專利名稱：基于可移動無人機的農業環境監測系統的制作方法
基于可移動無人機的農業環境監測系統技術領域
本發明屬于無線控制和傳感技術領域，具體涉及一種基于可移動無人機的農業環境監測系統。
背景技術：
傳統的農業作物的生長監測、什么時候進行灌溉等，都是靠農民的經驗進行的，效率低而且精確性不高，尤其在農業區域比較大的地方，完全靠人工進行工作量很大。目前環境的氣象信息主要來自氣象衛星和地面氣象站。氣象衛星采集的是大范圍內氣象信息，分辨率大，一天內對同一范圍內氣象信息采樣的次數少，采樣的信息量不夠多，不能精確反映局部特定農業生長環境的信息。地面氣象站一般是固定的而且分布的密度也不高，反映的是氣象站周邊區域范圍內的氣象信息，也不能對比較敏感或感興趣區域環境信息的實時監測。同時氣象衛星和地面氣象站的造價都比較昂貴。不能滿足對大面積農業區域內作物的環境(包括溫度場和濕度場等)進行實時監測的需要。
針對以上這些情況，提出一種基于可移動無人機的農業環境監測系統，能夠對大面積農業區域內作物的溫度場和濕度場進行實時監測，并將監測信息及時反饋給控制端， 控制端將不同區域作物溫濕度信息結合GIS地圖形式進行顯示，以實現對作物的合理灌溉，而且系統結構相對簡單，成本低，實用性高。發明內容
本發明的目的在于提供一種實用性好、結構簡單、成本低的農業環境監測系統。
本發明提供的農業環境監測系統，是基于可移動無人機的，由控制端和飛行端(即無人機)組成，其中控制端由GPRS模塊、控制中心和顯示中心依次連接組成，負責對飛行端進行控制，并對飛行端的反饋信息進行處理和顯示；飛行端由微處理單元分別和溫度傳感器、濕度傳感器、CO2傳感器、光照傳感器、障礙物傳感器、GPS模塊、GPRS模塊、電源轉換電路連接組成。控制端和飛行端通過其中的GPRS進行通信，實現信息和控制信號的傳送。其中飛行端分別通過溫度傳感器和濕度傳感器實時采集農作物生長區域的溫度、濕度信息；通過CO2傳感器、光照傳感器實時采集CO2濃度、光照強度信息；同時在飛行過程中根據障礙物傳感器捕獲的信息對障礙物進行避讓，通過GPS模塊實時定位無人機的位置；并將采集到信息數據通過GPRS實時反饋到控制端進行顯示。
控制端由控制中心通過GPRS控制飛行端的飛行高度、飛行路徑等，從而實現對大面積范圍內農作物生長環境的主要參數進行監測；同時通過GPRS模塊接收飛行端采集到的信息數據(包括溫度、濕度信息，CO2濃度、光照強度信息等)，結合GIS地圖的形式由顯示中心進行顯示；監測人員根據作物區域的溫度場和濕度場等信息，分析作物生長狀況，從而提出對作物進行合理灌溉的措施。
與目前農業監測方法相比，此可移動監測系統具有更高的效率和靈活性，更強的實用性，同時提高監測系統的準確性，為農業生產提供了很大方便。
本發明的主要特點I提出基于可移動無人機的農業環境監測系統。
②實現對特定區域的作物生長環境進行實時監測。
③將無人機的位置和實時氣象信息以GIS形式進行顯示。
圖1、基于可移動無人機的農業環境監測系統示意圖，1 - 6構成飛行端，7 — 9構成控制端。
圖中標號1為微處理單元，2為溫度、濕度傳感器，3為CO2、光照傳感器，4為障礙物傳感器，5為GPS模塊，6為飛行端GPRS模塊；7為控制端GPRS模塊，8為控制中心，9為顯示中心。
具體實施方式
下面結合圖介紹
具體實施例方式基于可移動無人機的智能農業監測系統由控制端和飛行段兩部分組成。控制端與飛行端通過GPRS相互通信。系統的結構框圖如圖1所示。
控制端
具體實施例方式(1)通過GPRS實現對飛行端的控制，即實現對其飛行方向和飛行位置的實時控制；(2)將每次采集的溫度、濕度和CO2、光照等數據和相應的GPS位置結合起來，以GIS地圖的形式進行顯示，并以不同顏色表示作物區域內溫度場和濕度場等信息，使其高分辨率氣象信息一目了然，監測人員通過分析溫度場和濕度場等信息以對農作物進行合理灌溉。
飛行端
具體實施例方式(1)飛行中將障礙物傳感器數據和GPS實時位置信息通過GPRS發送給控制端，以得到其飛行方向和合適的飛行高度的控制信號。
(2)飛行端將指定區域的溫度、濕度傳感器，CO2和光照傳感器采集的數據和GPS位置信息實時反饋給控制端。
(3)飛行端可根據需要對某一區域進行多次采集，以提高采集信息的精確性。
(4)同時對無人機電源的續航時間進行及時反饋，以對飛行距離進行合理安排。
本系統通過實現以上功能，大大提高對作物生長環境監測的準確性和實時性，提高農業生產的便捷性和高效性，同時也提高了系統飛行的安全性。
權利要求
1. 一種基于可移動無人機的農業環境監測系統，其特征在于由控制端和飛行端組成， 其中，控制端由GPRS模塊、控制中心和顯示中心依次連接組成，負責對飛行端進行控制，并對飛行端的反饋信息進行處理和顯示；飛行端由微處理單元分別和溫度傳感器、濕度傳感器、CO2傳感器、光照傳感器、障礙物傳感器、GPS模塊、GPRS模塊、電源轉換電路連接組成； 控制端和飛行端通過其中的GPRS進行通信，實現信息和控制信號的傳送；其中所述飛行端分別通過溫度傳感器和濕度傳感器實時采集農作物生長區域的溫度、濕度信息；通過CO2傳感器、光照傳感器實時采集CO2濃度、光照強度信息；同時在飛行過程中根據障礙物傳感器捕獲的信息對障礙物進行避讓，通過GPS模塊實時定位飛行端的位置；并將采集到信息數據通過GPRS實時反饋到控制端進行顯示；所述控制端由控制中心通過GPRS控制飛行端的飛行高度、飛行路徑，從而對大面積范圍內農作物生長環境進行監測；同時通過GPRS模塊接收飛行端采集到的信息數據包括溫度、濕度、CO2濃度、光照強度信息，結合GIS地圖的形式由顯示中心進行顯示；監測人員根據作物區域的溫度場和濕度場等信息，分析作物生長狀況，從而提出對作物進行合理灌溉的措施。
全文摘要
本發明屬于無線控制和傳感技術領域，具體為一種基于可移動無人機的農業環境監測系統。系統分為控制端和飛行端兩部分。控制端包括GRPS、控制中心和顯示中心；飛行端包括溫度、濕度、CO2、光照等農作物生長的氣象參數傳感器，以及障礙物傳感器、GPS模塊、GPRS、微處理器等外圍電路。控制端和飛行端通過GPRS進行遠距離通信，從而實現對飛行端飛行和采集的控制，并將飛行端采集的農業作物環境信息以GIS地圖的形式進行顯示，實現對農業作物環境的實時智能監測。本發明可為農業生產的自動化和智能化提供高分辨率的氣象和環境信息，以提供決策依據。
文檔編號G01W1/02GK102508319SQ20111030442
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月10日 優先權日2011年10月10日
發明者張群, 賈思強, 陸起涌, 高翔 申請人:復旦大學無錫研究院