水產自動養殖無人機的製作方法
2024-03-28 06:59:05
本發明涉及水產或漁業養殖技術領域，特別涉及一種水產自動養殖無人機。
背景技術：
水產養殖是世界範圍內食品領域發展最快的行業之一。水產養殖業具有投入高、產出高、風險高等特點。
傳統的漁業發展主要通過人工來實現，通過人工在岸上投放或在岸邊設置一些自動投放機實現。然而，這些投放機位置固定，投料距離有限，容易造成局部拋撒過多導致魚蝦爭搶食物，影響生長，同時，未被食用的飼料沉入水底容易導致水質汙染，而另一些區域飼料無法投放到，導致該區域的水產生長狀況不好。
因此，如何更加可靠地投放飼料，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的是提供一種水產自動養殖無人機，能夠更加可靠地投放飼料。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種水產自動養殖無人機，包括：
飼料儲存裝置，設於無人機本體的底部，所述飼料儲存裝置的底部設有閥門；
用於預設所述閥門的打開時刻的計時器；
用於根據所述飼料儲存裝置中的飼料高度控制所述閥門關閉的傳感器；
用於控制所述無人機本體飛行的飛行控制系統；
用於對所述無人機本體的位置坐標進行定位的GPS導航系統；
用於根據氣壓確定飛行高度的氣壓高度計；
用於採集數據並進行數據分析的雲端伺服器，所述閥門、所述計時器、所述傳感器、所述飛行控制系統、所述GPS導航系統、所述氣壓高度計分別信號連接所述雲端伺服器；
用於根據所述雲端伺服器的分析結果生成並發送控制信號的所述控制器，所述雲端伺服器、所述閥門分別信號連接所述控制器；
供電系統。
優選地，還包括實時監控系統，所述實時監控系統包括：
用於進行實時監控的攝像頭，所述攝像頭信號連接所述雲端伺服器；
用於控制所述攝像頭進行不同方位角的轉動的雲臺，所述攝像頭設於所述雲臺上，所述雲臺信號連接於所述控制器；
用於在無需拍攝時將所述雲臺及所述攝像頭收回所述無人機本體的內艙的拍攝回收裝置，所述拍攝回收裝置連接於所述雲臺，且所述拍攝回收裝置信號連接於所述控制器。
優選地，還包括水質檢測系統，所述水質檢測系統包括：
用於收集水樣本的收集裝置；
用於向水中投放並收回所述收集裝置的投放裝置，所述投放裝置信號連接於所述控制器。
優選地，所述水質檢測系統與所述實時監控系統之間設有互鎖裝置。
優選地，所述攝像頭為能夠判斷險情的安防攝像頭，所述水產自動養殖無人機還包括用於投遞救生衣的投遞裝置，所述投遞裝置信號連接於所述控制器。
優選地，還包括：
用於實時採集環境溫度與溼度的溫溼度傳感器，所述溫溼度傳感器信號連接所述雲端伺服器。
優選地，所述飛行控制系統包括：
用於測量所述無人機本體飛行的加速度的三軸加速度計；
用於配合所述三軸加速度計縮小測量誤差的陀螺儀。
優選地，所述GPS導航系統包括：
北鬥通信衛星，信號連接於所述雲端伺服器；
北鬥定位衛星，信號連接於所述北鬥通信衛星。
優選地，所述供電系統包括太陽能充電板和鋰電池，所述太陽能充電板連接於所述鋰電池。
優選地，所述雲端伺服器、所述控制器均通過無線信號進行通信。
本發明提供的水產自動養殖無人機中的飼料儲存裝置、計時器、傳感器、飛行控制系統、GPS導航系統、氣壓高度計、雲端伺服器、控制器以及供電系統能夠實現自動定時定量定點投放飼料，無需人工操作，可以節省人力和時間，投料可靠，同時能保證飼料投放的均勻性和按時性，實現水產自動養殖作業。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明所提供水產自動養殖無人機的具體實施例的示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明的核心是提供一種水產自動養殖無人機，能夠更加可靠地投放飼料。
請參考圖1，圖1為本發明所提供水產自動養殖無人機的具體實施例的示意圖。
本發明所提供水產自動養殖無人機的一種具體實施例中，包括：飼料儲存裝置3、計時器2、傳感器5、飛行控制系統8、GPS導航系統6、氣壓高度計7、雲端伺服器1、控制器4以及供電系統。
飼料儲存裝置3設置在無人機本體的底部，飼料儲存裝置3的底部設有閥門。飼料存放在飼料儲存裝置3內部，通過閥門的開合控制飼料的流出，當閥門打開時，飼料可以從飼料儲存裝置3中流出至投放點。
計時器2用於預設閥門的打開時刻。通過計時器2設定好每次投放的間隔時間，每次到達預設時刻時，計時器2會向雲端伺服器1發送信號，使控制器4觸發GPS導航系統6以及飛行控制系統8，控制無人機本體飛往所需投放飼料處上空，同時通過氣壓高度計7得到高度信息，最後控制器4控制閥門打開。
傳感器5用於根據飼料儲存裝置3中的飼料高度控制閥門關閉。傳感器5可以檢測飼料位於飼料儲存裝置3內部的高度位置，進而控制閥門的關閉，停止該處上空的飼料投放，隨後，根據計時器2的次數設定，繼續控制無人機本體飛往另一處上空進行飼料的投放。
其中，傳感器5可以有多種設置方式。例如，傳感器5具體可以為紅外傳感器，將若干個紅外傳感器依次設置在飼料儲存裝置3中的不同高度處，根據紅外傳感器的檢測結果控制閥門的關閉。
GPS導航系統6用於對無人機本體的位置坐標進行定位。
氣壓高度計7可以根據氣壓確定飛行高度。氣壓高度計7具體可以安置在無人機本體的內部，利用氣壓與高度的關係可以確定無人機本體所處高度，對實施實時監控、自動投料、水質監測等功能時無人機本體應處於哪一合適高度的判斷有很大幫助。
雲端伺服器1用於採集數據並進行數據分析。閥門、計時器2、傳感器5、飛行控制系統8、GPS導航系統6、氣壓高度計7分別信號連接於雲端伺服器1，各個裝置向雲端伺服器1提供相應的信息。
控制器4用於根據云端伺服器1的分析結果生成並發送控制信號。雲端伺服器1、閥門分別信號連接於控制器4，控制器4會適時向對應的裝置發送控制指令。
供電系統用於對水產自動養殖無人機中各個用電驅動的裝置進行供電。
可見，此種水產自動養殖無人機中的飼料儲存裝置3、計時器2、傳感器5、飛行控制系統8、GPS導航系統6、氣壓高度計7、雲端伺服器1、控制器4以及供電系統能夠實現自動定時定量定點投放飼料，無需人工操作，可以節省人力和時間，投料可靠，同時能保證飼料投放的均勻性和按時性，實現水產自動養殖作業。
一種具體的實施例中，水產自動養殖無人機還可以包括實時監控系統，實時監控系統中具體可以包括攝像頭、雲臺以及拍攝回收裝置。
攝像頭用於進行實時監控，攝像頭信號連接雲端伺服器1。
雲臺用於控制攝像頭進行不同方位角的轉動，攝像頭設置在雲臺上，雲臺信號連接於控制器4。
拍攝回收裝置用於在無需拍攝時將雲臺及攝像頭收回無人機本體的內艙，拍攝回收裝置連接於雲臺，且拍攝回收裝置信號連接於控制器4。
攝像頭能夠將採集到的圖像信息實時反饋回雲端伺服器1。攝像頭安裝在雲臺上，通過雲臺實現攝像頭的不同方位角的轉動，以使攝像頭拍攝不同的位置與角度。拍攝回收裝置能夠在無需進行拍攝工作時將雲臺及設置在雲臺上的攝像頭收回無人機本體的內艙中，以便對攝像頭進行保護。攝像頭以及雲臺的配合可以對水上的情況進行實時監視，例如，監視魚蝦生長情況、巡邏、配合水上救援以及大範圍的水質檢測，如檢測是否存在水藻和水面漂浮物等，以便漁民可以實時掌握水產生長狀況。
具體地，無人機本體的底部可以設置通孔，使拍攝回收裝置可以從無人機本體的底端伸出無人機本體的外側，雲臺連接於拍攝回收裝置，攝像頭安裝於雲臺的下端，以防因無人機本體的遮擋而縮小攝像頭的拍攝範圍。其中，拍攝回收裝置具體可以為機械手或者其他裝置。
一種具體的實施例中，水產自動養殖無人機還可以包括水質檢測系統，水質檢測系統中具體可以包括收集裝置和投放裝置。收集裝置用於收集水樣本。投放裝置用於向水中投放並收回收集裝置，投放裝置信號連接於控制器4。通過水質檢測系統可以使漁民足不出戶即可定時隨機抽檢池塘內水質情況。
其中，投放裝置具體可以設置在無人機本體內部，包括電機、滑輪、繩索等機構。收集裝置具體可以為收集杯等裝置。使用時，將收集裝置放置在投放裝置上，投放裝置帶動收集裝置緩慢放入水中，採集定量的水，由無人機載往漁民處，進行水質的檢測。
一種具體的實施例中，水質檢測系統與實時監控系統之間可以設有互鎖裝置，具體可以設置在拍攝回收裝置與投放裝置之間，即水質檢測與實施監控不能同時進行。在水質檢測系統工作時，必須啟動拍攝回收裝置將攝像頭收回無人機本體的內艙中，從而對攝像頭進行保護，同時，由於無人機本體的內艙位置有限，可以實現只允許水質檢測系統或實時監控系統其一收回無人機本體的內艙。其中，互鎖裝置具體可以通過繼電器的設置實現。
一種具體的實施例中，攝像頭具體為能夠判斷險情的安防攝像頭，水產自動養殖無人機還可以包括用於投遞救生衣的投遞裝置，投遞裝置信號連接於控制器4。
當水上出現險情時，安防攝像頭可以察覺並向雲端伺服器1發送信號，控制器4控制水產自動養殖無人機飛向險情出現的具體位置，投遞裝置可以向求救者投遞救生衣，GPS導航系統6可以查詢該位置坐標並傳輸至雲端伺服器1，使漁民能夠獲知險情發生的準確位置坐標，便於縮短救援準備時間，能最大程度和最快速度搶救溺水者。
一種具體的實施例中，水產自動養殖無人機還可以包括溫溼度傳感器，溫溼度傳感器實時採集環境溫度與溼度，溫溼度傳感器信號連接雲端伺服器1，能夠將採集到的信息傳輸至雲端伺服器1以更新相關數據，便於漁民了解環境條件，漁民可以採取相應的措施改進周圍環境，以適合水產的生長。
一種具體的實施例中，飛行控制系統8具體可以包括用於測量無人機本體飛行的加速度的三軸加速度計、以及用於配合三軸加速度計縮小測量誤差的陀螺儀。
三軸加速度計可以測得一個固定平臺相對於地球表面的運動方向，但是，一旦平臺運動起來，情況較為複雜，可能無法準確獲知真正的加速度值，因而，單獨使用三軸加速度計可能無法保證無人機本體的航向固定，而陀螺儀利用慣性作用，可以提供無人機本體在三軸上的姿態信息，包括偏航YAW、俯仰PITCH、滾轉ROLL，同時還可以提供三軸的加速度，通過對加速度積分可以得到在三個方向的位移，從而得到無人機本體的位置。此外，三軸加速度計在較長時間的測量值(確定無人機航向)是較正確的，而在較短時間內由於信號噪聲的存在而有誤差，而陀螺儀在較短時間內測量比較準確，較長時間則會有與漂移而存有誤差。本實施例中，三軸加速度計與陀螺儀配合使用、相互調整，可以確保航向的正確。
一種具體的實施例中，GPS導航系統6具體可以包括北鬥通信衛星和北鬥定位衛星。北鬥通信衛星信號連接於雲端伺服器1，北鬥定位衛星信號連接於北鬥通信衛星。
北鬥定位衛星可以對無人機本體的位置進行定位，並將定位信息發送到北鬥通信衛星，北鬥通信衛星將定位信息傳遞給雲端伺服器1，使漁民可以知道無人機本體的具體位置，可以實現無人機本體的準確定位，便於保證投放飼料的準確性。
一種具體的實施例中，供電系統具體可以包括太陽能充電板和鋰電池，太陽能充電板連接於鋰電池。鋰電池可以作為水產自動養殖無人機的主要動力來源，供電的持續性與可靠性較好，鋰電池可以為水產自動養殖無人機中的所有用電驅動的設備進行供電。太陽能充電板可以通過對光照的採集而不斷地給鋰電池補充電量，從而減少能源的消耗，保證水產自動養殖無人機的續航。其中，太陽能充電板可以設置在無人機本體的頂端，光採集效率較高。
一種具體的實施例中，雲端伺服器1、控制器4均通過信號進行通信，也就是說雲端伺服器1、控制器4中均設有無線通信裝置，相應地，與雲端伺服器1或者控制器4信號連接的飼料儲存裝置3、計時器2、傳感器5、飛行控制系統8、GPS導航系統6、氣壓高度計7、攝像頭以及其他裝置中也同時設有無線通信裝置，以便實現無線信號連接，設置方便。
本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
以上對本發明所提供的水產自動養殖無人機進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。