一种作业费用计算支付装置、系统及方法与流程

本发明涉及费用计算支付技术领域，特别涉及一种植保无人机的作业费用计算支付装置、系统及方法。

背景技术：

植保无人机(简称为植保机)为用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，主要由飞行平台、GPS飞控、喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或GPS飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子和粉剂等。目前，植保无人机作业的面积是由相关人员凭借飞行区面积来估算统计的，计费也是根据该估算的面积或时间得到的，使得植保无人机及植保服务推广存在结算方式落后、结算自动化程度不高等问题，影响了植保无人机的推广使用。

当前农业植保无人机市场正在蓬勃发展，可以预见在未来将会替代传统人工喷药模式，促进农业精准化和现代化的发展。目前在农业植保无人机市场中由于设备生产商和飞防大队之间缺少必要的计费、结算手段，导致植保无人机及植保服务推广存在结算方式落后、结算成本高等局面，影响了植保无人机的推广使用。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种根据设备作业信息自动结算费用的、方便且有利于推广的作业费用计算支付装置、系统及方法，解决了当前农业植保无人机的计费、缴费困难问题，为植保服务提供商及植保无人机租赁公司之间的费用计算提供一种有效的解决方案。

本发明提供了一种作业费用计算支付装置，包括缴费模块、计算模块、计费模块、供电限制模块，所述计费模块分别与所述缴费模块和所述计算模块通讯连接，所述供电限制模块与所述计费模块通讯连接；

所述缴费模块用于充值费用，并将充值费用信息发送给所述计费模块；

所述计算模块用于根据设备作业信息计算费用参数，并将费用参数发送给所述计费模块；

所述计费模块用于接收费用参数，并根据费用参数计算作业费用，以及根据作业费用扣除充值费用形成余额，所述计费模块还用于记录费用参数信息、充值费用信息、作业费用信息和余额信息；

所述供电限制模块用于检测电流，和根据电流判断所述设备的工作状态，并将设备的工作状态反馈给所述计费模块。

在一个实施例中，所述缴费模块通过插卡形式、输入充值码形式、远端授权形式或电信运营商SIM代收形式进行费用充值，准确度和自动化程度高。

在一个实施例中，还包括通讯模块，所述通讯模块分别与所述计费模块和所述缴费模块通讯连接；所述通讯模块用于向所述缴费模块远程充值费用，以及发送所述计费模块记录的费用参数信息、充值费用信息、作业费用信息和余额信息给所述设备的运营服务中心。

在一个实施例中，所述供电限制模块包括电池接口、电流传感器、功率继电器、动力系统供电接口和工作状态检测模块，所述电池与所述电池接口通讯连接，所述动力系统与所述动力系统供电接口通讯连接；

所述设备包括电池和动力系统，所述电池产生的电流依次经过所述电池接口、所述电流传感器、所述功率继电器和所述动力系统供电接口，直至所述动力系统；

所述电流传感器、所述工作状态检测模块和所述计费模块依次通讯连接，所述电流传感器用于检测所述动力系统的电流，所述工作状态检测模块根据所述电流传感器检测到的电流值，判断所述设备的工作状态，并反馈给所述计费模块；

所述计费模块与所述攻率继电器通讯连接，所述攻率继电器根据所述计费模块记录的余额信息执行断开或闭合。

在一个实施例中，所述设备的工作状态包括作业模态和非作业模态；若电流值大于设定值，则所述工作状态检测模块判断所述设备的工作状态为作业模态；若电流值小于设定值，所述工作状态检测模块判断所述设备的工作状态为非作业模态；所述设定值为所述设备在悬停状态下所述动力系统工作所需的电流的80％。

在一个实施例中，所述计算模块包括作业面积计算模块和/或作业流量计算模块，所述作业面积计算模块用于计算所述设备的作业面积，所述作业流量计算模块用于计算所述设备的喷洒流量。

在一个实施例中，所述作业面积计算模块采集所述设备的飞行轨迹、飞行速度和飞行时间，并根据飞行轨迹、飞行速度和飞行时间计算作业面积，飞行轨迹和飞行速度由GPS采集；所述作业流量计算模块通过流量计记录所述设备的喷洒流量。

本发明还提供了一种作业费用计算支付系统，包括上述作业费用计算支付装置，所述设备为植保无人机，所述植保无人机还包括飞控系统；所述供电限制模块还包括装置识别接口，所述装置识别接口和所述飞控系统通讯连接，所述装置识别接口用于发送识别码至所述飞控系统，以驱动其进入工作状态。

本发明还提供了一种作业费用计算支付方法，包括上述作业费用支付系统，所述作业费用计算支付方法至少包括以下步骤：

S100，所述作业费用计算支付系统执行初始化；

S200，所述装置识别接口发送识别码至所述飞控系统；

S300，所述飞控系统接收识别码，若所述飞控系统能够识别所述识别码，确认识别码正确后，则所述飞控系统进行解锁，解锁后所述飞控系统进入工作状态，并执行S400；否则，所述飞控系统保持锁定状态；

S400，所述电流传感器实时检测所述动力系统的电流，并将电流值发送给所述工作状态检测模块；所述工作状态检测模块根据电流值判断植保无人机的工作状态，并将工作状态反馈给所述计费模块；

S500，所述计费模块检查余额，当所述植保无人机动力系统电流达到所述电流设定值时，若余额大于0，使所述功率继电器保持闭合，并执行S600，否则，执行所述功率继电器断开，使电池的电流无法传输至所述动力系统，并通过声或光信息提醒用户欠费；

S600，所述植保无人机动力系统电流大于所述电流设定值时，所述植保无人机进入作业模态；

S700，所述飞控系统按照预设指令或者控制端控制植保无人机进行植保作业，在植保作业过程中，所述计算模块计算费用参数，所述计费模块根据费用参数计算作业费用，并实时扣费；

S800，所述植保无人机完成作业后着陆，所述植保无人机的工作状态变为非作业模态；返回S500。

在一个实施例中，在S700中，还包括：当余额≤0时，所述植保无人机尚未着陆时，所述功率继电器保持闭合，所述植保无人机继续进行植保作业，所述植保无人机处于作业模态。

根据优选实施例，本发明具备如下优点：本发明提供了一种作业费用计算支付装置、系统及方法，与现有技术相比，更加准确，且自动化程度高，还可以实现异地监控和结算等。植保无人机加装本发明作业费用计算支付装置后，可以实现对作业面积和喷洒流量进行自动计算及缴费，同时能够对作业信息进行采集，形成农业作业大数据，便于查阅。

以下结合附图及实施例进一步说明本发明。

附图说明

图1为本发明所述作业费用计算支付装置的结构框图；

图2为本发明所述作业费用计算支付系统的结构框图；

图3为本发明所述供电限制模块的结构框图；

图4为本发明所述作业费用支付装置的支付示意图；

图5为本发明所述作业费用计算支付方法的流程图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

第一实施例

本实施例提供一种作业费用计算支付装置，如图1所示，作业费用计算支付装置包括缴费模块、计算模块、计费模块、通讯模块、供电限制模块，计费模块分别与缴费模块和计算模块通讯连接，通讯模块分别与计费模块和缴费模块通讯连接，供电限制模块与计费模块通讯连接。

缴费模块含有读卡器或SIM卡装置，缴费模块用于充值费用，并将充值费用信息发送给计费模块。

计算模块根据设备作业信息计算费用参数，并将费用参数发送给计费模块。

计费模块含有CPU，计费模块接收费用参数并根据费用参数计算作业费用，以及根据作业费用扣除充值费用形成余额，计费模块还实时记录费用参数信息、充值费用信息、作业费用信息和余额信息，并将这些信息实时发送给通讯模块。

计算模块在设备作业过程中实时将费用参数反馈给计费模块，计费模块也实时进行扣费。

通讯模块中含有蓝牙、WIFI、zigeebi和/或4G模块等，通讯模块可通过蓝牙、WIFI、zigeebi、4G等无线通讯手段经互联网接受来自无人机运营服务授权中心的远程充值。还可以通过蓝牙、WIFI、zigeebi、4G等无线通讯手段经互联网将计费模块记录的费用参数信息、充值费用信息、作业费用信息和余额信息发送给设备的运营服务中心，由运营服务中心进行数据的采集和记录，便于在费用纠纷时用于支付、计算费用的凭证。

供电限制模块用于检测电流，和根据电流判断设备的工作状态，并将设备的工作状态反馈给计费模块。

设备包括电池和动力系统，电池通过供电限制模块与动力系统相连，电池的电流通过供电限制模块传输至动力系统，以给动力系统供电。

进一步地，计算模块包括作业面积计算模块和/或作业流量计算模块，计算模块根据作业信息实时计算费用参数，作业信息为飞行轨迹、飞行速度、飞行时间和/或喷洒流量等。

作业面积计算模块采集设备的飞行轨迹、飞行速度和飞行时间，并根据飞行轨迹、飞行速度和飞行时间计算作业面积，飞行轨迹和飞行速度由GPS采集，其中飞行轨迹包括路线坐标值数据。作业流量计算模块通过流量计记录设备的喷洒流量，喷洒流量包括药剂、种子和粉剂等的喷洒流量。因此，可通过相互独立的计算模块计算相应的费用参数。

请参见图3，供电限制模块包括电池接口、电流传感器、功率继电器、动力系统供电接口和工作状态检测模块，设备的电池与电池接口通讯连接，动力系统与动力系统供电接口通讯连接。电池产生的电流依次经过电池接口、电流传感器、功率继电器和动力系统供电接口，直至动力系统。

电流传感器、工作状态检测模块和计费模块依次通讯连接，电流传感器用于检测动力系统的电流，工作状态检测模块根据电流传感器检测到的电流值，判断设备的工作状态，并反馈给计费模块。计费模块与攻率继电器通讯连接，攻率继电器根据计费模块记录的余额信息执行断开或闭合。

设备的工作状态包括作业模态和非作业模态；若电流值大于设定值，则工作状态检测模块判断设备的工作状态为作业模态；若电流值小于设定值，工作状态检测模块判断设备的工作状态为非作业模态；设定值为设备在悬停状态下动力系统工作所需的电流。

请参见图4，在实际应用中，用户可通过缴费模块进行费用的充值，因为缴费模块含有读卡器或SIM卡装置，用户可购买充值卡，并将该充值卡插入到读卡器中进行插卡式充值，还可采用输入充值码形式、远端授权形式或电信运营商SIM代收形式进行费用充值，准确度和自动化程度高。

第二实施例

本实施例提供了一种作业费用计算支付系统，请参见图2，作业费用计算支付系统包括第一实施例中所述的作业费用计算支付装置，设备以植保无人机为例，作业费用计算支付装置包括作业面积计算模块、作业流量计算模块、计费模块、缴费模块、通讯模块和供电限制模块；植保机包括电池、动力系统和飞控系统。电池、动力系统和飞控系统分别与供电限制模块通讯连接。

请参见图3，供电限制模块除了包括电池接口、电流传感器、功率继电器、动力系统供电接口和工作状态检测模块外，还包括装置设别接口。电池与电池接口通讯连接，动力系统与动力系统供电接口通讯连接，飞控系统与装置识别接口通讯连接，装置识别接口用于发送识别码至飞控系统。

第三实施例

本实施例提供了一种作业费用计算支付方法，包括第二实施例中所述的作业费用支付系统，作业费用支付系统包括作业费用计算支付装置和植保机，请参见图5，具体包括以下步骤：

S100，作业费用计算支付系统执行初始化；

S200，装置识别接口发送识别码至飞控系统；

S300，飞控系统接收识别码，若飞控系统能够识别识别码，确认识别码正确后，则飞控系统进行解锁，解锁后飞控系统进入工作状态，并执行S400；否则，飞控系统保持锁定状态；

S400，电流传感器实时检测动力系统的电流，并将电流值发送给工作状态检测模块；工作状态检测模块根据电流值判断植保无人机的工作状态，并将工作状态反馈给计费模块；

S500，所述计费模块检查余额，当所述植保无人机动力系统电流达到所述电流设定值时，若余额大于0，使所述功率继电器保持闭合，并执行S600，否则，执行所述功率继电器断开，使电池的电流无法传输至所述动力系统，并通过声或光信息提醒用户欠费；

S600，植保无人机动力系统电流大于所述电流设定值时，植保无人机进入作业模态；

S700，飞控系统按照预设指令或者控制端控制植保无人机进行植保作业，在植保作业过程中，计算模块计算费用参数，计费模块根据费用参数计算作业费用，并实时扣费；当余额≤0时，植保无人机继续进行植保作业，此时，植保无人机处于作业模态；

S800，植保无人机完成作业后着陆，植保无人机的工作状态变为非作业模态，返回S500。

在上述步骤S400～S800中，电流传感器实时检测动力系统的电流，工作状态检测模块根据电流值实时判断植保无人机的工作状态，当植保无人机处于作业模态时，计费模块实时扣除作业费用。植保无人机完成作业着陆后才进入非作业模态，植保无人机在作业过程中一直处于作业模态。

在S400中，若电流大于设定值，工作状态检测模块判断植保无人机的工作状态为作业模态；若电流小于设定值，工作状态检测模块判断植保无人机的工作状态为非作业模态。设定值为植保无人机在悬停状态下动力系统工作所需的电流的80％左右。

在S600中，可通过缴费模块充值费用，并将充值费用信息发送给计费模块。包括通过插卡形式、输入充值码形式、远端授权形式或电信运营商SIM代收等形式进行费用充值。进一步地，还可通过通讯模块向缴费模块远程充值费用。在费用充值后，计费模块根据充值费用更新余额。

前述通讯模块还可以发送计费模块记录的费用参数信息、充值费用信息、作业费用信息和余额信息给设备的运营服务中心，由运营服务中心进行数据的采集和记录，便于在费用纠纷时用于支付、计算费用的凭证。进一步地，在通讯模块检测到能够与运营服务中心进行信息传输时，通讯模块自动将费用参数信息、充值费用信息、作业费用信息和余额信息发送给运营服务中心。

在S700中，由于植保作业过程中，植保无人机的工作状态均处于作业模态，因此，当计费模块扣费造成余额不足的时候，也不会突然切断无人机动力系统和电池的连接线路，而造成植保机坠机的现象，因此，该系统允许欠费。

在S700中，费用参数包括作业面积和作业流量。计算模块包括作业面积计算模块和作业流量计算模块，作业面积计算模块用于计算植保机的作业面积，作业流量计算模块用于计算植保机的作业流量。作业面积计算模块采集植保无人机的飞行轨迹、飞行速度和飞行时间，并根据飞行轨迹、飞行速度和飞行时间计算作业面积，飞行轨迹和飞行速度由GPS采集；作业流量计算模块通过流量计记录植保无人机的喷洒流量。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围采用，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。