[發明專利]基于無線傳感網的無人機農藥精準噴施作業系統及方法

有效

• 申請號: 201510902783.7
• 申請日: 2015-12-09
• 公開（公告）號: CN105539851B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 張波;黃志宏;何斌斌;蘭玉彬;羅錫文;周志艷;李繼宇;巫莉莉;曾鳴;張曉鵬;余國雄
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: B64D1/18
• 分類號: B64D1/18
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 李斌,楊曉松

技術領域

本發明涉及一種農藥噴施作業方法，尤其涉及一種基于無線傳感網和北斗導航模塊的無人機農藥精準噴施作業方法，屬于農業技術領域。

背景技術

水稻是我國三大糧食作物之一，種植面積約為3048萬公頃，華南、華中和西南高原大部分地區更是雙季稻稻作區，水稻生產在我國處于戰略地位。目前我國受農藥污染的耕地面積達1300～1600萬公頃。精準施藥技術是降低農藥殘留的有效手段。車載式大田精準施藥技術有效控制了農藥噴施量，降低了農藥殘留，但對于水稻，車載式施藥裝備難以作業，其病蟲草害防治依然是困擾我國農業生產的巨大難題。

而由于農用無人機體積小、重量輕、運輸方便、可垂直起降、飛行操控靈活，對于不同地域、不同地塊、不同作物等具有良好的適應性。因此不管在我國北方還是南方，丘陵還是平原，大地塊還是小地塊，都有廣闊的應用前景。

有鑒于此，有必要發明一種基于無線傳感網的無人機農藥精準噴施作業方法，以解決上述問題。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種基于無線傳感網的無人機農藥精準噴施作業系統及方法。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供了一種基于無線傳感網的無人機農藥精準噴施作業系統，包括機載無人機飛行決策系統、機載農情監測系統、北斗導航模塊、機載農藥精準噴施霧滴漂移預測系統、機載無人機飛行控制系統、機載農藥精準噴施系統以及云端服務器，所述機載無人機飛行決策系統分別與機載農情監測系統、北斗導航模塊連接，所述機載農情監測系統、北斗導航模塊又分別與機載農藥精準噴施霧滴漂移預測系統連接，所述機載農藥精準噴施霧滴漂移預測系統、機載無人機飛行控制系統、機載農藥精準噴施系統順序連接，所述機載無人機飛行控制系統、機載農藥精準噴施系統均與云端服務器連接；

所述機載無人機飛行決策系統，用于根據無線傳感網采集的環境信息為無人機提供作業依據，所述環境信息包括風速、風向、溫濕度和降雨量；

所述機載農情監測系統，用于根據無線傳感網實時采集的作業環境和作業效果信息，所述作業環境和作業效果信息包括風速、風向、溫濕度、土壤溫度、土壤濕度、土壤含水量和葉面沉積量；

所述北斗導航模塊，用于獲取無人機的飛行速度、飛行坐標；

所述機載農藥精準噴施霧滴漂移預測系統，用于根據噴施作業參數預測霧滴漂移的距離；所述噴施作業參數包括噴嘴孔徑、噴嘴角度、噴嘴壓力、噴施高度、無人機飛行速度、液滴速度、液滴直徑、風速、風向和環境溫濕度；

所述機載無人機飛行控制系統，用于根據霧滴漂移的距離并結合北斗導航模塊，實時改變噴施作業路徑；

所述機載農藥精準噴施系統，用于根據機載農情監測系統采集的葉面沉積量信息，對尚未達標的噴施作業區域進行定點定量補充作業；

所述云端服務器，用于通過曲線圖、Web GIS的形式顯示機載農情監測系統、機載無人機飛行控制系統及農藥精準噴施系統傳遞回來的農田作業環境信息和無人機農藥精準噴施作業效果。

優選的，所述機載農情監測系統，通過無線傳感網、北斗定位模塊、空氣溫濕度、風力、風速、土壤溫度、土壤濕度、土壤含水量、葉面沉積量等傳感器，實時獲取農田環境信息和農藥噴施作業信息。

優選的，所述機載農藥精準噴施霧滴漂移預測系統，基于航空噴施作業專家數據庫構建預測模型，通過將機載農情監測系統采集的風速V_w、溫度T、濕度RH以及設置的液滴直徑D、液滴速度V_d、噴施高度H的噴施作業參數輸入系統可預測霧滴漂移距離；預測過程包括下述步驟：

S41、將T、H、V_d、RH、V_w、D這些數值輸入機載農藥精準噴施霧滴漂移預測系統；

S42、系統將在專家數據庫中依次以輸入的T、H、V_d、RH為參照值選取一定范圍的數值作為查詢條件進行數據篩選查詢；

S43、將步驟S42篩選的結果存入臨時表中，再依次以輸入的V_w、D為參照值選取離其最近的數值作為查詢條件對臨時表中的數據進行篩選；

S44、將步驟S43篩選的結果存入臨時表中，再依次以輸入的T、H、V_d、RH為參照值選取離其最近的數值作為查詢條件對臨時表中的數據進行篩選將得出預測結果。