[发明专利]基于可移动无人机的农业环境监测系统

说明书

技术领域

本发明属于无线控制和传感技术领域，具体涉及一种基于可移动无人机的农业环境监测系统。

背景技术

传统的农业作物的生长监测、什么时候进行灌溉等，都是靠农民的经验进行的，效率低而且精确性不高，尤其在农业区域比较大的地方，完全靠人工进行工作量很大。目前环境的气象信息主要来自气象卫星和地面气象站。气象卫星采集的是大范围内气象信息，分辨率大，一天内对同一范围内气象信息采样的次数少，采样的信息量不够多，不能精确反映局部特定农业生长环境的信息。地面气象站一般是固定的而且分布的密度也不高，反映的是气象站周边区域范围内的气象信息，也不能对比较敏感或感兴趣区域环境信息的实时监测。同时气象卫星和地面气象站的造价都比较昂贵。不能满足对大面积农业区域内作物的环境（包括温度场和湿度场等）进行实时监测的需要。

针对以上这些情况，提出一种基于可移动无人机的农业环境监测系统，能够对大面积农业区域内作物的温度场和湿度场进行实时监测，并将监测信息及时反馈给控制端，控制端将不同区域作物温湿度信息结合GIS地图形式进行显示，以实现对作物的合理灌溉，而且系统结构相对简单，成本低，实用性高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实用性好、结构简单、成本低的农业环境监测系统。

本发明提供的农业环境监测系统，是基于可移动无人机的，由控制端和飞行端（即无人机）组成，其中控制端由GPRS模块、控制中心和显示中心依次连接组成，负责对飞行端进行控制，并对飞行端的反馈信息进行处理和显示；飞行端由微处理单元分别和温度传感器、湿度传感器、CO₂传感器、光照传感器、障碍物传感器、GPS模块、GPRS模块、电源转换电路连接组成。控制端和飞行端通过其中的GPRS进行通信，实现信息和控制信号的传送。其中： 

飞行端分别通过温度传感器和湿度传感器实时采集农作物生长区域的温度、湿度信息；通过CO₂传感器、光照传感器实时采集CO₂浓度、光照强度信息；同时在飞行过程中根据障碍物传感器捕获的信息对障碍物进行避让，通过GPS模块实时定位无人机的位置；并将采集到信息数据通过GPRS实时反馈到控制端进行显示。

控制端由控制中心通过GPRS控制飞行端的飞行高度、飞行路径等，从而实现对大面积范围内农作物生长环境的主要参数进行监测；同时通过GPRS模块接收飞行端采集到的信息数据（包括温度、湿度信息，CO₂浓度、光照强度信息等），结合GIS地图的形式由显示中心进行显示；监测人员根据作物区域的温度场和湿度场等信息，分析作物生长状况，从而提出对作物进行合理灌溉的措施。

与目前农业监测方法相比，此可移动监测系统具有更高的效率和灵活性，更强的实用性，同时提高监测系统的准确性，为农业生产提供了很大方便。

本发明的主要特点： 

提出基于可移动无人机的农业环境监测系统。

实现对特定区域的作物生长环境进行实时监测。 

将无人机的位置和实时气象信息以GIS形式进行显示。

附图说明

图1、基于可移动无人机的农业环境监测系统示意图，1－6构成飞行端，7－9构成控制端。

图中标号：1为微处理单元，2为温度、湿度传感器，3为CO₂、光照传感器，4为障碍物传感器，5为GPS模块，6为飞行端GPRS模块；7为控制端GPRS模块，8为控制中心，9为显示中心。

具体实施方式

下面结合图介绍具体实施方式：

基于可移动无人机的智能农业监测系统由控制端和飞行段两部分组成。控制端与飞行端通过GPRS相互通信。系统的结构框图如图1所示。

控制端具体实施方式：

（1）通过GPRS实现对飞行端的控制，即实现对其飞行方向和飞行位置的实时控制；

（2）将每次采集的温度、湿度和CO₂、光照等数据和相应的GPS位置结合起来，以GIS地图的形式进行显示，并以不同颜色表示作物区域内温度场和湿度场等信息，使其高分辨率气象信息一目了然，监测人员通过分析温度场和湿度场等信息以对农作物进行合理灌溉。

飞行端具体实施方式：

（1）飞行中将障碍物传感器数据和GPS实时位置信息通过GPRS发送给控制端，以得到其飞行方向和合适的飞行高度的控制信号。 

（2）飞行端将指定区域的温度、湿度传感器，CO₂和光照传感器采集的数据和GPS位置信息实时反馈给控制端。