CN106989783A - 一种基于土壤信息监测分析的无人机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于土壤信息监测分析的无人机系统，涉及无人机技术领域，包括巡检无人机和地面站，所述巡检无人机包括设置于无人机机体内的飞控系统，飞控系统连接有无线传输模块一、图像采集模块、土壤参数采集模块和导航模块，所述图像采集模块用于采集无人机拍摄到的土壤表面图像信息并进行存储，所述导航模块用于为飞控系统提供导航路线数据，所述地面站包括地面数据处理中心，所述地面数据处理中心连接有问题分析记录模块和无线传输模块二，所述无线传输模块二与无线传输模块一无线连接，本系统集成多种检测功能，提高了土壤检测的效率和准确性，有利于对土壤性质参数远程实时全面的监测，检测方便，智能化和自动化水平较高。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种基于土壤信息监测分析的无人机系统。
背景技术
土壤性质检测对指导农作物生长和公路建设等具有至关重要的作用，目前对土壤的检测大部分都是对采样点进行采样，然后采用专业的检测仪器进行检测，或者依靠检测人员随身携带各种专业的检测仪器实地调查检测，检测极其不方便，效率低，同时对一些高原、高海拔或者地形较复杂的地区，人工检测难度大，有一定的局限。
中国专利申请号为CN 201510185006.5公开了一种基于机载土壤水分传感器的无人机旱情检测方法。采用主要由无人机及其配套的遥控器与上位机组成的监测装置，上位机与无人机之间通过无线传输模块连接，无人机上装载有土壤水分传感器；将监测旱情区域划分成多个子区域，设置多个土壤水分含量采样点；通过无人机对土壤水分含量采样点进行依次采样；采集时在上空悬停后，用遥控器操控无人机降落至地面，通过土壤水分传感器测量土壤水分含量和土壤温度，传送至上位机进行数据处理，并结合电子地图进行标记完成检测。该发明采用无人机通过土壤水分传感器进行旱情检测，能进行准确的判断，进一步可代替卫星进行实时监测。但是该种检测方法采集的数据单一，仅仅包括水分和温度数据，且不具有对数据进行分析处理的模块，智能化程度低。
中国专利申请号为CN 201620205822.8公开了一种无人机农田土壤信息监测系统，该系统包括：信息采集节点，采集土壤信息，并对采集的数据进行处理后发送至无人机中继节点；无人机中继节点，接收所述信息采集节点的数据，并将其转发至地面监测中心；地面监测中心接收所述无人机中继节点转发的数据，并对接收到的数据进行实时显示、查询和存储，并将其传送至远程监控平台；远程监控平台，接收所述地面监测中心传送的数据，并对接收的数据进行远程监控。该系统可实现对农田土壤多参数的实时、准确和远程监测。但是该系统的检测数据仍然较少，且不具有土壤污染等级的分析和辨别功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于土壤信息监测分析的无人机系统，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
一种基于土壤信息监测分析的无人机系统，包括
巡检无人机：包括设置于无人机机体内的飞控系统，飞控系统连接有无线传输模块一、图像采集模块、土壤参数采集模块和导航模块，所述图像采集模块用于采集无人机拍摄到的土壤表面图像信息并进行存储，所述导航模块用于为飞控系统提供导航路线数据，所述土壤参数采集模块安装于无人机机体的底部并与飞控系统连接，土壤参数采集模块包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤盐度传感器和土壤pH传感器；
地面站：包括地面数据处理中心，所述地面数据处理中心连接有问题分析记录模块和无线传输模块二，所述无线传输模块二与无线传输模块一无线连接。
优选的，所述问题分析记录模块内嵌有分析模块以及存储有土壤污染等级数据的数据库，所述分析模块与所述土壤污染等级数据库连接，用于对收集到的图像信息进行分析处理，辨别出其土壤污染等级并存档。
优选的，所述问题分析记录模块还连接有图像归档系统，所述图像归档系统通过其内置的微处理器对巡检过程拍摄的图像信息进行自行归类和命名。
优选的，所述分析模块还连接有报告生成模块，生成土壤检测结果报告。
优选的，所述土壤污染等级包括优质、良好、正常、较差、严重共五个等级，每个等级的评级所依据的参数指标有土壤温度、湿度、盐度、pH值、颜色以及土壤表面杂质含量。
优选的，所述地面数据处理中心还连接有显示屏，所述显示屏上用于实时展示无人机巡检图像信息。
优选的，所述无线传输模块一和无线传输模块二均采用4G传输模块。
本发明的优点在于：本发明提供的一种基于土壤信息监测分析的无人机系统集成了多种检测功能，提高了土壤检测的效率和准确性，有利于对土壤性质参数远程实时全面的监测，检测方便，且可通过问题分析记录模块对收集到的信息进行分析处理，然后辨别出土壤污染等级，整个过程均通过该系统实现，基本上无需人工干预，智能化和自动化水平较高。
附图说明
图1为本发明中基于土壤信息监测分析的无人机系统的原理框图。
图2为本发明中智能巡检无人机的原理框图。
图3为本发明中地面站的原理框图。
图4为本发明中问题分析记录模块的原理框图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，一种基于土壤信息监测分析的无人机系统，包括
巡检无人机：包括设置于无人机机体内的飞控系统，飞控系统连接有无线传输模块一、图像采集模块、土壤参数采集模块和导航模块，所述图像采集模块用于采集无人机拍摄到的土壤表面图像信息并进行存储，所述导航模块用于为飞控系统提供导航路线数据，所述土壤参数采集模块安装于无人机机体的底部并与飞控系统连接，土壤参数采集模块包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤盐度传感器和土壤pH传感器；
地面站：包括地面数据处理中心，所述地面数据处理中心连接有问题分析记录模块和无线传输模块二，所述无线传输模块二与无线传输模块一无线连接。
在本实施例中，所述问题分析记录模块内嵌有分析模块以及存储有土壤污染等级数据的数据库，所述分析模块与所述土壤污染等级数据库连接，用于对收集到的图像信息进行分析处理，辨别出其土壤污染等级并存档。
在本实施例中，所述问题分析记录模块还连接有图像归档系统，所述图像归档系统通过其内置的微处理器对巡检过程拍摄的图像信息进行自行归类和命名。
在本实施例中，所述分析模块还连接有报告生成模块，生成土壤检测结果报告。
在本实施例中，所述土壤污染等级包括优质、良好、正常、较差、严重共五个等级，每个等级的评级所依据的参数指标有土壤温度、土壤湿度、盐度、pH值、土壤颜色以及土壤表面杂质含量。
在本实施例中，所述地面数据处理中心还连接有显示屏，所述显示屏上用于实时展示无人机巡检图像信息。
此外，所述无线传输模块一和无线传输模块二均采用4G传输模块。
本发明的工作过程及原理：
(1)地面站的工作人员控制巡检无人机进入目标区域，找到合适的取样点后，控制无人机下落，并通过土壤参数采集模块将各个传感器插入到土壤内进行数据采集，采集的同时无人机上的图像采集模块进行拍照摄像，并将数据存储起来；
(2)图像采集模块采集到的图像信息无线传输至地面站的地面数据处理中心，土壤参数采集模块采集到的土壤参数信息先进行数据转码，再无线传输至地面站的地面数据处理中心，此时的问题分析记录模块开始工作并对这些数据进行加工，最后将数据进行汇总并与数据库内的数据进行比对，每种土壤污染等级所依据的参数指标都有一个范围，当其中任意四种参数在该范围内时，其污染等级即能确定。如当土壤温度、湿度、盐度、pH值的参数属于正常范围内时，其污染等级即为正常；
(3)检测结果得出后，工作人员可根据需要打印出检测结果报告，此外，所述图像归档系统通过其内置的微处理器对巡检过程拍摄的图像信息进行自行归类和命名，用于前期污染等级判断及后期工作人员进行查阅。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (7)
1.一种基于土壤信息监测分析的无人机系统，其特征在于，包括
巡检无人机：包括设置于无人机机体内的飞控系统，飞控系统连接有无线传输模块一、图像采集模块、土壤参数采集模块和导航模块，所述图像采集模块用于采集无人机拍摄到的土壤表面图像信息并进行存储，所述导航模块用于为飞控系统提供导航路线数据，所述土壤参数采集模块安装于无人机机体的底部并与飞控系统连接，土壤参数采集模块包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤盐度传感器和土壤pH传感器；
地面站：包括地面数据处理中心，所述地面数据处理中心连接有问题分析记录模块和无线传输模块二，所述无线传输模块二与无线传输模块一无线连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于土壤信息监测分析的无人机系统，其特征在于：所述问题分析记录模块内嵌有分析模块以及存储有土壤污染等级数据的数据库，所述分析模块与所述土壤污染等级数据库连接，用于对收集到的图像信息进行分析处理，辨别出其土壤污染等级并存档。
3.根据权利要求2所述的一种基于土壤信息监测分析的无人机系统，其特征在于：所述问题分析记录模块还连接有图像归档系统，所述图像归档系统通过其内置的微处理器对巡检过程拍摄的图像信息进行自行归类和命名。
4.根据权利要求3所述的一种基于土壤信息监测分析的无人机系统，其特征在于：所述分析模块还连接有报告生成模块，生成土壤检测结果报告。
5.根据权利要求2所述的一种基于土壤信息监测分析的无人机系统，其特征在于：所述土壤污染等级包括优质、良好、正常、较差、严重共五个等级，每个等级的评级所依据的参数指标有土壤温度、湿度、盐度、pH值、颜色以及土壤表面杂质含量。
6.根据权利要求1所述的一种基于土壤信息监测分析的无人机系统，其特征在于：所述地面数据处理中心还连接有显示屏，所述显示屏上用于实时展示无人机巡检图像信息。
7.根据权利要求1所述的一种基于土壤信息监测分析的无人机系统，其特征在于：所述无线传输模块一和无线传输模块二均采用4G传输模块。
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