CN109090086A - 一种植保无人机喷洒控制***及其喷洒控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植保无人机喷洒控制***，包括单片机、移动终端、GPS定位模块、风力感应模块、液位检测模块、数据存储模块、陀螺仪、水泵和喷头，所述单片机分别电性连接GPS定位模块、风力感应模块、液位检测模块和陀螺仪，所述单片机与移动终端之间通过通信模块网络连接，用于交换相互之间的数据信息，所述单片机还包括通信模块、接收模块、处理模块、计算模块和预存储模块，所述单片机、控制模块、GPS定位模块、水泵和陀螺仪均安装在无人机本体内。该植保无人机喷洒控制***，遭遇紧急状况时，能够及时的进行停止处理，并在结束后继续开始，提高了农药喷洒的均匀性，并减少了农药的浪费损耗。

Description

一种植保无人机喷洒控制***及其喷洒控制方法

技术领域

本发明属于农业植保无人机技术领域，具体涉及一种植保无人机喷洒控制***及其喷洒控制方法。

背景技术

植保无人机是一种新型农业植保设备。它主要由无人机携带喷洒设备组成，应用于对农田、林地和城市绿化地的农药植保喷洒任务。植保无人机在我国尚属起步阶段，但是它带来的新型喷洒方式在效率上是传统喷洒方式的50倍以上，减少农药40％的用量，同时降低60％的土壤农残，在喷洒过程中节水98％。因而植保无人机具有广泛的市场价值。。

植保无人机喷洒设备的工作方式直接影响到农药喷洒的最终效果。目前，农业植保无人机的喷洒***基本上是通过飞行的高度与速度计算出喷洒速度，从而使农药在喷洒过程中能够均匀喷洒，但是这种计算方式在开始前不能够合理的计算出无人机的喷洒运行轨迹，使得通过手动或自动控制时，容易在转弯时导致重复喷洒，从而浪费了农药量，并降低了喷洒的均匀性，另外当遇到进行状况下，不能够及时的进行停止，既容易造成无人机的损伤，同时也不利于喷洒的均匀性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种植保无人机喷洒控制***及其喷洒控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种植保无人机喷洒控制***，包括单片机、移动终端、GPS定位模块、风力感应模块、液位检测模块、数据存储模块、陀螺仪、水泵和喷头，所述单片机分别电性连接GPS定位模块、风力感应模块、液位检测模块和陀螺仪，所述单片机与移动终端之间通过通信模块网络连接，用于交换相互之间的数据信息，所述单片机还包括通信模块、接收模块、处理模块、计算模块和预存储模块，所述单片机、控制模块、GPS定位模块、水泵和陀螺仪均安装在无人机本体内。

优选的，所述水泵与喷头通过管道连接设置在无人机本体内的药液箱，用于输出药液箱内的喷洒控制量，所述液位检测模块设置为液位传感器，安装在药液箱的内部，且液位检测模块通过接收模块连接单片机内的处理模块，所述水泵和喷头还受控与设置在单片机内的控制模块，并与控制模块电性连接。

优选的，所述移动终端包括智能手机和电脑中的任一种，所述通信模块包括WIFI模块、蓝牙模块、红外感应模块和GPRS模块中的任一种，且移动终端通过通信模块还分别连接单片机内的处理模块和计算模块。

优选的，所述预存储模块用于存储单片机内接收模块接收到的感应信息和传感信息，且预存储模块还连接有数据存储模块，并通过数据存储模块连接处理模块，用于将预存储模块内的信息与数据存储模块内的信息进行比较处理，比较完成后，预存储模块内的数据信息转移到数据存储模块内进行存储。

优选的，所述风力感应模块安装在无人机机体的外侧，风力感应模块设置为风力测量仪，用于检测植保无人机喷洒飞行时的风速，并传递至预存储模块内与上次检测数据进行比较。

优选的，所述GPS定位模块主要用于获取植保无人机的飞行速度和飞行位置，并通过接收模块存储至预存储模块内，所述陀螺仪用于获取植保无人机的滚转姿态角。

一种植保无人机喷洒控制***的喷洒控制方法，包括以下步骤：

S1，首先通过移动终端向控制终端内输入喷洒的区域范围，控制终端根据喷洒的范围计算出最适的喷洒路径；

S2，并根据喷洒范围，计算并确定农药需要喷洒量；

S3，检测并获取飞行的高度、速度；

S4，计算出喷洒速度，并获取当前药液余量和喷洒时的风速；

S5，根据喷洒速度计算出输出控制量，并传递控制信号给水泵，进行实时流量的调整，同时当出现药液余量过低和风速过高时，停止喷洒，并记录此时的喷洒位置；

S6，药液补充完成后，且风速正常，以同样的喷洒速度从截断时位置重新开始喷洒，直至完成喷洒。

本发明的技术效果和优点：该植保无人机喷洒控制***及其喷洒控制方法，通过设置有移动终端和单片机，移动终端充当无人机的遥控装置密切移动终端内可以提前将喷洒区域图输入无人机内的单片机内，经单片机内进行处理运算后，从而得出喷洒的最佳途径，保证喷洒完成的同时，尽可能的减少重复喷洒，提高了喷洒的均匀性，并降低了药液的浪费，且在无人机机体内安装有液位检测模块，在无人机机体外安装有风力感应模块，从而能够对药液箱内的药液进行实时监测，避免药液使用完成后无人机仍在喷洒，且风力感应模块能够实时对风速进行检测，并与上段时间的风速进行对比比较，风速变化较大时，通过单片机内的控制模块停止喷洒，并记录此时喷洒位置，既避免了风速较大时喷洒造成的不均匀和浪费现象，同时又能够在风速正常时直接从截断位置开始，进一步提高了喷洒的均匀分布性，和无人机喷洒的安全性。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的组合框图；

图3为本发明的单片机内部结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-3所示的一种植保无人机喷洒控制***，包括单片机、移动终端、GPS定位模块、风力感应模块、液位检测模块、数据存储模块、陀螺仪、水泵和喷头，所述单片机分别电性连接GPS定位模块、风力感应模块、液位检测模块和陀螺仪，所述单片机与移动终端之间通过通信模块网络连接，用于交换相互之间的数据信息，所述单片机还包括通信模块、接收模块、处理模块、计算模块和预存储模块，所述单片机、控制模块、GPS定位模块、水泵和陀螺仪均安装在无人机本体内。

具体的，所述水泵与喷头通过管道连接设置在无人机本体内的药液箱，用于输出药液箱内的喷洒控制量，所述液位检测模块设置为液位传感器，安装在药液箱的内部，用于实时检测药液箱内的药液深度，且液位检测模块通过接收模块连接单片机内的处理模块，所述水泵和喷头还受控与设置在单片机内的控制模块，并与控制模块电性连接，实现喷洒量受单片机的控制，且所述单片机优选华大单片机HC32L15X，起到低功耗的作用。

具体的，所述移动终端包括智能手机和电脑中的任一种，所述通信模块包括WIFI模块、蓝牙模块、红外感应模块和GPRS模块中的任一种，且移动终端通过通信模块还分别连接单片机内的处理模块和计算模块，由实现通过移动终端输入喷洒位置区域图，并根据无人机的大小和飞行的轨迹，在单片机内计算出此喷洒区域图下的最适飞行轨迹，从而设定自动飞行喷洒模块，节省人力操作，并能够保证喷洒的均匀性。

具体的，所述预存储模块用于存储单片机内接收模块接收到的感应信息和传感信息，且预存储模块还连接有数据存储模块，并通过数据存储模块连接处理模块，用于将预存储模块内的信息与数据存储模块内的信息进行比较处理，比较完成后，预存储模块内的数据信息转移到数据存储模块内进行存储，形成检测数据的实时比较，使在出现突发状况时，能够通过数据间的波动图第一时间观察到，便于实现对无人机的控制操作。

具体的，所述风力感应模块安装在无人机机体的外侧，风力感应模块设置为风力测量仪，用于检测植保无人机喷洒飞行时的风速，并传递至预存储模块内与上次检测数据进行比较。

具体的，所述GPS定位模块主要用于获取植保无人机的飞行速度和飞行位置，并通过接收模块存储至预存储模块内，所述陀螺仪用于获取植保无人机的滚转姿态角。

具体的，该植保无人机喷洒控制***及其喷洒控制方法，首先通过移动终端向控制终端内输入喷洒的区域范围，控制终端根据喷洒的范围计算出最适的喷洒路径，并根据喷洒范围，计算并确定农药需要喷洒量，检测并获取飞行的高度、速度，计算出喷洒速度，并获取当前药液余量和喷洒时的风速，根据喷洒速度计算出输出控制量，并传递控制信号给水泵，进行实时流量的调整，同时当出现药液余量过低和风速过高时，停止喷洒，并记录此时的喷洒位置，药液补充完成后，且风速正常，以同样的喷洒速度从截断时位置重新开始喷洒，直至完成喷洒。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种植保无人机喷洒控制***，包括单片机、移动终端、GPS定位模块、风力感应模块、液位检测模块、数据存储模块、陀螺仪、水泵和喷头，其特征在于：所述单片机分别电性连接GPS定位模块、风力感应模块、液位检测模块和陀螺仪，所述单片机与移动终端之间通过通信模块网络连接，用于交换相互之间的数据信息，所述单片机还包括通信模块、接收模块、处理模块、计算模块和预存储模块，所述单片机、控制模块、GPS定位模块、水泵和陀螺仪均安装在无人机本体内。

2.根据权利要求1所述的一种植保无人机喷洒控制***，其特征在于：所述水泵与喷头通过管道连接设置在无人机本体内的药液箱，用于输出药液箱内的喷洒控制量，所述液位检测模块设置为液位传感器，安装在药液箱的内部，且液位检测模块通过接收模块连接单片机内的处理模块，所述水泵和喷头还受控与设置在单片机内的控制模块，并与控制模块电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种植保无人机喷洒控制***，其特征在于：所述移动终端包括智能手机和电脑中的任一种，所述通信模块包括WIFI模块、蓝牙模块、红外感应模块和GPRS模块中的任一种，且移动终端通过通信模块还分别连接单片机内的处理模块和计算模块。

4.根据权利要求1所述的一种植保无人机喷洒控制***，其特征在于：所述预存储模块用于存储单片机内接收模块接收到的感应信息和传感信息，且预存储模块还连接有数据存储模块，并通过数据存储模块连接处理模块，用于将预存储模块内的信息与数据存储模块内的信息进行比较处理，比较完成后，预存储模块内的数据信息转移到数据存储模块内进行存储。

5.根据权利要求1所述的一种植保无人机喷洒控制***，其特征在于：所述风力感应模块安装在无人机机体的外侧，风力感应模块设置为风力测量仪，用于检测植保无人机喷洒飞行时的风速，并传递至预存储模块内与上次检测数据进行比较。

6.根据权利要求1所述的一种植保无人机喷洒控制***，其特征在于：所述GPS定位模块主要用于获取植保无人机的飞行速度和飞行位置，并通过接收模块存储至预存储模块内，所述陀螺仪用于获取植保无人机的滚转姿态角。

7.一种权利要求1-6任一项所述的植保无人机喷洒控制***的喷洒控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，首先通过移动终端向控制终端内输入喷洒的区域范围，控制终端根据喷洒的范围计算出最适的喷洒路径；

S2，并根据喷洒范围，计算并确定农药需要喷洒量；

S3，检测并获取飞行的高度、速度；

S4，计算出喷洒速度，并获取当前药液余量和喷洒时的风速；

S5，根据喷洒速度计算出输出控制量，并传递控制信号给水泵，进行实时流量的调整，同时当出现药液余量过低和风速过高时，停止喷洒，并记录此时的喷洒位置；

S6，药液补充完成后，且风速正常，以同样的喷洒速度从截断时位置重新开始喷洒，直至完成喷洒。