自动式棉田信息采集系统的制作方法

本实用新型属于棉田自动化管理领域，尤其涉及一种自动化棉田信息采集系统。

背景技术：

目前，河南省棉花种植面积约l000万亩，其中90%左右为春播麦垄套种棉，10%左右为夏播棉。麦垄套种棉在小麦收获前存在着和小麦争水、争肥、争光的矛盾，早期生长大都营养不良，发育不好，麦收后半个月内棉花很快就会恢复生机。这个时期应加强棉田管理。但受现代农业管理模式逐步向集约化方向发展，越来越多的地方已经开始实践集约化棉田，这就出现了纯靠人工进行棉田信息采集上容易出现误判、延时等问题，不利于棉田在收获前的状态信息及时采集。

随着无人机技术的发展，越来越多的地区开始试点将无人机应用到棉田管理方面。如中国专利文献CN 105711840 A公开了一种农用无人机，包括无人机本体，所述的无人机本体的上部设置有农药盛放容器；农药盛放容器的下部设置有液量感应器；所述的液量感应器的一侧设置有无线发射装置；无人机本体的里部设置有飞行控制板；飞行控制板上设置有导航系统装置；飞行控制板上设置有远程控制接收器；无人机本体的下表面上设置有摄像头；无人机本体的四个角上设置有高转速旋翼，拆卸简单，摄像头可以多次对棉田进行巡查，帮助农户更准确地了解粮食生长情况，从而更有针对性地播洒农药，防治害虫或是清除杂草，旋翼产生向下的气流，扰动了作物叶片，药液更容易渗入，可以减少20%以上的农药用量，节约了成本并且增加了产业的效益。

但现有农用无人机主要应用在播种、农药喷洒和叶面肥喷洒中，在棉田成长过程中的时时状态监控，还不存在类似的技术。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种适用于对棉田实时状态进行监测的自动化棉田信息采集系统。

为解决上述技术问题，本实用新型中自动化棉田信息采集系统的技术方案如下：

自动化棉田信息采集系统，包括位于天地里的程控装置和用于在空中巡航的飞行器，

飞行器包括四旋翼形式的无人机，无人机上设有导航系统，无人机的支架下方搭载有摄像头、水分测量仪和电子温度计；

程控装置包括单个程控台和若干个无线充电站，程控台上设有供人为设定飞行器巡航路线的交互屏幕，各无线充电站在天地里均布并接入市政电网或农业电网，并且程控台内预设有供飞行器根据导航系统显示位置而就近选择无线充电站进行充电的充电控制电路。

无线充电站有五个，其中一个位于天地的中心，另外四个位于天地的四角；

程控台为以下方式中任一种：

a，程控台固定在天地靠近田间道路的一侧边沿，程控台上设有用于接入市政用电或农业用电的接线结构；

b，程控台安装在车辆上，程控台上设有用于接入车辆用电系统的通电接口。

程控台内还预设有用于在摄像头拍摄到一处棉田叶片色度到达设定色度时无人机向目标区降落的预设采样电路；

无人机支架下方可拆换的固定连接有位于中心的撑杆，撑杆的下端连接有用于夹紧棉叶的采样夹，采样夹上传动连接有用于控制开合的驱动机构，所述水分测量仪和电子温度计位于采样夹的一侧夹板上。

采样夹的两侧夹板分别为固定在撑杆下端的固定夹板和铰接在固定夹板上的活动夹板，活动夹板的一侧从固定夹板的边沿伸出，驱动机构为铰接在活动夹板伸出部分和撑杆之间的电动推杆，电动推杆通过控制器电连接有位于无人机支架下面的接近开关。

固定夹板上安装有可垂直于固定夹板伸缩的电动推杆式的采样装置，所述水分测量仪和电子温度计连接在采样装置上，并且在固定夹板上安装有通过控制器与采样装置电连接的微动开关。

天地里还设有呈阵列分布的灌溉喷头，每个灌溉喷头上设有用于控制开关的电磁阀，电磁阀通过有线连接或无线连接的形式控制电连接在程控台上。

本实用新型的有益效果是：

以无人机搭载摄像头、水分测量仪和电子温度计的方式对棉田实时信息进行采集，同时以天地里均布的无线充电站对无人机进行续航；通过程控台对无人机的巡航路线进行预设规划，从而实现长时间的对棉田中实时信息的采集，适用于对棉田实时状态进行监测。

附图说明

图1是本实用新型中采集系统的地面设施布局图；

图2是本实用新型中采集系统的无人机的立体示意图；

图3是图2的主视图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型中自动化棉田信息采集系统的实施例：如图1至图3所示，该系统主要由地面设施和飞行器组成。

地面设施又包括程控装置和灌溉装置两部分。

程控装置包括单个程控台和若干个无线充电站1。其中，程控台上设有供人为设定飞行器巡航路线的交互屏幕，程控台安装在车辆上，程控台上设有用于接入车辆用电系统的通电接口；程控台内预设有供飞行器根据导航系统显示位置而就近选择无线充电站1进行充电的充电控制电路；程控台内还预设有用于在摄像头拍摄到一处棉田叶片色度到达设定色度时无人机向目标区降落的预设采样电路。无线充电站1有五个，其中一个位于天地的中心，另外四个位于天地的四角。

灌溉装置包括在天地里呈阵列分布的灌溉喷头7，每个灌溉喷头7上设有用于控制开关的电磁阀，电磁阀通过有线连接或无线连接的形式控制电连接在程控台上。

飞行器包括四旋翼形式的无人机2，无人机2上设有导航系统，无人机2的支架下方搭载有摄像头、水分测量仪和电子温度计；无人机2支架下方可拆换的固定连接有位于中心的撑杆3，撑杆3的下端连接有用于夹紧棉叶的采样夹4，采样夹4上传动连接有用于控制开合的驱动机构5，所述水分测量仪和电子温度计位于采样夹4的一侧夹板上；采样夹4的两侧夹板分别为固定在撑杆3下端的固定夹板和铰接在固定夹板上的活动夹板，活动夹板的一侧从固定夹板的边沿伸出，驱动机构5为铰接在活动夹板伸出部分和撑杆3之间的电动推杆，电动推杆通过控制器电连接有位于无人机2支架下面的接近开关；固定夹板上安装有可垂直于固定夹板伸缩的电动推杆式的采样装置6，所述水分测量仪和电子温度计连接在采样装置6上，并且在固定夹板上安装有通过控制器与采样装置6电连接的微动开关。采样装置6和驱动机构5在撑杆3两侧对称分布。

该系统的工作原理是：

在程控台和飞行器随车辆到达预设棉田后，操作员通过操作程控台放飞飞行器，飞行器按照程控台内预设路线在棉田中进行巡航；在巡航过程中一旦遭遇飞行器电量低于预定值时，飞行器按照导航系统中显示位置选择最近的无线充电器，悬停在无线充电器上方进行充电，直至电量达到设定值后，返回预定路线继续巡航；在巡航过程中一旦摄像头拍摄到的头像色度低于设定值时，飞行器向目标区域降落，直至目标区域内棉田的棉叶触发接近开关后，飞行器悬停在目标区棉田上，同时采样夹4在驱动机构5的带动下夹紧棉叶，然后采样装置6伸出而将水分测量仪和电子温度计抵紧在棉叶上，对棉叶的温度和湿度进行测量，实现数据采集并上传至上位机；在棉田需要收获时，车辆再次到达棉田而对飞行器进行回收。

本实用新型中自动化棉田信息采集系统的其他实施例：程控台也可以固定在天地靠近田间道路的一侧边沿，程控台上设有用于接入市政用电或农业用电的接线结构。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。