多旋翼飞行器关于物联网方面应用研究任务书
[关键词:多旋翼飞行器,物联网] [热度 ]主要从项目实施结果与成效、特色与创新点、推广与应用、实施心得、改进意见等方面论述
本项目是将多旋翼无人机作为物联网数据采集系统的平台,将采集系统带到天上全方位立体化的采集大田农业数据。整套系统包含两部分:无人机平台和物联网农业数据采集系统。
无人机平台:本部分包含无刷电机,电子调速器,飞行控制器,供电电路,自主设计的无人机机架以及发射机接收机等。
物联网农业数据采集系统:本部分包含:高清相机,三轴开源云台,空气温湿度传感器,二氧化碳浓度传感器,基于MSP430单片机的核心控制器,数据储存模块,数据回传模块,数据接受模块图像传输模块,图像接收模块,供电电路等。
从以上结构不难看出本项目系统的工作原理:多旋翼无人机将数据采集系统带到天上之后,数据采集系统开始工作,空气温湿度传感器和二氧化碳浓度传感器把采集的数据交由单片机处理,单片机处理后转存到数据储存模块中,高清相机则是将经过开源三轴云台赠稳后拍摄的图像直接储存,图像与无人机飞行数据则是通过数据传输模块与图像传输模块实时传输到地面控制端。控制人员可以根据回传的数据和图像对无人机的轨迹进行操控。在本项目系统采集数据完成降落之后,控制人员即可取下数据储存模块读取数据进行分析。
多旋翼无人机具有强大的机动性,灵活性以及可操作性和良兼容性。本项目将多旋翼无人机与传统的物联网传感器以及信息采集技术进行融合集成,创造出全新高效的信息采集模式,可以极大的提高数据采集效率。传统信息采集系统一般是固定式,采集信息具有离散性,系统灵活性差,无法根据实际需要获取大范围区域视频信息。基于多旋翼无人机平台、视频技术以及传统物联网技术的结合,使得采集系统的机动性显著增强,并且可根据实际场景及实际需求获取区域范围内连续、全面的视频及农业信息。因此,本系统的研发可极大提高农业信息的获取能力,提高农业信息获取效率。
而我国是个传统农业大国,资源丰富,随着改革开放、国家规划的推进,农业经济得到了快速发展。但在从传统农业向现代农业转变的过程中,尚未从根本上改变 100多年来造成的落后状态。目前我国对于大面积的农业管理中,运用普通观察的技术无法全面地了解农作物的生长周期,农田信息监测延迟,进而影响农作物成熟收获最佳期的决策。在农业保险勘查方面,当遇到大范围或大面积自然灾害时,农作物查勘定损工作量极大,依靠传统人工手段查勘定损难,成为制约行业发展的最大难题。而且目前我国绝大部分地区的数据采集方式依然是固定式,极少运用无人机采集数据。采集模式单一,数据分析效率不高是导致我国长期无法在农业方面取得重大突破的原因之一。
目前我国采集农业数据的模式与方法都存在很大局限性,需要通过基于无人机平台的数据采集系统来提升采集数据的能力与效率;当前无人机极少用于数据采集,并且用于数据采集的无人机也大都存在设计结构与具体用途优化不够,采集系统设计与安装太适合农业环境信息需求,安全性差的弊端。
在本项目系统制作完成后,在确保安全的情况下,我曾多次将本系统置于试验田做飞行和数据采集测试。结果令人满意。空气温度传感器因为多旋翼无人机产生风力干扰的缘故会有三度左右的温度差。前期飞行不稳定和4K录像产生的鱼眼畸变等问题基本被解决。后经过多次测试,数据采集系统各仪器均正常工作。其中,高清相机所录制的视频数据清晰度高达4K,色彩均衡,可以直接使用。