[發(fā)明專利]空地土壤墑情信息采集系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811040669.8
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109040302A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發(fā)明公開了一種空地土壤墑情信息采集系統(tǒng)，包括硬件子系統(tǒng)和處理子系統(tǒng)，其中硬件子系統(tǒng)包括在無人機平臺上搭載召測設(shè)備，在地面布放傳感器節(jié)點以及多個傳感器，處理子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理模塊和召測與傳輸模塊，傳感器節(jié)點根據(jù)不同需求進行布放，在重點地形或復(fù)雜檢測范圍多放置監(jiān)測節(jié)點，非重點區(qū)域少放置或不放置監(jiān)測節(jié)點。本發(fā)明各個監(jiān)測節(jié)點之間相互獨立，如有損壞不對其它節(jié)點產(chǎn)生影響；無需架設(shè)服務(wù)器，減少常規(guī)耗能；監(jiān)測節(jié)點任意布放，可在重點區(qū)域密集布放，非重要地區(qū)稀松布放，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況自由布放；相同環(huán)境下地對空通訊環(huán)境優(yōu)于地對地；可分重點區(qū)域、次重點區(qū)域、非重點區(qū)域布放監(jiān)控節(jié)點檢測土壤墑情。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種空地土壤墑情信息采集系統(tǒng)，通過無人機平臺實現(xiàn)更廣更遠范圍實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測，涉及無人機和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)(IOT)，即通過智能感知、識別技術(shù)與普適計算等通信感知技術(shù)實現(xiàn)的物物相連網(wǎng)絡(luò)，四大層次分別為：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層和應(yīng)用層。物聯(lián)網(wǎng)被認為是新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命的基礎(chǔ)，覆蓋了工業(yè)/制造、金融、農(nóng)業(yè)、交通、家居/生活、物流等諸多領(lǐng)域。其中，智能計算、車聯(lián)網(wǎng)、建筑/家居安防是目前發(fā)展最快的垂直行業(yè)。

智能環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)：利用各種傳感器技術(shù)，移動計算，信息融合等技術(shù)對空氣環(huán)境，海洋環(huán)境，河，湖水質(zhì)，生態(tài)環(huán)境，城市環(huán)境質(zhì)量進行全面有效地監(jiān)控，多功能環(huán)境監(jiān)測信息系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)連接全國所有的監(jiān)測節(jié)點，實現(xiàn)信息傳遞和信息共存。

智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：利用各種傳感器技術(shù)，信息融合等技術(shù)對土壤墑情，作物長勢等信息進行全面有效地監(jiān)控，利用射頻技術(shù)組織自主、多跳網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測節(jié)點，實現(xiàn)信息傳遞和信息共存。

智能城市物聯(lián)網(wǎng)：利用各種傳感器技術(shù)，信息融合，云技術(shù)等技術(shù)對城市供水，供電等信息進行全面有效地監(jiān)控，利用云數(shù)據(jù)計算技術(shù)實時獲取監(jiān)測節(jié)點數(shù)據(jù)，實現(xiàn)信息傳遞和信息共存。

另一方面，在無人機的應(yīng)用領(lǐng)域，利用無人機獲取地面圖像并結(jié)合其他應(yīng)用的技術(shù)已經(jīng)非常成熟和普及。

但是傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)存在以下弊端：

1.監(jiān)測點連接復(fù)雜，如有損壞影響局域內(nèi)其余節(jié)點數(shù)據(jù)上報；

2.需要架設(shè)服務(wù)器，提供服務(wù)器維護，提供服務(wù)器數(shù)據(jù)庫維護服務(wù)，加大常規(guī)耗能；

3.監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)龐大，繁瑣復(fù)雜，布放需遵循專業(yè)拓撲規(guī)律，不適合二次利用和轉(zhuǎn)移，不適合平民化；

4.監(jiān)測點之間工作一定作用范圍內(nèi)，且通信傳輸環(huán)境良好，不需要檢測土壤為了下級通訊也必須布放，增加不必要成本；

5.監(jiān)測點不可移動，不能適應(yīng)現(xiàn)場變化需求。

近年來，無人機遙感以其在云下低空飛行的能力，結(jié)合傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，形成了空地信息監(jiān)測的技術(shù)，成為新型遙感不可或缺的手段。與傳物聯(lián)網(wǎng)對土壤墑情信息的獲取技術(shù)相比相比，無人機遙感具有高時效、高分辨率、低成本、低損耗、低風險及可重復(fù)等諸多優(yōu)勢，能夠快速獲取大面積國土、資源、環(huán)境等空間要素。土壤水含量、土壤溫度、土壤CO₂濃度等信息是植被覆蓋、水土保持、土質(zhì)分析等領(lǐng)域的重要信息，在分析植被分布影響因素、評價區(qū)域生態(tài)環(huán)境等方面具有重要意義。在農(nóng)學領(lǐng)域，它也反映農(nóng)作物對光的截獲能力，指示作物的生長發(fā)育和生物產(chǎn)量，是農(nóng)學所關(guān)心的一個重要參數(shù)。隨著大面積土壤水含量的分析的日益重要，通過無人機平臺獲取土壤墑情的手段被廣泛應(yīng)用，那么針對無人機平臺所獲取的土壤墑情信息的內(nèi)業(yè)分析就更為重要，如何將無人機采集到的土壤墑情信息為專業(yè)人員提供有效的分析就變得不可或缺。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明通過無人機平臺實現(xiàn)更廣更遠范圍實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測。