CN211766294U - 基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于农业领域，其公开了一种基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统，包括服务器、多个固定在田间的杀虫模块；还包括多台具有药物喷洒功能的第一无人机、多台具有图像采集功能的第二无人机、固定有田间地头的固定摄像模块；所述第一无人机、第二无人机、固定摄像模块设置于大区域中的各个小区域中；所述杀虫模块、第一无人机、第二无人机、固定摄像模块分别和服务器通信连接。该系统布置于大范围区域的农业环境中，能够跟踪虫害流向，及时启动防虫手段，能够显著的抑制虫害扩大化、失控化。

Description

基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统

技术领域

本实用新型涉及农业领域，具体为一种基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统。

背景技术

由于草地贪夜蛾一晚可飞行100公里，母蛾子在产卵前可迁飞500公里，目前人工监测其迁飞、发生发展动态情况非常困难。如果没有准确监测，无法掌握防治最佳期，无法科学防治，无法快速有效防控国际农业和生物科学中心评为世界十大植物害虫之一的草地贪夜蛾。

草地贪夜蛾原生于美洲热带和亚热带地区，2016年以前只在西半球活动。2016年首次在非洲的尼日利亚被发现。因其繁衍能力强、迁飞扩散快，以及喜欢温暖湿润的气候环境，草地贪夜蛾迅速蔓延到整个撒哈拉以南的非洲，此后又扩散到也门、印度、缅甸等地。2019年1月草地贪夜蛾从缅甸迁飞至我国云南，并迅速蔓延到贵州、广西等20来个省份。2019年7月最北已出现在陕西汉中、河南、江苏北部地区。草地贪夜蛾可危害80多种农作物，如玉米、高粱、甘蔗、水稻等，可致玉米苗期受害减产20％至50％，严重的田块甚至绝收。低龄的草地贪夜蛾幼虫一般啃食玉米叶，形成窗户纸一样的薄膜，老熟幼虫则会把玉米叶啃穿，叶面形成大大小小的窟窿，甚至会直接钻到玉米果穗里啃食，白天它们都躲在新叶里面，晚上出来为害。到了傍晚以后，它就爬到叶片上咬食叶片。

草地贪夜蛾是2019年首次入侵我国的迁飞性害虫，仅半年时间，草地贪夜蛾已在19 个省份的1000多个县发现，涉及面积约500万亩，主要在南方地区，呈点片状发生，有向北扩展的态势。7月-8月是西南季风最强的季节，也是草地贪夜蛾随季风向北迁徙的关键季节，黄淮海地区玉米将进入生长旺季，防控形势依然严峻。高温少雨导致草地贪夜蛾生长发育加快、历期缩短；草地贪夜蛾繁殖力强，单雌产卵量大，种群数量可在短期内激增；草地贪夜蛾幼虫取食量较大，3龄以后即进入暴食期，为害严重；草地贪夜蛾寄主植物广泛，潜在经济损失巨大。如果不能有效控制其扩散和爆发，对我国玉米等作物的危害影响非常感大。2017年9月，国际农业和生物科学中心报道，仅在已被入侵的非洲12个玉米种植国家中，草地贪夜蛾为害可造成玉米年减产830万到2060万吨，经济损失高达 24.8亿到61.9亿美元。

所以，本方案所要解决的技术问题是：如何实现对于流动性强的病虫害进行及时控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统，该系统布置于大范围区域的农业环境中，能够跟踪虫害流向，及时启动防虫手段，能够显著的抑制虫害扩大化、失控化。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统，包括服务器、多个固定在田间的杀虫模块；还包括多台具有药物喷洒功能的第一无人机、多台具有图像采集功能的第二无人机、固定有田间地头的固定摄像模块；所述第一无人机、第二无人机、固定摄像模块设置于大区域中的各个小区域中；所述杀虫模块、第一无人机、第二无人机、固定摄像模块分别和服务器通信连接。

在上述的基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统中，所述固定摄像模块包括固定有任意一个小区域中的一根或若干根固定杆，所述固定杆上设有360°云台、连接在云台上的第一摄像机。

在上述的基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统中，所述第二无人机上搭载有第二摄像机、第一定位模块。

在上述的基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统中，所述第一无人机上搭载有农药喷洒模块、第二定位模块。

在上述的基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统中，所述杀虫模块分布在各小区域中，每个小区域分布一个或多个杀虫模块。

在上述的基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统中，所述杀虫模块包括固定有田间地头的立柱、设置在立柱上的杀虫灯，所述杀虫灯与外设电源或自备电源电连接。

在上述的基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统中，所述杀虫模块还包括自备电源、控制模块，所述杀虫灯、控制模块分别电连接至自备电源；所述杀虫灯包含多根诱虫灯管、布置于诱虫灯管外围的高压杀虫网，所述诱虫灯管、高压杀虫网与控制模块电连接；所述控制模块用于控制诱虫灯管的开启数量和高压杀虫网的工作启停；所述控制模块和服务器通信连接。

在上述的基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统中，所述自备电源为太阳能电池板、蓄电池，所述太阳能电池板、蓄电池均电连接至控制模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型可移动的监控、固定监控组合，通过固定杀虫模块、可移动的杀虫模块组合，基于物联网框架，可实现大区域的病虫害防治，抑制虫害扩大。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例1的杀虫模块的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例1的第一无人机的结构示意图；

图4为本实用新型的实施例1的第二无人机的结构示意图；

图5为本实用新型的实施例1的固定摄像模块的结构示意图；

图6为本实用新型的实施例1的控制框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1-6，一种基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统，包括服务器1、多个固定在田间的杀虫模块2；还包括多台具有药物喷洒功能的第一无人机3、多台具有图像采集功能的第二无人机4、固定有田间地头的固定摄像模块5；所述第一无人机3、第二无人机4、固定摄像模块5设置于大区域A中的各个小区域B中；所述杀虫模块2、第一无人机3、第二无人机4、固定摄像模块5分别和服务器1通信连接。

在应用过程中，将大区域A分为若干小区域B，一般来说，我们会要求将几十至几万平方公里的范围作为一个大区域A，然后在大区域A中根据农田分布情况划分若干小区域B。每个小区域B中都有独立的杀虫模块2、第一无人机3、第二无人机4、固定摄像模块 5。

第二无人机4和固定摄像模块5是相互配合的，固定摄像模块5基于其固定在田间地头的属性，其并不能完全覆盖小区域B，所以其需要和第二无人机4配合，才能检测本小区域B内是否有病虫害，但是固定摄像模块5有其优势在于：距离虫害近、可24小时不间断监控；其监测逻辑为：第二无人机4定期起航拍摄所属区域内的飞行的虫害，采集图像；固定摄像模块5持续检测所属小区域B内的图像。两者将图像按照一定的频率传送给服务器1。

服务器1根据图像会进行相应的分析，分析内容包括：病虫害密度、病虫害种类。病虫害种类一般提取图像中若干虫类个体图像和标准图像比对，得到结果。

根据分析结果，可以得知本区域的病虫害情况，决定第一无人机3和/或杀虫模块2是否工作。

作为逻辑控制的一个重要方面，本服务器1还会集中多个小区域B内的图像信息进行综合分析，同时，额外的，本系统还包括天气因素分析单元，比如风力采集模块，用于采集多个小区域B的风力。基于多个小区域B的图像和可选的天气因素等，可以分析病虫害的流动方向，为病虫害即将经过的小区域B进行预警，及时启用适当的防虫杀虫手段，如启用对应的第一无人机3、杀虫模块2。

需要说明的是，本实施例的控制逻辑并不是本方案的保护内容，不作为对于本方案的限制，本方案的控制逻辑简单可靠，任何本领域普通程序员均可写出适用代码，上述逻辑控制的描述仅仅作为对于辅助理解本系统的工作原理的辅助性描述。

优选地，所述固定摄像模块5包括固定有任意一个小区域B中的一根或若干根固定杆 51，所述固定杆51上设有360°云台52、连接在云台52上的第一摄像机53。固定杆51 的数量需要根据小区域B的面积来决定，小区域B的面积大，自然固定摄像模块5的数量应当多，后文的杀虫模块2的数量设置也是同样道理。

优选地，所述第二无人机4上搭载有第二摄像机41、第一定位模块42，所述第一无人机3上搭载有农药喷洒模块31、第二定位模块32。第一定位模块42、第二定位模块32 都用于无人机定位用，一般为GPS模块。

隐含的，市售绝大多数的无人机均搭载通信装置，无人机的图像、农药喷洒模块31的控制指令均有无人机内部搭载的和服务器1通信连接的通信装置进行通信连接。

优选地，所述杀虫模块2分布在各小区域B中，每个小区域B分布一个或多个杀虫模块2。

具体来说，所述杀虫模块2包括固定有田间地头的立柱21、设置在立柱21上的杀虫灯，所述杀虫灯与自备电源25电连接，所述杀虫模块2还包括自备电源25、控制模块22，所述杀虫灯、控制模块22分别电连接至自备电源25；所述杀虫灯包含多根诱虫灯管23、布置于诱虫灯管23外围的高压杀虫网24，所述诱虫灯管23、高压杀虫网24与控制模块 22电连接；所述控制模块22用于控制诱虫灯管23的开启数量和高压杀虫网24的工作启停；所述控制模块22和服务器1通信连接；所述自备电源25为太阳能电池板、蓄电池，所述太阳能电池板、蓄电池均电连接至控制模块22。

杀虫模块2的工作原理为：根据服务器1的指令，控制模块22根据指令决定杀虫灯是否启动，以及诱虫灯管23启动的数量，一般来说，诱虫灯管23的数量越多，诱虫效果越好。本杀虫模块2采用太阳能电源进行供电。同理，本实施例的固定摄像模块5也优选采用自备的太阳能电池供电。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统，包括服务器、多个固定在田间的杀虫模块；其特征在于，还包括多台具有药物喷洒功能的第一无人机、多台具有图像采集功能的第二无人机、固定有田间地头的固定摄像模块；所述第一无人机、第二无人机、固定摄像模块设置于大区域中的各个小区域中；所述杀虫模块、第一无人机、第二无人机、固定摄像模块分别和服务器通信连接。

2.根据权利要求1所述的基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统，其特征在于，所述固定摄像模块包括固定有任意一个小区域中的一根或若干根固定杆，所述固定杆上设有360°云台、连接在云台上的第一摄像机。

3.根据权利要求1所述的基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统，其特征在于，所述第二无人机上搭载有第二摄像机、第一定位模块。

4.根据权利要求1所述的基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统，其特征在于，所述第一无人机上搭载有农药喷洒模块、第二定位模块。

5.根据权利要求1所述的基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统，其特征在于，所述杀虫模块分布在各小区域中，每个小区域分布一个或多个杀虫模块。

6.根据权利要求5所述的基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统，其特征在于，所述杀虫模块包括固定有田间地头的立柱、设置在立柱上的杀虫灯，所述杀虫灯与外设电源或自备电源电连接。

7.根据权利要求6所述的基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统，其特征在于，所述杀虫模块还包括自备电源、控制模块，所述杀虫灯、控制模块分别电连接至自备电源；所述杀虫灯包含多根诱虫灯管、布置于诱虫灯管外围的高压杀虫网，所述诱虫灯管、高压杀虫网与控制模块电连接；所述控制模块用于控制诱虫灯管的开启数量和高压杀虫网的工作启停；所述控制模块和服务器通信连接。

8.根据权利要求7所述的基于无人机、固定摄像模块联用的大区域病虫害防治系统，其特征在于，所述自备电源为太阳能电池板、蓄电池，所述太阳能电池板、蓄电池均电连接至控制模块。

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