TWM553858U - 無人機結合農作植栽監控系統 - Google Patents

Description

無人機結合農作植栽監控系統

本創作係有關於一種監控系統，尤指一種無人機結合農作植栽監控系統。

由於經濟的發展，國民生活水準提高以及消費習慣改變，蔬果需求大幅增加。此外，一些高經濟價值的觀賞用花卉的需求也隨之增加。但人工種植農作物之成本較高，尤其是大面積的農地，無法隨時且即時地因應農作物的需求而改善。因此，自動化栽種農作物將成為農業改革的趨勢。由上述缺失可知，需要一種新穎的農作監控系統，以輔助使用者妥善地解決既有的問題。

有鑑於此，本創作人於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本創作。

本創作之目的之一針對現有技術存在的上述缺失，提供一種無人機結合農作植栽監控系統。

本創作之另一目的在於藉由自動化紀錄農作物生產過程資訊，以建置生長履歷資料、確保食品安全。此外，透過無人機結合農作植 栽監控系統自動化，農作監控可減少人力、降低生產成本。

一種無人機結合農作植栽監控系統，適用於一農作區域，該農作區域包含複數個農作區塊，其分別用於栽種複數個農作物，其包含：一監控系統，包含複數個感測器，係分別設置於該些農作區塊，用以感測該些農作區塊的環境參數及植物參數，且該些感測器均具無線傳輸功能，進而將感測之參數無線傳輸；一控制系統，包含複數個致動器，係分別設置於該些農作區塊，且該些致動器均可被無線操作控制，進而調整該些環境參數以及植物參數；一雲端資料庫，係儲存該些農作區塊之環境參數及植物參數；一遠端監控中心，係離線接收該雲端資料庫內之參數，並設有一演算系統將參數統計演算建立一生長環境參數，更遠端控制一無人機，該無人機搭載無線控制器以及次紅外線偵測設備，用以接收各農作區塊之環境參數及植物參數，並將參數上傳至雲端資料庫，經遠端監控中心比對、判別後，再透過無人機發送指令至控制系統，進而觸動該些致動器進行環境參數及植物參數的調整，藉由上述結構，俾以構成一種無人機結合農作植栽監控系統。

10‧‧‧農作區域

11‧‧‧農作區塊

20‧‧‧監控系統

21‧‧‧感測器

30‧‧‧控制系統

31‧‧‧致動器

40‧‧‧雲端資料庫

50‧‧‧遠端監控中心

51‧‧‧演算系統

52‧‧‧無人機

521‧‧‧無線控制器

522‧‧‧次紅外線偵測設備

第1圖：係為本創作之監控系統流程方塊圖。

第2圖：係為本創作之監控系統示意圖。

為使 貴審查委員對本創作之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如後： 首先，先請參閱第圖所示，一種無人機結合農作植栽監控系統，適用於一農作區域，該農作區域10包含複數個農作區塊11，其分別用於栽種複數個農作物，其包含：一監控系統20，包含複數個感測器21，係分別設置於該些農作區塊11，用以感測該些農作區塊11的環境參數及植物參數，且該些感測器21均具無線傳輸功能，進而將感測之參數無線傳輸；一控制系統30，包含複數個致動器31，係分別設置於該些農作區塊11，且該些致動器31均可被無線操作控制，進而調整該些環境參數以及植物參數；一雲端資料庫40，係儲存該些農作區塊11之環境參數及植物參數；一遠端監控中心50，係離線接收該雲端資料庫40內之參數，並設有一演算系統51將參數統計演算，更遠端控制一無人機52，該無人機52搭載無線控制器521以及次紅外線偵測設備522，用以接收各農作區塊11之環境參數及植物參數，並將參數上傳至雲端資料庫40，經遠端監控中心50比對、判別後，再透過無人機52發送指令至控制系統30，進而觸動該些致動器31進行環境參數及植物參數的調整。

其結構實際使用時，再請參閱第圖所示，該無人機52結合GPS及地理依序系統，可定位農作區域10之感測位置，再透過該遠端監控中心50遠端操控該無人機52定位至農作區域10進行各農作區塊11的監控、巡視，該各農作區塊11皆設有相對應之監控系統20，並利用該監控系統20之複數個感測器21用以感測環境參數以及植物參數，再將感測參數透過無線發送以供無人機52接收，該無人機52之無線控制器521包含網路連線功能，俾能將接收的參數立即地經網路連線上傳至雲端資料庫40，以供遠端監控中心50離線接收該些感測參數資訊，再經演算系統51所建立出最佳生長環境參數範圍之大數據，以供遠端監控中心50線上判別、比對該些感測參數及生 長環境參數範圍，進而產生出比對結果，再控制無人機52發送指令至該控制系統30之致動器31，以達到環境參數以及植物參數的調整。

藉由上述監控、調整流程，於一實施例中，該複數個感測器21包含一氣體感測器，用以感測各農作區塊11之空氣溫度、濕度、二氧化碳、氧氣等環境參數，以供遠端監控中心50進行生長環境參數的大數據建立，以利於掌控農作區塊11生長環境的變化，進而供監控者參考、比對而發送出較為正確之調整指令。

於一實施例中，該複數個感測器21包含陽光感測器，用以感測各農作區塊11之日照強度、紫外線強度以及光量子等環境參數。此外，該控制系統30之複數個致動器31包含一遮陽裝置以及一照明裝置，依據遠端監控中心50將感測參數與生長環境參數比對後，以產生比對結果，再透過無人機52選擇性地控制該遮陽裝置開闔作動或是照明裝置的啟用、關閉。順帶一提，上述之遮陽裝置可包含大網目遮陽布、中網目遮陽布與細網目遮陽布，監控者可依據各農作區塊11所栽種之農作物的種類選擇適合的遮陽布。此外，上述之照明裝置可包含保溫照明裝置與生長照明裝置，當各農作區塊之日照強度參數過低或溫度過低時，俾能透過無人機52開啟各農作區塊11之保溫照明裝置。又該複數個致動器31更包含有紫光控制裝置，用於輔助夜間植物生長而提供一紫光，並可隨夜間植物調整該紫光的發光頻率，舉例而言，紫光控制裝置可依據雲端資料庫40之生長環境參數，選擇性地開啟夜間生長紫光照明燈，以控制農作物的生長週期或開花週期。

於一實施例中，該複數個感測器21可包含生長體感測器，用以感測農作區塊11之土壤溫度、含水量、含氧量以及Ph酸鹼值等環境參數。 此外，該控制系統30之複數個制動器31係包含給水裝置、排水裝置以及營養液補充裝置，依據遠端監控中心50將感測參數與生長環境參數比對後，以產生比對結果，當農作區塊11經感測比對後之含水量參數呈現過低時，即透過無人機52選擇性地控制給水裝置進行灑水或是噴霧作業，反之當農作區塊經感測比對後之含水量參數呈現過多時，即透過無人機52針對農作區塊11啟動排水裝置。此外，經含氧量以及Ph酸鹼值的判斷認定該植物參數之養分不足時，則還能經無人機52控制該營養液補充裝置針對農作區塊11補給添加。

於一實施例中，複數個感測器21包含一體溫感測器，用於感測是否有人類、動物侵入該複數個農作區塊11。例如，體溫感測器可為紅外線體溫感測器。此外，該複數個致動器31包含防盜裝置，該防盜裝置具有鳴聲器、夜間照明設備以及攝錄器，當體溫感測器偵測到有動物侵入農作區塊11時，該控制裝置30可控制該鳴聲器發出驅趕聲響，同時開啟夜間照明設備，並透過攝錄器即時錄製農作區塊11之影像，其中該鳴聲器發出之聲響包含人耳聽不到的高頻聲音，但不以此為限。而該攝錄器所錄製的影像同時也能進一步判斷是否為動物或人類侵入農作區塊11，除了可利用上述之鳴聲器發聲驅趕之外，亦可利用無人機、氣球、機器人等裝置來自動地驅趕。

再者，該無人機52更搭載有錄影以及次紅外線偵測設備，透過次紅外線偵測農作物植物葉片的葉綠數含量，其中葉綠數含量與氮肥含量有密切的關係，進而了解作物的成熟度，以決定施肥與否，藉以即時而且非破壞性地監測葉片氮肥濃度，當植物葉片之葉綠素含量低於生長環境 參數範圍標準時，則經無人機52控制該營養液補充裝置針對農作區塊11補給添加。

綜上所述，本創作確實已達突破性之結構設計，而具有改良之創作內容，同時又能夠達到產業上之利用性與進步性，且本創作未見於任何刊物，亦具新穎性，當符合專利法相關法條之規定，爰依法提出創作專利申請，懇請 鈞局審查委員授予合法專利權，至為感禱。

唯以上所述者，僅為本創作之一較佳實施例而已，當不能以之限定本創作實施之範圍；即大凡依本創作申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。

10‧‧‧農作區域

20‧‧‧監控系統

21‧‧‧感測器

30‧‧‧控制系統

31‧‧‧致動器

40‧‧‧雲端資料庫

50‧‧‧遠端監控中心

51‧‧‧演算系統

52‧‧‧無人機

521‧‧‧無線控制器

522‧‧‧次紅外線偵測設備

Claims (13)

1. 一種無人機結合農作植栽監控系統，適用於一農作區域，該農作區域包含複數個農作區塊，其分別用於栽種複數個農作物，其包含：一監控系統，包含複數個感測器，係分別設置於該些農作區塊，用以感測該些農作區塊的環境參數及植物參數，且該些感測器均具無線傳輸功能，進而將感測之參數無線傳輸；一控制系統，包含複數個致動器，係分別設置於該些農作區塊，且該些致動器均可被無線操作控制，進而調整該些環境參數以及植物參數；一雲端資料庫，係儲存該些農作區塊之環境參數及植物參數；一遠端監控中心，係離線接收該雲端資料庫內之參數，並設有一演算系統將參數統計演算建立一生長環境參數，更遠端控制一無人機，該無人機搭載無線控制器以及次紅外線偵測設備，用以接收各農作區塊之環境參數及植物參數，並將參數上傳至雲端資料庫，經遠端監控中心比對、判別後，再透過無人機發送指令至控制系統，進而觸動該些致動器進行環境參數及植物參數的調整。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之無人機結合農作植栽監控系統，其中，複數個感測器包含一氣體感測器，用以感測空氣溫、濕度、二氧化碳、氧氣等環境參數。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之無人機結合農作植栽監控系統，其中，複數個感測器包含一陽光感測器，用以感測日照強度、紫外線強度以及光量子等環境參數。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之無人機結合農作植栽監控系統，其中，複數個感測器包含一生長體感測器，用以感測土壤溫度、含水量、含氧量以及Ph酸鹼值等環境參數。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之無人機結合農作植栽監控系統，其中，複數個感測器包含一體溫感測器，用於感測是否有人類、動物侵入該複數個農作區塊。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之無人機結合農作植栽監控系統，其中，複數個致動器包含給水裝置，依據參數比對後，經無人機選擇性的控制該給水裝置進行灑水或是噴霧作業。
7. 根據申請專利範圍第1項所述之無人機結合農作植栽監控系統，其中，複數個致動器包含排水裝置，依據參數比對後，經無人機選擇性的控制該排水裝置排水。
8. 根據申請專利範圍第1項所述之無人機結合農作植栽監控系統，其中，複數個致動器包含遮陽裝置，依據參數比對後，經無人機控制該遮陽裝置開闔作動。
9. 根據申請專利範圍第1項所述之無人機結合農作植栽監控系統，其中，複數個致動器包含照明裝置，依據參數比對後，經無人機選擇性的控制該照明裝置啟用、關閉。
10. 根據申請專利範圍第1項所述之無人機結合農作植栽監控系統，其中，複數個致動器包含營養液補充裝置，依據參數比對後，經無人機控制該營養液補充裝置補給添加。
11. 根據申請專利範圍第1項所述之無人機結合農作植栽監控系統，其中，複數個致動器包含紫光控制裝置，用於輔助夜間植物生長而提供一紫光，並可調整該紫光的發光頻率。
12. 根據申請專利範圍第1項所述之無人機結合農作植栽監控系統，其中，該複數個致動器包含防盜裝置，該防盜裝置具有鳴聲器、夜間照明以及攝錄器。
13. 根據申請專利範圍第1項所述之無人機結合農作植栽監控系統，其中，該無人機結合GPS及地理依序系統，可定位農作區域之感測位置，更搭載有錄影以及次紅外線偵測設備。