基于GPS导航的无人机施药作业自动控制系统及方法

摘要

本发明提供了一种基于GPS导航的无人机施药作业自动控制系统及方法，属于农业技术领域。飞行控制主机的主通讯端与GPS通讯连接，其主控制输出端接旋翼飞行系统的受控端，用以根据预定航线和GPS传来的实时位置信息向飞行系统发出导航控制信号；无人直升机上还装有由药箱、液泵、喷杆及喷头组成的施药装置，以及施药控制系统，施药控制系统包括主控制电路、通讯模块、反馈模块、信号处理模块及电力变送模块；主控制电路通过通讯模块将施药系统状态信息反馈给飞行控制主机；信号处理模块将主控制电路发出的施药控制信号放大成电信号，控制液泵进行施药操作。该系统及方法可以借助GPS控制无人直升机按照预定航线飞行，且按预定的GPS航路实施喷洒任务。

主权项

一种基于GPS导航的无人机施药作业自动控制系统，包括控制无人直升机旋翼飞行系统的飞行控制主机，所述飞行控制主机的主通讯端与GPS通讯连接，其主控制输出端接旋翼飞行系统的受控端，用以根据预定航线和GPS传来的实时位置信息向所述飞行系统发出导航控制信号；其特征在于：所述无人直升机上还装有由药箱、液泵、喷杆及喷头组成的施药装置，以及施药控制系统，所述施药控制系统包括主控制电路、通讯模块、反馈模块、信号处理模块及电力变送模块；所述飞行控制主机的辅通讯端通过所述通讯模块与所述主控制电路通讯连接，用以将施药控制信号传输给主控制电路，并接受所述主控制电路反馈的施药系统状态信息；所述主控制电路通过所述信号处理模块与所述液泵的受控端连接，用以根据预定施药地点和GPS传来的实时位置信息发出施药控制信号，并通过所述信号处理模块放大成电信号后提供给所述液泵的受控端，以控制液泵进行施药操作；所述反馈模块的信号输出端与所述主控制电路的反馈信号输入端相连，用以将施药系统状态信息反馈到所述主控制电路；所述电力变送模块包括电压转换电路和整流电路，将机载发电机提供的电压整流、转换并配送至上述各个模块；所述主控制电路包括MSP430F149单片机、复位电路、存储模块、时钟模块、Jtag接口及3‑5V电压转换模块；所述复位电路采用MAX811模块，其GND端口与单片机的DVss端口连接，其RESET端口与单片机的RST/NMI端口连接，发送复位指令给单片机防止程序跑飞；所述存储模块采用AT24C08存储芯片，所述时钟模块采用SD2003A时钟芯片，存储模块与时钟模块配合记录飞行过程中设备的工作状态作为数据分析的依据；所述Jtag接口分别与单片机的TDO、TDI、TMS、TCK、RST端口连接，作为单片机的程序下载端口；所述3‑5V电压转换 模块采用SN74LVC4245电平转换芯片，沟通3V电压下工作的单片机与5V电压下工作的外围电路。