[發(fā)明專利]基于無(wú)人機(jī)的野外生態(tài)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)收集系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)日: 2017-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN108111214A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張明虎;李新;郭建文;車濤;晉銳;吳阿丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張明虎
• 主分類號(hào): H04B7/155
• 分類號(hào): H04B7/155;H04B7/185;H04W4/021;H04W4/029;G05D1/00;G05D1/10;G08C17/02
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 曹向東

本發(fā)明涉及一種基于無(wú)人機(jī)的野外生態(tài)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)收集系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括無(wú)人機(jī)遙控終端、無(wú)人機(jī)收集終端和地面數(shù)據(jù)管理終端；無(wú)人機(jī)遙控終端控制無(wú)人機(jī)收集終端飛行；無(wú)人機(jī)收集終端向地面數(shù)據(jù)管理終端發(fā)送數(shù)據(jù)收集請(qǐng)求，接收地面數(shù)據(jù)管理終端反饋的觀測(cè)數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行保存；地面數(shù)據(jù)管理終端接收數(shù)據(jù)收集請(qǐng)求并向其反饋相應(yīng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)。本發(fā)明中需要通信的雙方設(shè)有相對(duì)應(yīng)的通信模塊，通過(guò)兩者通信模塊在互相可通信距離范圍內(nèi)建立起連接來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，即使在沒有公共網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域，仍能實(shí)現(xiàn)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)收集，既擴(kuò)大了野外觀測(cè)區(qū)域又提高了收集效率，進(jìn)而有效提高了野外生態(tài)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)收集的可靠性和安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無(wú)人機(jī)的野外生態(tài)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)收集系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

眾所周知，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)，是生態(tài)文明建設(shè)的重要支撐。我國(guó)國(guó)土面積幅員遼闊，生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)橫跨多個(gè)氣候帶，地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地形復(fù)雜。目前，我國(guó)生態(tài)環(huán)境觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)存在觀測(cè)范圍和要素覆蓋不全，尤其人煙稀少地區(qū)觀測(cè)水平和共享程度不高，觀測(cè)與應(yīng)用結(jié)合不緊密，觀測(cè)數(shù)據(jù)采集及應(yīng)用有待提高，難以滿足生態(tài)文明建設(shè)需要。由于野外生態(tài)環(huán)境觀測(cè)點(diǎn)大多分布在高海拔、高寒地區(qū)，人跡罕至，公共通信網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋，處于生態(tài)脆弱區(qū)野外觀測(cè)站點(diǎn)建立難度大、數(shù)據(jù)收集難，人工維護(hù)成本高，造成數(shù)據(jù)收集、傳輸、處理實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性較差，導(dǎo)致地學(xué)要素實(shí)施長(zhǎng)期、定點(diǎn)、連續(xù)、系統(tǒng)觀測(cè)難以實(shí)現(xiàn)。

具體地，野外生態(tài)環(huán)境觀測(cè)站點(diǎn)大多數(shù)建立在有3G/4G等信號(hào)覆蓋的公共網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，觀測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸采用公共網(wǎng)絡(luò)傳輸。另外應(yīng)用較多的野外觀測(cè)數(shù)據(jù)收集技術(shù)，尤其對(duì)野生動(dòng)物的觀測(cè)，采用紅外相機(jī)對(duì)動(dòng)物觀測(cè)，動(dòng)物在紅外相機(jī)附近，觸發(fā)紅外相機(jī)，紅外相機(jī)自動(dòng)拍攝視頻，數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)單元，待數(shù)據(jù)存儲(chǔ)一段周期人工現(xiàn)場(chǎng)收集數(shù)據(jù)。

前述的野外生態(tài)環(huán)境觀測(cè)方式普遍存在如下兩方面的不足：（1）野外觀測(cè)站點(diǎn)建立在有公共網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域，極大縮小了野外觀測(cè)區(qū)域，對(duì)于那些高海拔、高寒或人跡罕至等未覆蓋公共網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域無(wú)法觀測(cè)，難以滿足地學(xué)研究需求；（2）采用人工收集觀測(cè)數(shù)據(jù)的方式，收集成本高而效率卻不高，并且野外生態(tài)環(huán)境觀測(cè)區(qū)域大多處于冰川、草原、原始森林等人跡罕至的地區(qū)，具有極大的危險(xiǎn)性，對(duì)數(shù)據(jù)收集人員生命安全造成極大的威脅。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于無(wú)人機(jī)的野外生態(tài)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)收集系統(tǒng)及方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)未覆蓋公共網(wǎng)絡(luò)區(qū)域觀測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)收集，進(jìn)而擴(kuò)大野外觀測(cè)區(qū)域和提高收集效率。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所述的一種基于無(wú)人機(jī)的野外生態(tài)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)收集系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

無(wú)人機(jī)遙控終端、無(wú)人機(jī)收集終端和地面數(shù)據(jù)管理終端；其中，需要通信的雙方設(shè)有相對(duì)應(yīng)的通信模塊，通過(guò)兩者通信模塊在互相可通信距離范圍內(nèi)建立起連接來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；

所述無(wú)人機(jī)遙控終端用于在技術(shù)人員的操控下對(duì)所述無(wú)人機(jī)收集終端的飛行情況進(jìn)行控制；

所述無(wú)人機(jī)收集終端用于向所述地面數(shù)據(jù)管理終端發(fā)送數(shù)據(jù)收集請(qǐng)求，接收所述地面數(shù)據(jù)管理終端反饋的觀測(cè)數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行保存；

所述地面數(shù)據(jù)管理終端用于接收來(lái)自所述無(wú)人機(jī)收集終端的數(shù)據(jù)收集請(qǐng)求并向其反饋相應(yīng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)。

上述自動(dòng)收集系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述無(wú)人機(jī)遙控終端和所述無(wú)人機(jī)收集終端之間使用的通信模塊為藍(lán)牙、WiFi、Zigbee或者LoRa通信模塊。

上述自動(dòng)收集系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述無(wú)人機(jī)收集終端和所述地面數(shù)據(jù)管理終端之間使用的通信模塊為WiFi、Zigbee或者LoRa通信模塊。

上述自動(dòng)收集系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述無(wú)人機(jī)收集終端包括無(wú)人機(jī)本體、控制器、通信模塊和存儲(chǔ)器；所述無(wú)人機(jī)本體用于接受所述無(wú)人機(jī)遙控終端的控制并進(jìn)行相應(yīng)飛行；所述控制器用于控制所述通信模塊收發(fā)數(shù)據(jù)以及控制所述存儲(chǔ)器保存接收到的觀測(cè)數(shù)據(jù)。