一种基于无人飞行装置技术的粮库巡查系统的制作方法

本发明涉及智能化粮库管理领域，尤其涉及一种基于无人飞行装置技术的粮库巡查系统。

背景技术：

中国是粮食生产与消费大国，粮食安全关乎到国计民生。而作为粮食流通中间最为重要环节的粮库，其安全性更为重中之重。为了确保粮库中粮食仓储的安全，目前在我国部分粮库里使用了粮情监测系统，系统可以对粮库内外的温度、湿度、虫害以及熏蒸情况进行监控，还可以对类似于火灾等突发情况进行检测报警。粮情监测系统将监测数据通过有线或无线网络传递至中心服务器，配合分析策略，实现对粮库的智能化管理。

由于我国面积广大，粮库数量众多且环境非常复杂，所以上述采用无线或有线通讯方式的粮情监测系统在实际实施中经常存在有布线不方便、地面无线信号质量不佳、通讯不稳定等问题。因此粮库中在无法进行稳定自动巡检的情况下，还需要配合人工巡检。而粮库面积一般都非常大，人工方式费时费力，效率极低。如何在复杂环境下保证粮库巡检质量，提高巡检效率是粮库管理中亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术存在的诸多缺陷。

为达到上述目的，本发明公开了一种基于无人飞行装置技术的粮库巡查系统，包括：无人飞行装置、粮情监测系统和远程服务平台；其中，

无人飞行装置包括：数据采集模块和无线通信模块；其中，数据采集模块包括：远程射频子模块；

粮情监测系统包括：射频发射装置；

远程射频子模块接收和存储射频发射装置发送的粮情数据；而后通过无线通信模块上传至远程服务平台。

优选地，无人飞行装置还包括：供电模块；供电模块包括聚合物锂电池和太阳能电池板；可以根据天气情况自由切换供电模式，提高无人飞行装置续航能力。

优选地，无人飞行装置还包括：报警模块、定位与避障模块和航速航向检测模块；其中，

报警模块通过设置阈值判断无人飞行装置运行状态和粮情监测系统状态是否正常，如无人飞行装置运行状态和/或粮情监测系统状态异常，则发送报警信号，并通过无线通信模块上传至远程服务平台；

定位与避障模块包括：卫星定位子模块和雷达；用于确定无人飞行装置的实时位置和检测无人飞行装置周围的环境，并将实时位置发送给航速航向检测模块；

航速航向检测模块包括：航速检测子模块和航向检测子模块；用于控制无人飞行装置的航速以及航向。

优选地，数据采集模块还包括：视频采集子模块；视频采集子模块具体为摄像头，根据预设和/或通过无线通信模块根据远程服务平台的控制信号进行图片和/或视频的拍摄及上传。

优选地，远程射频子模块包括：远程射频卡和读卡器；其中，远程射频卡用于接收和存储射频发射装置发送的粮情数据，读卡器用于读取远程射频卡接收的粮情数据，并发送给无线通信模块。

当无线通信模块网络状态良好时，实时上传粮情数据；当无线通信模块网络状态不好时，远程射频卡启用离线存储功能，存储粮情数据，待网络状态恢复良好时，上传粮情数据。

优选地，远程服务平台用于控制无人飞行装置；包括：参数设置、路径设置和远程控制；其中，

参数设置包括：巡检高度设置、巡检速度设置、巡检周期设置和报警阈值设置；

远程控制包括：实时控制无人飞行装置的飞行状态和控制视频采集子模块的拍摄和/或录制。

优选地，远程服务平台还用于数据处理；包括：实时数据查询、历史数据查询和数据分析；其中，

实时数据查询包括：无人飞行装置实时数据查询和粮情实时数据查询；

历史数据查询包括：无人飞行装置历史巡检数据查询和粮情历史数据查询；

数据分析包括：粮情预测和管理策略建议。

本发明的优点在于：利用无人飞行装置，根据事先设定的路线，对各个粮库进行低空巡检；每个粮库的粮情监测系统数据汇聚节点通过射频发射装置，将该粮库的粮情数据写入无人飞行装置的远距离射频卡；无人飞行装置根据无线通信状况，选择将射频卡中的数据通过无线传输模块实时传送给远程服务器平台；或是进行离线巡检，到指定地点后再进行批量传输；远程服务器平台将对接收到的数据进行存储、分析处理，用户可以登录该平台进行远程监控和数据分析。

附图说明

为了更清楚说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种基于无人飞行装置技术的粮库巡查系统框图；

图2为本发明实施例的远程服务平台功能框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

图1为一种基于无人飞行装置技术的粮库巡查系统框图。如图1所示，一种基于无人飞行装置技术的粮库巡查系统，包括：无人飞行装置、粮情监测系统和远程服务平台。

无人飞行装置包括：供电模块、数据采集模块、无线通信模块、报警模块、定位与避障模块和航速航向检测模块。其中，

供电模块包括聚合物锂电池和太阳能电池板；可以根据天气情况自由切换供电模式，提高无人飞行装置续航能力。

具体地，聚合物锂电池的电芯容量为18000ma〃h(3.7v)，配合电池保护板具有温度、短路、各种电路保护的多重安全设计；太阳能电池板采用100w单晶硅太阳能电池板，光电转化率为18％。

数据采集模块包括：远程射频子模块和视频采集子模块。

远程射频子模块包括：远程射频卡和读卡器；其中，远程射频卡用于接收和存储射频发射装置发送的粮情数据，读卡器用于读取远程射频卡接收的粮情数据，并发送给无线通信模块。

具体地，远程射频卡采用2.4ghz的有源射频卡，读卡距离为0～150米。

视频采集子模块具体为摄像头，根据预设和/或通过无线通信模块根据远程服务平台的控制信号进行图片和/或视频的拍摄及上传。

具体地，摄像头采用360°的鱼眼摄像头。

无线通信模块用于接收远程服务平台发送的信号，和向远程服务平台发送数据。采用gprs或4g方式传输数据。

报警模块通过设置阈值判断无人飞行装置运行状态和粮情监测系统状态是否正常，如无人飞行装置运行状态和/或粮情监测系统状态异常，则发送报警信号，并通过无线通信模块上传至远程服务平台。

定位与避障模块包括：卫星定位子模块和雷达；用于确定无人飞行装置的实时位置和检测无人飞行装置周围的环境，并将实时位置发送给航速航向检测模块。

具体地，卫星定位子模块采用gps卫星定位系统或北斗卫星定位系统，用于无人飞行装置的定位和巡航；雷达采用激光雷达，其检测角度为360°，检测范围不低于10米，用于无人飞行装置巡航中障碍物的检测。

航速航向检测模块包括：航速检测子模块和航向检测子模块；用于控制无人飞行装置的航速以及航向。

具体地，航速检测子模块采用微型差分式数字空速计，如pixhawkox4型差分空速管，用于对无人飞行装置飞行过程的速度检测；航向检测子模块采用微型数字陀螺仪或三轴角速度传感器，如mpu6050模块三维角度传感器，用于对无人飞行装置飞行过程的方向检测。

粮情监测系统包括：射频发射装置。

具体地，在现有的粮情监测系统基础上加装射频发射装置，与远程射频子模块形成单向发射/接收关系。

远程射频子模块接收和存储射频发射装置发送的粮情数据；而后通过无线通信模块上传至远程服务平台。

当无线通信模块网络状态良好时，实时上传粮情数据；当无线通信模块网络状态不好时，远程射频卡启用离线存储功能，存储粮情数据，待网络状态恢复良好时，上传粮情数据。

图2为本发明实施例的远程服务平台功能框图，如图2所示。

远程服务平台用于控制无人飞行装置；包括：参数设置、路径设置和远程控制；其中，

参数设置包括：巡检高度设置、巡检速度设置、巡检周期设置和报警阈值设置；

远程控制包括：实时控制无人飞行装置的飞行状态和控制视频采集子模块的拍摄和/或录制。

远程服务平台还用于数据处理；包括：实时数据查询、历史数据查询和数据分析；其中，

实时数据查询包括：无人飞行装置实时数据查询和粮情实时数据查询；

历史数据查询包括：无人飞行装置历史巡检数据查询和粮情历史数据查询；

数据分析包括：粮情预测和管理策略建议。

具体地，远程服务平台采用分层的b/s软件架构。用户可以通过计算机或者智能手机等设备访问远程服务平台。

在远程服务平台上，用户可以查看无人飞行装置的状况，例如航速与航向、位置、电量；可以查看无人飞行装置监测到的粮情状况，无人飞行装置发出的报警信息等。

用户还可以设置无人飞行装置的工作参数，例如目标位置、巡航周期、巡航高度速度、报警阈值和路径设置等，其中路径设置可以是无人飞行装置按照预设路线巡检粮库，并在巡检过程中按照预设读取各个粮库粮情数据、按用户要求拍摄粮库周边实况、根据网络情况或预设进行数据实时上传或离线保存后上传远程服务平台。

用户还可以查看大数据预测情况。系统会根据无人飞行装置监测到的数据，结合历史数据，建立适当的粮情综合诊断和评估的量化模型。从各项指标的时间与空间的关联性角度来定量阐明粮库粮情变化与环境之间的因果关系，并预测仓储事故是否会发生，给用户提出预警及相关预防措施建议。

本发明提供了一种基于无人飞行装置技术的粮库巡查系统，利用无人飞行装置，根据事先设定的路线，对各个粮库进行低空巡检；每个粮库的粮情监测系统数据汇聚节点通过射频发射装置，将该粮库的粮情数据写入无人飞行装置的远距离射频卡；无人飞行装置根据无线通信状况，选择将射频卡中的数据通过无线传输模块实时传送给远程服务器平台；或是进行离线巡检，到指定地点后再进行批量传输；远程服务器平台将对接收到的数据进行存储、分析处理，用户可以登录该平台进行远程监控和数据分析。

系统中的供电模块，采用了聚合物锂电池和太阳能电池板两种供电方式组合，这样能最大程度地保证无人飞行装置的续航。例如，在连续阴雨天时，太阳能电池板无法发挥作用，则可用锂电池供电；航向距离过长，锂电池电量耗尽，则可用太阳能电池板充电，保证无人飞行装置继续航行。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。