一種農用無人機管控系統的製作方法

2024-04-05 04:50:05

本發明涉及一種農用無人機管控系統，特別涉及一種採用4G數據傳輸，進行移動視頻監控和指揮控制的農用無人機管控系統，屬於無線數據傳輸技術領域。

背景技術：

在現代農業生產管理過程中，大部分環節均實現機械化作業，而農作物病蟲害防治還未實現，存在防治不專業、用藥泛亂、農藥殘留量大、對環境汙染嚴重等等問題，近年雖然有少量新型的自走式噴霧機械的使用，但無法滿足農作物生長中後期下田防治的需求；人工1人1小時只能噴1畝地左右，勞動強度大、時間長，農田透風透光性差，容易引起藥物中毒，同時作業質量差，受藥面積和受藥程度不均勻，達不到預期效果，在對高大密集型農作物作業時更是無能為力，這也是目前制約農作物全程機械化的主要瓶頸，嚴重阻礙著現代農業的快速發展，急需如農用無人機這種可實現低空高效超低量農藥的噴施，適宜於農場及大面積農作物和高杆作物植保噴防這樣的智能化、高效率、全程化、低成本的新型裝備。

隨著數據傳輸需求的發展，適應移動數據、移動計算及移動多媒體運作需要的第四代移動通訊開始興起。4G也因為其擁有的超高數據傳輸速度，4G通訊技術並沒有脫離以前的通訊技術，而是以傳統通訊技術為基礎，並利用了一些新的通訊技術，來不斷提高無線通訊的網絡效率和功能的。與傳統的通訊技術相比，4G通訊技術最明顯的 優勢在於通話質量及數據通訊速度。

因此，迫切需要研發出一種採用4G數據傳輸，進行移動視頻監控和指揮控制的農用無人機管控系統，實現空/地一體化的4G移動視頻監控與指揮,以滿足現代農業高效率工作。

如中國實用新型專利《3G警務無人機管控系統》，申請號為201220368892.7，公開了一種能與警用3G移動視頻監控與指揮系統配合的3G警務無人機管控系統，實現空/地一體化的3G移動視頻的監控與指揮，滿足當今警務工作，提高出警和監控、處理事件的效率。但是，該系統是通過3G數據傳輸進行的移動視頻的監控，傳輸速度慢，且移動視頻監控與指揮系統還不夠完善。

又如中國發明專利《基於4G通信標準的無人機視頻傳輸系統》，申請號為201210044337.3，公開了一種採用最新的TD-LTE4G傳輸技術，實現高清視頻數據穩定實時全幀率傳輸的無人機視頻傳輸系統，該系統具有傳輸抗幹擾性強、傳送距離遠、傳輸的速率快、即時性好等特點。但是該系統單單只有視頻傳輸系統，並沒有移動視頻監控與指揮系統。

技術實現要素：

針對上述存在的技術問題，本發明的目的是：提出了一種農用無人機管控系統，包括空中飛行單元、地面監測單元和農用管控單元；所述空中飛行單元與地面監測單元相連；所述地面監測單元與農用管控單元相連。

優選的，所述農用管控單元包括網絡模塊、移動警務視頻監控模塊、內部區域網模塊、指揮中心顯示模塊和終端模塊；所述地面監測 單元通過4G視頻傳輸與網絡模塊相連；所述網絡模塊通過有線或無線網絡與移動警務視頻監控模塊相連；所述網絡模塊與內部區域網模塊相連；所述指揮中心顯示模塊和終端模塊分別與內部區域網模塊相連。

優選的，所述移動警務視頻監控模塊設有多個；每個所述移動警務視頻監控模塊與相鄰的移動警務視頻監控模塊之間進行內部通訊。

優選的，所述農用管控單元還包括指紋庫模塊和中心管理平臺無線視頻網關模塊；所述指紋庫模塊和中心管理平臺無線視頻網關模塊分別與內部區域網模塊相連。

優選的，所述內部區域網模塊通過視頻解碼器模塊與指揮中心顯示模塊相連；所述視頻解碼器模塊設有多個。

優選的，所述終端模塊包括客戶監控元件、領導監控元件、監控客戶端元件和中心視頻元件；所述中心視頻元件設有多個。

優選的，所述地面監測單元包括地面監測模塊、數據傳輸模塊、導航規劃模塊、儲存模塊和顯示模塊；所述空中飛行單元通過無線傳輸與地面監測模塊相連；所述數據傳輸模塊、導航規劃模塊、儲存模塊和顯示模塊分別與地面監測模塊相連；所述數據傳輸模塊通過4G視頻傳輸與網絡模塊相連。

優選的，所述地面監測模塊包括數據接收工作元件、數據處理工作元件和4G視頻工作元件；所述數據接收工作元件與數據處理工作元件相連；所述數據處理工作元件與4G視頻工作元件相連；所述4G視頻工作元件通過4G視頻傳輸與數據傳輸模塊相連。

優選的，所述空中飛行單元包括無人機模塊和定位設備；所述無 人機模塊通過無線傳輸與地面監測模塊；所述定位設備與無人機模塊相連。

由於上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：

本發明的農用無人機管控系統，首先由空中飛行單元對地面上的目標進行視頻獲取，然後將獲取的視頻傳輸給地面監測單元，地面監測單元可將獲取的視頻進行顯示或者存儲，並可對空中飛行單元進行導航規劃，接著地面監測單元將視頻傳輸給農用管控單元，最後農用管控單元對視頻進行監控，在顯示終端上實時顯示該視頻，將其存儲備用，輸出外用，並能夠對空中飛行單元進行控制，完成各項農業工作。本發明的農用無人機管控系統，克服了4G網絡在離地面有限的範圍外不能有效地運行的弱點，滿足現代化無人機植保作業高效率工作。

附圖說明

下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明：

附圖1為本發明的農用無人機管控系統的結構原理框圖；

附圖2為本發明的農用無人機管控系統的地面監測單元的結構原理框圖；

附圖3為本發明的農用無人機管控系統的地面監測模塊的結構原理框圖；

附圖4為本發明的農用無人機管控系統的移動警務視頻監控模塊的結構原理框圖；

附圖5為附圖1的A處的局部放大圖；

具體實施方式

下面結合附圖來說明本發明。

如附圖1～3所示的本發明所述的一種農用無人機管控系統，包括空中飛行單元1、地面監測單元2和農用管控單元3；所述空中飛行單元1與地面監測單元2相連；所述地面監測單元2與農用管控單元3相連。

上述的結構中，具體的，所述空中飛行單元1包括無人機模塊11和定位設備12；所述無人機模塊11通過無線傳輸與地面監測模塊21；所述定位設備12與無人機模塊11相連。其中，無人機模塊11為多旋翼氣動布局的無人機，定位設備12則為GPS/北鬥導航，對無人機模塊11進行定位。無人機模塊11對地面上的目標4進行視頻獲取，然後將獲取的視頻傳輸給地面監測單元2。

上述的結構中，具體的，所述地面監測單元2包括地面監測模塊21、數據傳輸模塊22、導航規劃模塊23、儲存模塊24和顯示模塊25；所述空中飛行單元1通過無線傳輸與地面監測模塊21相連；所述數據傳輸模塊22、導航規劃模塊23、儲存模塊24和顯示模塊25分別與地面監測模塊21相連；所述數據傳輸模塊22通過4G視頻傳輸與網絡模塊31相連；所述地面監測模塊21包括數據接收工作元件211、數據處理工作元件212和4G視頻工作元件213；所述數據接收工作元件211與數據處理工作元件212相連；所述數據處理工作元件212與4G視頻工作元件213相連；所述4G視頻工作元件213通過4G視頻傳輸與數據傳輸模塊22相連。數據接收工作元件211接收無人機模塊11傳輸過來的視頻，並將視頻傳輸給數據處理工作元件212，數據處理工作元件212對視頻進行處理分析後傳輸給4G視頻工 作元件213，4G視頻工作元件213再將視頻傳輸給以下四個模塊：數據傳輸模塊22、導航規劃模塊23、儲存模塊24和顯示模塊25，數據傳輸模塊22將視頻傳輸給網絡模塊31，而導航規劃模塊23能根據視頻信息或者終端模塊35發出的指令對無人機模塊11進行導航規劃，儲存模塊24則儲存視頻，顯示模塊25則將視頻顯示出來。地面監測單元2增加了4G視頻工作功能，並能夠將視頻進行4G傳輸，大大增加了傳輸速度。

上述的結構中，具體的，農用管控單元3包括網絡模塊31、移動警務視頻監控模塊32、內部區域網模塊33、指揮中心顯示模塊34和終端模塊35；所述網絡模塊31通過有線或無線網絡與移動警務視頻監控模塊32相連；所述移動警務視頻監控模塊32設有多個；每個所述移動警務視頻監控模塊32與相鄰的移動警務視頻監控模塊32之間進行內部通訊；所述網絡模塊31與內部區域網模塊33相連；所述指揮中心顯示模塊34和終端模塊35分別與內部區域網模塊33相連；所述內部區域網模塊33通過視頻解碼器模塊36與指揮中心顯示模塊34相連；所述視頻解碼器模塊36設有多個；所述農用管控單元3還包括指紋庫模塊37和中心管理平臺無線視頻網關模塊38；所述指紋庫模塊37和中心管理平臺無線視頻網關模塊38分別與內部區域網模塊33相連；所述終端模塊35包括客戶監控元件351、領導監控元件352、監控客戶端元件353和中心視頻元件354；所述中心視頻元件354設有多個。網絡模塊31接收數據傳輸模塊22傳輸過來的視頻，一邊向移動警務視頻監控模塊32傳輸視頻，移動警務視頻監控模塊32能夠對視頻進行時時監控；另一邊向內部區域網模塊33傳輸視頻， 內部區域網模塊33通過視頻解碼器模塊36將視頻傳輸到指揮中心顯示模塊34，指揮顯示模塊34將視頻顯示在大屏幕上；內部區域網模塊33將視頻傳輸到指紋庫模塊37和中心管理平臺無線視頻網關模塊38，進行存儲備用；內部區域網模塊33還將視頻傳輸到客戶監控元件351、領導監控元件352、監控客戶端元件353和中心視頻元件354，完成向外輸出使用。上述的視頻傳輸通道可逆，客戶監控元件351、領導監控元件352、監控客戶端元件353和中心視頻元件354可對視頻進行分析後，並能夠對無人機模塊11進行控制，以便完成各項農業工作，使農業工作的效率大大增加。

綜上所述，整合農用無人機管控系統的工作過程如下：無人機模塊11對地面上的目標4進行視頻獲取，然後將獲取的視頻傳輸給地面監測單元2；數據接收工作元件211接收無人機模塊11傳輸過來的視頻，並將視頻傳輸給數據處理工作元件212，數據處理工作元件212對視頻進行處理分析後傳輸給4G視頻工作元件213，4G視頻工作元件213再將視頻傳輸給以下四個模塊：數據傳輸模塊22、導航規劃模塊23、儲存模塊24和顯示模塊25，數據傳輸模塊22將視頻傳輸給網絡模塊31，而導航規劃模塊23能根據視頻信息或者終端模塊35發出的指令對無人機單元11進行導航規劃，儲存模塊24則儲存視頻，顯示模塊25則將視頻顯示出來；網絡模塊31接收數據傳輸模塊22傳輸過來的視頻，一邊向移動警務視頻監控模塊32傳輸視頻，移動警務視頻監控模塊32能夠對視頻進行時時監控；另一邊向內部區域網模塊33傳輸視頻，內部區域網模塊33通過視頻解碼器模塊36將視頻傳輸到指揮中心顯示模塊34，指揮顯示模塊34將視頻顯示在大屏幕 上；內部區域網模塊33將視頻傳輸到指紋庫模塊37和中心管理平臺無線視頻網關模塊38，進行存儲備用；內部區域網模塊33還將視頻傳輸到客戶監控元件351、領導監控元件352、監控客戶端元件353和中心視頻元件354，完成向外輸出使用。上述的視頻傳輸通道可逆，客戶監控元件351、領導監控元件352、監控客戶端元件353和中心視頻元件354可對視頻進行分析後，並能夠對無人機模塊11進行控制，以便完成各項農業工作。

本發明的農用無人機管控系統，克服了4G網絡在離地面有限的範圍外不能有效地運行的弱點，滿足現代化無人機植保作業高效率工作。

以上僅是本發明的具體應用範例，對本發明的保護範圍不構成任何限制。凡採用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本發明權利保護範圍之內。