一種無人機農田信息采集系統技術方案

一種無人機農田信息采集系統，主要包括分布于農田多個地點的農田信息采集裝置、無人機裝置和大型運營服務器裝置，其中農田信息采集裝置將采集到的土壤信息通過無線數據傳輸方式傳送至無人機裝置，無人機裝置對各農田信息采集裝置傳送的信息進行接收并存儲，然后發送至大型運營服務器裝置，大型運營服務器裝置對農田信息采集裝置采集的信息進行分析和整理，并作出調控。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及無線通訊
，尤其涉及一種無人機農田信息采集系統。
技術介紹
精準農業是近年來國際上農業科學研究的熱點領域之一。精準農業的含義就是按照田間每一操作單元的具體條件，精細準確地調整土壤和作物管理措施，最大限度地優化各項農業投入，以獲取最高產量和最大經濟效益，同時保護農業生態環境，保護土地等農業自然資源。精準農業是現有農業生產措施與新近發展的高新技術的有機結合。目前精準農業主要從兩個方面進行，一是基于傳感器技術的精準農業；二是基于地理信息系統(GIS)、全球衛星定位系統(GPS)、遙感技術(RS)和計算機自動控制系統的精準農業，也就是所謂的基于“3S”的精準農業，上述精準農業技術主要由信息獲取系統、信息處理系統與智能化農業機械化等3個部分組成，其定位系統主要基于衛星遙感、大型飛機航拍等定位和信息采集系統，上述系統所獲取的是宏觀農田信息，限于技術和成本的考量，上述系統無法提供精確的定位和數據信息，同時由于其實時效性較差且易受云霧的干擾，在實際應用中存在諸多限制。公開號為CN104199797A的中國專利公開了一種遙控式山地農田信息采集車，主要包括山地拖拉機、信息采集平臺、圖傳攝像頭、信號接收處理裝置、控制器、電動云臺、操作臂、光譜分析儀、紅外測溫儀、蓄電池，該遙控式山地農田信息采集車可遙控進行農田信息采集，根據圖傳攝像頭傳來的圖像信息，控制電動云臺轉動，調整操作臂到合適的信息采集位置，啟動光譜分析儀和紅外測溫儀，進行農田信息采集。上述遙控式山地農田信息采集車，雖然可以實施較精確的農田信息采集，但是該遙控式山地農田信息采集車采集范圍小，速度慢，效率低，無法實現大范圍農田高效信息采集的需要。
技術實現思路
為了克服現有技術的上述缺點，本專利技術提供了一種無人機農田信息采集系統，該無人機農田信息采集系統采集數據信息準確，速度快，效率高，為精準農業的實時監測和調控提供準確依據。為了解決上述技術問題，本專利技術通過下述技術方案得以解決：一種無人機農田信息采集系統，主要包括分布于農田多個地點的農田信息采集裝置、無人機裝置和大型運營服務器裝置，其中農田信息采集裝置將采集到的土壤信息通過無線數據
傳輸方式傳送至無人機裝置，無人機裝置對各農田信息采集裝置傳送的信息進行接收并存儲，然后發送至大型運營服務器裝置，大型運營服務器裝置對農田信息采集裝置采集的信息進行分析和整理，并作出調控。進一步地，還包括計算機終端，大型運營服務器將所述信息傳送至計算機終端，計算機終端對信息進行分析處理，并作出調控。進一步地，農田信息采集裝置包括電子標簽，電子標簽與其周圍分布的土壤信息傳感系統以有線或無線方式進行連接。進一步地，電子標簽為有源電子標簽結構或無源電子標簽結構。進一步地，有源電子標簽內部包括MCU處理器、電源模塊、射頻通訊模塊和天線模塊，其中MCU處理器通過電源模塊獲得能量，被動向土壤信息傳感系統以有線或無線方式發出控制信號，從而對土壤信息傳感系統的數據信息進行采集，隨后MCU處理器控制射頻通訊模塊驅動天線模塊來完成信號的通信，所述數據信息通過無線信號的方式發送至無人機裝置。進一步地，帶有讀寫器的無人機駛過農田信息采集裝置，一方面讀寫器喚醒電子標簽，獲取傳感器數據，通過無線傳送給大型運營服務器裝置，另一方面無人機上的攝像機進行拍攝，并將圖像信息通過無線傳輸出去。進一步地，無人機裝置包括無人機穩定飛行控制系統和讀寫器。進一步地，無人機穩定飛行控制系統包括陀螺儀傳感器、加速度計傳感器、電子羅盤傳感器構成的機載傳感器裝置，以及攝像機、機載飛行系統、機載定位系統和微控制系統，其中機載飛行系統包括4個螺旋槳、遙控、機調速器、無刷電機裝置，機載定位系統包括GPS、里程儀、藍牙裝置；微控制系統對機載傳感器裝置進行高速A/D采樣后，通過卡爾曼濾波器對傳感器數據進行補償和信息融合，得到準確的姿態角度信號，此角度信號再通過PID控制器運算，輸出給電子調速轉成PWM信號，進而對機載飛行系統中電機進行控制。進一步地，讀寫器內部包含MCU單元與射頻模塊，讀寫器直接和大型運營服務器裝置相連接。本專利技術的無人機農田信息采集系統采集信息迅速，準確，效率高，成本低，可以為精準農業的實現提供可靠依據和調控手段。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，構成本申請的一部分，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中：圖1為本專利技術的無人機農田信息采集系統的結構組成示意圖；圖2為本專利技術的農田信息采集裝置的結構組成示意圖；圖3為本專利技術的電子標簽工作狀態示意圖；圖4為本專利技術的無人機裝置的結構組成示意圖；圖5為本專利技術的無人機裝置的算法示意圖。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例的附圖，對本專利技術實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本專利技術的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于所描述的本專利技術的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。如圖1所示，本專利技術的無人機農田信息采集系統，主要包括分布于農田多個地點的農田信息采集裝置、無人機裝置和大型運營服務器裝置，其中農田信息采集裝置將所采集的土壤養分、水分、微量元素濃度等信息通過無線數據傳輸方式傳送至無人機裝置，無人機裝置對各農田信息采集裝置傳送的信息進行接收并存儲，然后發送至大型運營服務器裝置，大型運營服務器裝置對農田信息采集裝置采集的信息進行分析和整理，并作出調控。其中，如圖2所示，農田信息采集裝置包括電子標簽，電子標簽與其周圍分布的土壤養分傳感器、土壤水分傳感器、微量元素濃度傳感器等構成的土壤信息傳感系統以有線或無線方式進行連接。電子標簽可以采用有源電子標簽結構，也可以采用無源電子標簽結構，有源電子標簽由電池供電，傳輸距離遠，有益于室外遠距離進行，無源電子標簽需要進行耦合獲取能量，信號強度弱。如圖2所示，當電子標簽采用例如有源電子標簽時，電子標簽內部包括MCU處理器、電源模塊、射頻通訊模塊和天線模塊，其中MCU處理器通過電源模塊獲得能量，被動向土壤養分傳感器、土壤水分傳感器、微量元素濃度傳感器等構成的土壤信息傳感系統以有線或無線方式發出控制信號，從而對土壤信息傳感系統的數據信息進行采集，隨后MCU處理器控制射頻通訊模塊驅動天線模塊來完成信號的通信，所述數據信息通過無線信號的方式發送至無人機裝置。有源電子標簽在該工作機制中定義了四種工作狀態：數據傳輸態、通道查詢態、休眠態、半休眠態。數據傳輸態：建立了與無人機裝置中讀寫器的有效連接，實現數據傳輸。通信查詢態：指在標簽被某事喚醒后，查詢信道上是否有有效的讀寫器信號。深度睡眠態：是指除定時器外，標簽的所有部件都停止工作以降低功耗的狀態。半休眠態：當標簽與讀寫器正在進行通信時，在信道上與其他標簽發來的信號發生碰撞，數據在信道上面發生沖突，標簽這時會自動處于休眠狀態，但是其定時器仍在工作，信道上標簽也重復查詢是否沖突，所以定義為半休眠狀態。四種狀態的工作原理如圖3所示，大多數情況下，為降低功耗、減少輻射，標簽處在半休眠態。此時，標簽所有的功能模塊除核心部分(MCU)都處于停止工作的狀態。當定時器的計數達到本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無人機農田信息采集系統，其特征在于：主要包括分布于農田多個地點的農田信息采集裝置、無人機裝置和大型運營服務器裝置，其中農田信息采集裝置將采集到的土壤信息通過無線數據傳輸方式傳送至無人機裝置，無人機裝置對各農田信息采集裝置傳送的信息進行接收并存儲，然后發送至大型運營服務器裝置，大型運營服務器裝置對農田信息采集裝置采集的信息進行分析和整理，并作出調控。

【技術特征摘要】
1.一種無人機農田信息采集系統，其特征在于：主要包括分布于農田多個地點的農田信息采集裝置、無人機裝置和大型運營服務器裝置，其中農田信息采集裝置將采集到的土壤信息通過無線數據傳輸方式傳送至無人機裝置，無人機裝置對各農田信息采集裝置傳送的信息進行接收并存儲，然后發送至大型運營服務器裝置，大型運營服務器裝置對農田信息采集裝置采集的信息進行分析和整理，并作出調控。2.根據權利要求1所述的無人機農田信息采集系統，其特征在于：還包括計算機終端，大型運營服務器將所述信息傳送至計算機終端，計算機終端對信息進行分析處理，并作出調控。3.根據權利要求1或2所述的無人機農田信息采集系統，其特征在于：農田信息采集裝置包括電子標簽，電子標簽與其周圍分布的土壤信息傳感系統以有線或無線方式進行連接。4.根據權利要求3所述的無人機農田信息采集系統，其特征在于：電子標簽為有源電子標簽結構或無源電子標簽結構。5.根據權利要求4所述的無人機農田信息采集系統，其特征在于：有源電子標簽內部包括MCU處理器、電源模塊、射頻通訊模塊和天線模塊，其中MCU處理器通過電源模塊獲得能量，被動向土壤信息傳感系統以有線或無線方式發出控制信號，從而對土壤信息傳感系統的數據信息進行采集，隨后MCU處理器控制射頻通訊模塊驅動天...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳曙光，周小波，張建福，王家成，趙發勇，李克，袁泉，
申請(專利權)人：阜陽師范學院，
類型：發明
國別省市：安徽;34