CN104908938A - 一种用于水文站巡检的rfid四旋翼无人机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统。其包括十字架构的旋翼、ARM处理器、姿态调整系统、姿态测量系统、动作调整器、通信模块、有源RFID阅读器和蓄电池；所述ARM处理器分别与姿态调整系统、动作调整器、通信模块、有源RFID阅读器连接；所述姿态测量系统与姿态调整系统连接；所述姿态测量系统包括陀螺仪、加速度计和磁力计；所述动作调整器包括加速度计、电磁开关和微型电机；所述姿态调整系统能够对每个旋翼的转矩中心进行调整；所述有源RFID阅读器对待检测设备上的RFID标签的数据信息进行读取；所述通信模块与地面监控系统通信连接；与现有技术相比，本发明提高了效率，降低了人力成本和危险。

Description

一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统
技术领域
本发明属于自动化技术领域，具体来说，涉及到一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统。
背景技术
水文在大力加强节水、保护水质、实现水资源的可持续利用的前提下，如何提高现有水资源的管理水平就显得尤为重要。水文站是收集水信息的基本站点，是水文工作的基础。通过水文站持续地对我国江、河、湖、库的地表水、地下水的水量、水质等进行观测，实时收集水资源数据，对水资源开发、利用、管理，保护，实现水资源的合理调配，达到提高水资源的利用率和改善水生态的目标等方面具有十分重要的作用。同时，还可为防汛防潮指挥调度提供了及时、准确的决策依据。
水文信息的采集及水文站设备的正常运行关系着民生问题。长期以来，水文工作者都是靠手测、目测收集水文信息，检测水文设备，这直接影响到测报的精度和成果质量。此外，水文站点在地理位置上分布较广、位置较偏僻，且多设在危险的山坡与河道，这对水文工作者还存在一定的安全性问题。利用无线视监控系统采集数据、图像、声音、视频等基础信息，不但可提高精确度，还可以远距离操控，使水文工作者离远危险。国外使用直升机配合无线设备代替人工进行水文站的日常巡检工作己经比较流行，国内也开始探索。从国内外的使用经验反馈来看，人工驾驶直升机进行水文站检测有适应性差，安全性低，费用高昂等缺点。我国的低空领域是受国家管制的，民用航空有关问题如飞行路线，飞行时间等都必须经过民航部门的批准。
无人机系统结构简单、使用成本低，不但能完成有人驾驶飞机执行的任务，更适用于有人飞机不宜执行的任务，同时，由于具有成本低、损耗低、可重复使用、风险小等诸多优势，其应用领域越来越广。无人机遥感技术作为一项空间数据获取的重要手段，具有高时效、高分辨率等性能，是卫星遥感与载人机航空遥感的有力补充，与卫星遥感和载人机航空遥感相比，更加方便、快捷，响应能力快，其生存力强，对气候条件要求低，对地形适应性强，同时摆脱了重访周期的限制，能实现影像数据的实时传输，满足紧急条件下工作要求。目前，无人机用于水文站巡检，主要是基于光的检测。但光检测需要建立无人机与待检测设备的光接触，因此对无人机的距离仍有一定的要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统。
本发明所述的一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统，所述RFID四旋翼无人机系统包括十字架构的旋翼、ARM处理器、姿态调整系统、姿态测量系统、动作调整器、通信模块、有源RFID阅读器和蓄电池；所述ARM处理器分别与姿态调整系统、动作调整器、通信模块、有源RFID阅读器连接；所述姿态测量系统与姿态调整系统连接；所述姿态测量系统包括陀螺仪、加速度计和磁力计；所述动作调整器包括加速度计、电磁开关和微型电机；所述姿态调整系统能够依据姿态测量系统的测算数据，对每个旋翼的转矩中心进行调整；所述有源RFID阅读器对待检测设备上的RFID标签的数据信息进行读取；所述通信模块与地面监控系统通信连接；所述蓄电池为RFID四旋翼无人机系统提供能量。
本发明所述的一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统，所述RFID四旋翼无人机系统还包括电荷耦合器摄像机。
本发明所述的一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统，所述RFID四旋翼无人机系统还包括GIS系统和GPS系统。
本发明所述的一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统，所述有源RFID阅读器支持2.4G和5.8G频段。
本发明所述的一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统，所述有源RFID阅读器包括天线、耦合元件和芯片。
本发明所述的一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统，所述有源RFID阅读器和电荷耦合器摄像机均与ARM处理器存在数据传送。
本发明所述的一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统，所述天线为橡胶壳天线，该橡胶壳在制备成型时添加了占其质量1-3%的缬氨酸薯蓣皂苷元酯。
一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统的天线，所述天线为橡胶壳天线，该橡胶壳在制备成型时添加了占其质量1-3%的缬氨酸薯蓣皂苷元酯。
与现有技术相比，本发明所述的用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统安装了有源RFID的阅读器，可以在几十米之外的空中读取地面设备上RFID标签的数据信息，进行设备巡检，数据采集等工作。在地面控制设备后台飞行控制系统的作用下，RFID四旋翼无人机能够沿着河道、水库实现固定水文站上面的信息采集和设备巡检，既提高了效率，降低了人力成本，还可以适用于人力不方便到达的危险山坡和河道地段。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明所述的用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统，所述RFID四旋翼无人机系统包括十字架构的旋翼、ARM处理器、姿态调整系统、姿态测量系统、动作调整器、通信模块、有源RFID阅读器和蓄电池；所述ARM处理器分别与姿态调整系统、动作调整器、通信模块、有源RFID阅读器连接；所述姿态测量系统与姿态调整系统连接；所述姿态测量系统包括陀螺仪、加速度计和磁力计；所述动作调整器包括加速度计、电磁开关和微型电机；所述姿态调整系统能够依据姿态测量系统的测算数据，对每个旋翼的转矩中心进行调整；所述有源RFID阅读器对待检测设备上的RFID标签的数据信息进行读取；所述通信模块与地面监控系统通信连接；所述蓄电池为RFID四旋翼无人机系统提供能量；所述RFID四旋翼无人机系统还包括电荷耦合器摄像机；所述RFID四旋翼无人机系统还包括GIS系统和GPS系统；所述有源RFID阅读器支持2.4G和5.8G频段；所述有源RFID阅读器包括天线、耦合元件和芯片；所述天线为橡胶壳天线；所述有源RFID阅读器和电荷耦合器摄像机均与ARM处理器存在数据传送。
实施例2
一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统，所述RFID四旋翼无人机系统包括十字架构的旋翼、ARM处理器、姿态调整系统、姿态测量系统、动作调整器、通信模块、有源RFID阅读器和蓄电池；所述ARM处理器分别与姿态调整系统、动作调整器、通信模块、有源RFID阅读器连接；所述姿态测量系统与姿态调整系统连接；所述姿态测量系统包括陀螺仪、加速度计和磁力计；所述动作调整器包括加速度计、电磁开关和微型电机；所述姿态调整系统能够依据姿态测量系统的测算数据，对每个旋翼的转矩中心进行调整；所述有源RFID阅读器对待检测设备上的RFID标签的数据信息进行读取；所述通信模块与地面监控系统通信连接；所述蓄电池为RFID四旋翼无人机系统提供能量；所述RFID四旋翼无人机系统还包括电荷耦合器摄像机；所述RFID四旋翼无人机系统还包括GIS系统和GPS系统；所述有源RFID阅读器支持2.4G和5.8G频段；所述有源RFID阅读器包括天线、耦合元件和芯片；所述有源RFID阅读器和电荷耦合器摄像机均与ARM处理器存在数据传送；所述天线为橡胶壳天线，该橡胶壳在制备成型时添加了占其质量2%的缬氨酸薯蓣皂苷元酯。在天线的橡胶壳里添加缬氨酸薯蓣皂苷元酯后，能大大增加其防水和防老化性能，与总质量相同的纯橡胶相比，能使外壳薄至原来71%，使用寿命延长20%。
与现有技术相比，本发明所述的RFID四旋翼无人机系统安装了有源RFID的阅读器，可以在几十米之外的空中读取地面或者空中设备上RFID标签的数据信息，进行设备巡检，数据采集等工作。由于旋翼无人机系统在地面控制设备，后台飞行控制系统的作用下，能够自动访问多个甚至几百个远方的地面或者空中设备来进行巡检，特别能够应用于电力线巡检，人力不方便的场合。

Claims (8)

1.一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统，其特征在于，所述RFID四旋翼无人机系统包括十字架构的旋翼、ARM处理器、姿态调整系统、姿态测量系统、动作调整器、通信模块、有源RFID阅读器和蓄电池；所述ARM处理器分别与姿态调整系统、动作调整器、通信模块、有源RFID阅读器连接；所述姿态测量系统与姿态调整系统连接；所述姿态测量系统包括陀螺仪、加速度计和磁力计；所述动作调整器包括加速度计、电磁开关和微型电机；所述姿态调整系统能够依据姿态测量系统的测算数据，对每个旋翼的转矩中心进行调整；所述有源RFID阅读器对待检测设备上的RFID标签的数据信息进行读取；所述通信模块与地面监控系统通信连接；所述蓄电池为RFID四旋翼无人机系统提供能量。
2.根据权利要求1所述的一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统，其特征在于，所述RFID四旋翼无人机系统还包括电荷耦合器摄像机。
3.根据权利要求1所述的一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统，其特征在于，所述RFID四旋翼无人机系统还包括GIS系统和GPS系统。
4.根据权利要求1所述的一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统，其特征在于，所述有源RFID阅读器支持2.4G和5.8G频段。
5.根据权利要求1所述的一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统，其特征在于，所述有源RFID阅读器包括天线、耦合元件和芯片。
6.根据权利要求1所述的一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统，其特征在于，所述有源RFID阅读器和电荷耦合器摄像机均与ARM处理器存在数据传送。
7.根据权利要求1所述的一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统，其特征在于，所述天线为橡胶壳天线，该橡胶壳在制备成型时添加了占其质量1-3%的缬氨酸薯蓣皂苷元酯。
8.一种用于水文站巡检的RFID四旋翼无人机系统的天线，其特征在于，所述天线为橡胶壳天线，该橡胶壳在制备成型时添加了占其质量1-3%的缬氨酸薯蓣皂苷元酯。
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