第二平面反射镜,第二平面反射镜的外侧安装有第一平面反射镜,第一平面反射镜相对的一侧装有扩束镜;所述信号处理模块包括依次连接的前置放大器、锁相放大器和微控制器;所述无线通信模块通过无线网与计算机相连接;所述无线通信模块通过A/D转换接口与信号处理模块中的微控制器相连接,从而实现无线通信模块与光声探测设备的连接;所述GPS系统与信号处理模块中的微控制器相连接,从而实现GPS系统与光声探测设备的连接,用于同时记录气体探测数据和位置信息;所述平面反射镜与凹面镜均镀有红外高反膜。2.根据权利要求书1所述的基于无人机的果园成熟区域遥测装置,其特征在于,所述前置放大器为低噪声电流放大器。3.根据权利要求书1所述的基于无人机的果园成熟区域遥测装置,其特征在于,所述光声传感器为石英音叉,内部设置有微型共振毛细管,固定于石英音叉的两侧。4.根据权利要求书1所述的基于无人机的果园成熟区域遥测装置,其特征在于,所述光声传感器为微音器,内部设...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴涛,张怀林,胡蓉菁,何兴道,
申请(专利权)人:南昌航空大学,
类型:发明
国别省市:江西,36
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