CN205750544U - 一种采用手机遥控地面站的植保无人机系统 - Google Patents

Abstract

一种采用手机遥控地面站的植保无人机系统，其包括遥控部分、导航部分、遥控部分、药物喷洒部分、飞行控制部分以及主控计算机，遥控部分包括机载无线收发装置、地面站和手机；地面站包括控制功能切换装置、地面站无线收发装置、显示器、蓝牙收发模块以及遥控装置，地面站无线收发装置与机载无线收发装置进行数据交换，将地面站的控制信号发送给主控计算机，控制信号包括遥控装置生成的手动飞行姿态控制信号、蓝牙收发模块接收到的手机飞行姿态控制信号。

Description

一种采用手机遥控地面站的植保无人机系统

技术领域

本实用新型涉及一种无人机，尤其是一种采用手机遥控地面站的植保无人机系统。

背景技术

目前的无人机导航与控制主要沿用了军用无人机的设计技术，无人机质量和成本相对较高，无人机用于农业要求具有多用途、实时数据传输、导航准确可靠等特点，并具有低成本、体积小、质量轻等特点。现有无人机技术难以满足农业喷洒的需求。并且目前对于农业喷洒大多使用的是地面设备的风送式喷洒，指向性差、喷洒均匀度不好，药物浪费较大。并且，遥控方式只能依赖地面站，操作不灵活。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种采用手机遥控地面站的植保无人机系统，操作灵活，用户可以使用自己的手机遥控无人机，采用多种控制方式，并且能够提供有效的药物喷洒。

本实用新型的技术方案为：一种采用手机遥控地面站的植保无人机系统，其包括遥控部分、导航部分、遥控部分、药物喷洒部分、飞行控制部分以及主控计算机，导航部分、药物喷洒部分、飞行控制部分均与主控计算机连接，其特征在于：

遥控部分包括机载无线收发装置、地面站和手机；

地面站包括控制功能切换装置、地面站无线收发装置、显示器、蓝牙收发模块以及遥控装置，

地面站无线收发装置与机载无线收发装置进行数据交换，将地面站的控制信号发送给主控计算机，控制信号包括遥控装置生成的手动飞行姿态控制信号、蓝牙收发模块接收到的手机飞行姿态控制信号，通过控制功能切换装置选择手动飞行姿态控制信号、手机飞行姿态控制信号中的一个作为控制信号发送给无人机，显示器显示无人机飞行状态和飞行路径，手机通过蓝牙收发模块与地面站建立通讯连接，获取地面站接收到的无人机飞行状态信号，并发出手机控制信号，控制无人机进行飞行；机载无线收发装置具有蓝牙收发器，其能够与手机蓝牙模块建立连接，从而使手机直接控制无人机；

导航部分包括多普勒雷达、磁航向仪、三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压高度计、数据采集电路、GPS接收机；

药物喷洒部分包括喷洒装置、信号输入电路、药量检测模块、喷头压力传感器；

飞行控制部分包括旋翼、电机、电子调速器、PWM驱动器。

本实用新型的有益效果：操作灵活，实现了多种控制，用户可以通过安装相应的软件控制无人机，并且植保无人机速度快，效率高，质量好，尤其是在地面无法到达或无法进行地面作业的区域，更加凸显了其优点；该专利极大的降低了喷洒成本，实现了精准均匀的喷洒，喷洒效率得到大幅提升。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型的实施例参考图1所示，一种采用手机遥控地面站的植保无人机系统，其包括遥控部分、导航部分、遥控部分、药物喷洒部分、飞行控制部分以及主控计算机，导航部分、药物喷洒部分、飞行控制部分均与主控计算机连接，其特征在于：

遥控部分包括机载无线收发装置、地面站和手机；

地面站包括控制功能切换装置、地面站无线收发装置、显示器、蓝牙收发模块以及遥控装置，

地面站无线收发装置与机载无线收发装置进行数据交换，将地面站的控制信号发送给主控计算机，控制信号包括遥控装置生成的手动飞行姿态控制信号、蓝牙收发模块接收到的手机飞行姿态控制信号，通过控制功能切换装置选择手动飞行姿态控制信号、手机飞行姿态控制信号中的一个作为控制信号发送给无人机，显示器显示无人机飞行状态和飞行路径，手机通过蓝牙收发模块与地面站建立通讯连接，获取地面站接收到的无人机飞行状态信号，并发出手机控制信号，控制无人机进行飞行；机载无线收发装置具有蓝牙收发器，其能够与手机蓝牙模块建立连接，从而使手机直接控制无人机；

导航部分包括多普勒雷达、磁航向仪、三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压高度计、数据采集电路、GPS接收机；

药物喷洒部分包括喷洒装置、信号输入电路、药量检测模块、喷头压力传感器；

飞行控制部分包括旋翼、电机、电子调速器、PWM驱动器。

进一步的说，遥控装置包括晶振电路、复位电路、看门狗电路、微处理器、显示器、串口扩展电路、操纵器以及数传电台，晶振电路向微处理器输出时钟信号，复位电路向微处理器输出复位信号，看门狗电路与微处理器连接，提供密码保护，数传电台接收来自无人机的姿态信号，数传电台通过RS485接口与扩展接口电路连接，从而将姿态信号传输至微处理器，操纵器为摇杆式操作装置，操纵器将用户的操作动作转换为动作信号通过RS485接口、扩展接口电路传输至微处理器，微处理器将得到的信号处理后显示在显示器上。

进一步的说，磁航向仪测量无人机的绝对方位并生成方位信号；多普勒雷达测量无人机的飞行速度并生成速度信号；三轴陀螺仪测量无人机的三轴角加速度并生成角加速度信号；三轴加速度计测量无人机的三轴线加速度生成线加速度信号；气压高度计测量无人机的绝对海拔高度并生成高度信号；GPS接收机获取GPS卫星定位信号；

磁航向仪、多普勒雷达、三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压高度计、GPS接收机测量得到的模拟信号通过数据采集电路转换为数字信号提供给主控计算机，计算得到无人机定位信号、无人机位置信号、无人机方位信号以及无人机速度信号，主控计算机接收以及来自地面站的控制信号，经过数据处理后，向PWM驱动器提供调制驱动信号并控制电子调速器，电子调速器与安装有旋翼的电机机械连接，从而控制旋翼的转速。

进一步的说，喷洒装置包括喷头、药箱、调压阀、开关阀，调压阀、开关阀安装在喷头和药箱之间的管路上；药量检测模块安装在药箱上，喷头压力传感器安装在喷头上。

进一步的说，药量检测模块将获取的喷洒装置的药液箱中的剩余药液信号通过信号输入电路发送给主控计算机，喷头压力传感器将获取的喷洒装置的喷头压力信号通过信号输入电路发送给主控计算机；主控计算机根据剩余药液信号以及喷头压力信号控制喷洒装置的喷洒启动/喷洒停止、喷药量和喷雾压力。

进一步的说，调压阀包括阀芯、调压阀阀体、调压电机，阀芯与调压阀阀体螺纹连接，调压电机与阀芯固定连接，调压电机带动阀芯旋转，进而对喷头的压力进行控制。

进一步的说，开关阀包括柱塞和开关阀阀体，开关电机安装在柱塞上，当喷头压力低于下限工作压力时关闭开关阀，从而切断喷药回路。

进一步的说，旋翼为四个、六个或者八个。

以上所述实施方式仅表达了本实用新型的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种采用手机遥控地面站的植保无人机系统，其包括遥控部分、导航部分、遥控部分、药物喷洒部分、飞行控制部分以及主控计算机，导航部分、药物喷洒部分、飞行控制部分均与主控计算机连接，其特征在于：

遥控部分包括机载无线收发装置、地面站和手机；

地面站包括控制功能切换装置、地面站无线收发装置、显示器、蓝牙收发模块以及遥控装置，

地面站无线收发装置与机载无线收发装置进行数据交换，将地面站的控制信号发送给主控计算机，控制信号包括遥控装置生成的手动飞行姿态控制信号、蓝牙收发模块接收到的手机飞行姿态控制信号，通过控制功能切换装置选择手动飞行姿态控制信号、手机飞行姿态控制信号中的一个作为控制信号发送给无人机，显示器显示无人机飞行状态和飞行路径，手机通过蓝牙收发模块与地面站建立通讯连接，获取地面站接收到的无人机飞行状态信号，并发出手机控制信号，控制无人机进行飞行；机载无线收发装置具有蓝牙收发器，其能够与手机蓝牙模块建立连接；

导航部分包括多普勒雷达、磁航向仪、三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压高度计、数据采集电路、GPS接收机；

药物喷洒部分包括喷洒装置、信号输入电路、药量检测模块、喷头压力传感器；

飞行控制部分包括旋翼、电机、电子调速器、PWM驱动器。

2.根据权利要求1所述的一种采用手机遥控地面站的植保无人机系统，其特征在于：遥控装置包括晶振电路、复位电路、看门狗电路、微处理器、显示器、串口扩展电路、操纵器以及数传电台，晶振电路向微处理器输出时钟信号，复位电路向微处理器输出复位信号，看门狗电路与微处理器连接，提供密码保护，数传电台接收来自无人机的姿态信号，数传电台通过RS485接口与扩展接口电路连接，从而将姿态信号传输至微处理器，操纵器为摇杆式操作装置，操纵器将用户的操作动作转换为动作信号通过RS485接口、扩展接口电路传输至微处理器，微处理器将得到的信号处理后显示在显示器上。

3.根据权利要求1所述的一种采用手机遥控地面站的植保无人机系统，其特征在于：磁航向仪测量无人机的绝对方位并生成方位信号；多普勒雷达测量无人机的飞行速度并生成速度信号；三轴陀螺仪测量无人机的三轴角加速度并生成角加速度信号；三轴加速度计测量无人机的三轴线加速度生成线加速度信号；气压高度计测量无人机的绝对海拔高度并生成高度信号；GPS接收机获取GPS卫星定位信号；

磁航向仪、多普勒雷达、三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压高度计、GPS接收机测量得到的模拟信号通过数据采集电路转换为数字信号提供给主控计算机，计算得到无人机定位信号、无人机位置信号、无人机方位信号以及无人机速度信号，主控计算机接收以及来自地面站的控制信号，经过数据处理后，向PWM驱动器提供调制驱动信号并控制电子调速器，电子调速器与安装有旋翼的电机机械连接，从而控制旋翼的转速。

4.根据权利要求1所述的一种采用手机遥控地面站的植保无人机系统，其特征在于：喷洒装置包括喷头、药箱、调压阀、开关阀，调压阀、开关阀安装在喷头和药箱之间的管路上；药量检测模块安装在药箱上，喷头压力传感器安装在喷头上。

5.根据权利要求4所述的一种采用手机遥控地面站的植保无人机系统，其特征在于：药量检测模块将获取的喷洒装置的药液箱中的剩余药液信号通过信号输入电路发送给主控计算机，喷头压力传感器将获取的喷洒装置的喷头压力信号通过信号输入电路发送给主控计算机；主控计算机根据剩余药液信号以及喷头压力信号控制喷洒装置的喷洒启动/喷洒停止、喷药量和喷雾压力。

6.根据权利要求5所述的一种采用手机遥控地面站的植保无人机系统，其特征在于：调压阀包括阀芯、调压阀阀体、调压电机，阀芯与调压阀阀体螺纹连接，调压电机与阀芯固定连接，调压电机带动阀芯旋转，进而对喷头的压力进行控制。

7.根据权利要求6所述的一种采用手机遥控地面站的植保无人机系统，其特征在于：开关阀包括柱塞和开关阀阀体，开关电机安装在柱塞上，当喷头压力低于下限工作压力时关闭开关阀，从而切断喷药回路。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种采用手机遥控地面站的植保无人机系统，其特征在于：旋翼为四个、六个或者八个。