[發明專利]空地土壤墑情信息采集系統

在審

• 申請號: 201811040669.8
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109040302A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 郝超雪;張昆;杜綿銀;阮龍;陳明軍;楊思亮;張虎;曹立金;董建軍;張華;趙黎明;郭江宏;張亞南
• 申請（專利權）人: 中天飛龍（北京）智能科技股份有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04B7/185;G01D21/02
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種空地土壤墑情信息采集系統，其特征在于所述空地土壤墑情信息采集系統包括硬件子系統和處理子系統，其中所述硬件子系統包括在無人機平臺上搭載召測設備，在地面布放傳感器節點以及多個傳感器，所述處理子系統包括數據處理模塊和召測與傳輸模塊，所述傳感器節點根據不同需求進行布放，在重點地形或復雜檢測范圍多放置監測節點，非重點區域少放置或不放置監測節點，當對不同土壤檢測需求變更時，可移動監測節點來改變重點檢測對象；所述處理子系統針對讀取無人機平臺采集的溫度、濕度、CO₂濃度等土壤墑情信息進行分析。

2.根據權利要求1所述的空地土壤墑情信息采集系統，其特征在于：所述數據處理模塊對每個節點收集到的各傳感器的信息，進行傳感器信息融合。

3.根據權利要求1或2所述的空地土壤墑情信息采集系統，其特征在于：進行傳感器信息融合充分利用不同時間與空間的多傳感器數據資源，采用計算機技術對按時間序列獲得的多傳感器觀測數據，在一定準則下進行分析、綜合、支配和使用，獲得對被測對象的一致性解釋與描述，進而實現相應的決策和估計，使系統獲得比它的各組成部分更充分的信息。

4.根據權利要求1或2所述的空地土壤墑情信息采集系統，其特征在于：所述數據融合充分利用不同時間與空間的多傳感器數據資源，采用計算機技術對按時間序列獲得的多傳感器觀測數據，在一定準則下進行分析、綜合、支配和使用，獲得對被測對象的一致性解釋與描述，進而實現相應的決策和估計，使系統獲得比它的各組成部分更充分的信息。

5.根據權利要求4所述的空地土壤墑情信息采集系統，其特征在于：所述數據融合具體包括以下步驟：

1)N個不同類型的傳感器(有源或無源的)收集觀測目標的數據；

2)對傳感器的輸出數據(離散的或連續的時間函數數據、輸出矢量、成像數據或一個直接的屬性說明)進行特征提取的變換，提取代表觀測數據的特征矢量Yi；

3)對特征矢量Yi進行模式識別處理(如，聚類算法、自適應神經網絡或其他能將特征矢量Yi變換成目標屬性判決的統計模式識別法等)完成各傳感器關于目標的說明；

4)將各傳感器關于目標的說明數據按同一目標進行分組，即關聯；

5)利用融合算法將每一目標各傳感器數據進行合成，得到該目標的一致性解釋與描述。

6.根據權利要求4或5所述的空地土壤墑情信息采集系統，其特征在于：所述數據融合將所提取的特征數據輸入神經網絡模式識別器，神經網絡模式識別器進行特征級數據融合，以識別出系統的特征數據，并輸入到模糊專家系統進行決策級融合。

7.根據權利要求6所述的空地土壤墑情信息采集系統，其特征在于：所述專家系統推理時，從知識庫和數據庫中取出領域知識規則和參數，與特征數據進行匹配(融合)；決策出被測系統的運行狀態、設備工作狀況和故障等。

8.根據權利要求1-7之一所述的空地土壤墑情信息采集系統，其特征在于：通過所述數據處理模塊的運行，處理前數據是分散的單獨參數，單個節點的數據只能代表局部區域的土壤墑情情況，并且各個傳感器之間的數據是相互獨立的。

9.根據權利要求1-8之一所述的空地土壤墑情信息采集系統，其特征在于：所述處理子系統的運行方式是：

(1)打開無人機平臺獲取的土壤墑情數據源，能夠通過文件選擇對話框，選擇源數據，并讀入程序內存中；

(2)顯示源數據，將打開的源數據顯示在軟件表格中；

(3)拾取源數據信息，能夠使用折線表將土壤墑情情報信息通過后臺專家系統進行分析；

(4)能夠實時編輯工作日志；

(5)能夠隨時查看以前工作記錄的工作日志信息；

(6)能夠為接下來土壤土質的分析提供數據支撐；

(7)能夠定位監測節點，并對出錯節點進行上報。

10.根據權利要求1-9之一所述的空地土壤墑情信息采集系統，其特征在于：所述信息采集系統采用采用的通信方式為：

步驟1.1、無人機出發巡航并發送喚醒信號；

步驟1.2、當無人機喚醒信號范圍內有監測節點，則監測節點被喚醒，與無人機連接；

步驟1.3、監測節點與無人機連接成功，開始傳輸土壤墑情監測信息包；

步驟1.4、傳輸完畢，無人機與監測節點斷開連接，并與地面單收站連接并傳輸土壤墑情監測信息包；

或者

步驟1.1、無人機出發巡航并發送喚醒信號；

步驟1.2、當無人機喚醒信號范圍內有監測節點，則監測節點被喚醒，與無人機連接；

步驟1.3、監測節點與無人機連接成功，開始傳輸土壤墑情監測信息包，并儲存于掛在文件系統；

步驟1.4、傳輸完畢，無人機與監測節點斷開連接，繼續巡航，發送喚醒信號；

步驟1.5、繼續巡航，尋找監測節點。