[发明专利]一种农用无人机药箱液位在线监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及液位检测技术领域，更具体地，涉及一种农用无人机药箱液位在线监测装置及方法。

背景技术

用于农业上喷药的农用无人机逐步得到推广，但当前此类型农用无人机并没有药箱液位指示功能。农用无人机操控员因无法得知药箱剩余药量，未能及时补充药液，最终使得农用无人机在无药液的情况下空转，不仅造成能源的浪费，降低作业效率，且难以确定农用无人机未作业面积，造成漏喷或重复喷药，降低作业质量。

当前液位检测传感器种类繁多，主要有电阻式、微波式、激光式、超声式、光电式、热电式、电感式、电容式、电磁式、压电式、气压式、光纤式及核辐射式等，但这些传感器普遍只适用于大型罐体，且部分只能检测单一液体深度，对其通用性造成影响。另外，这些传感器大部分存在不耐腐蚀、安装困难、精度低等缺陷，难以适用于农用无人机小型药箱的药箱液位检测。

此外，目前用于农用无人机挂载的药箱类型多，包括碟形、桶形、U形、软体袋形、方形等，各种药箱形状各异、尺寸大小不统一，要进行药箱药量的监测非常麻烦，药箱液位监测系统必须针对特定药箱进行设计，适应面窄，通用性差。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种农用无人机药箱液位在线监测装置，用以解决现有喷药式农用无人机无药量指示功能的缺陷，并且能通用于各种类型的药箱，实现实时监测农用无人机药箱的液位状态信息。

本发明还提供一种农用无人机药箱液位在线监测方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种农用无人机药箱液位在线监测装置，包括标定信号输入模块、机上药液监测控制模块、液位信息采集模块、模数转换模块、机上无线模块、电源模块、地面监测模块、地面无线模块、地面电源模块和显示模块，标定信号输入模块、机上无线模块分别与机上药液监测控制模块连接，液位信息采集模块与模数转换模块的数据输入端连接，模数转换模块的数据输出端与机上药液监测控制模块连接，电源模块为机上药液监测控制模块和机上无线模块供电；

机上无线模块与地面无线模块无线连接，地面无线模块还与地面监测模块连接，地面监测模块与显示模块连接，地面电源模块为地面监测模块和地面无线模块供电；

机上药液监测控制模块通过标定信号输入模块的信号输入预先对液位状态值与药箱中液位进行对应标定；

机上药液监测控制模块内设置有存储标定信号输入模块输入的液位状态值的数据存贮单元。

上述方案中，所述标定信号输入模块为按键。

上述方案中，机上药液监测控制模块为单片机。

上述方案中，所述单片机为STC89C52单片机，STC89C52单片机的P2.0口与标定信号输入模块连接，P0口通过排阻与模数转换模块的数据输入端连接，P1口与机上无线模块连接，RST接口通过一个按键与电源VCC连接，该按键两端还并联有电容C1，RST接口还通过电阻R3接地，XTAL2接口和XTAL1接口并联一晶振并分别通过一电容接地。

上述方案中，所述液位信息采集模块为压电式或气压式或激光式或超声波式液位传感器。

上述方案中，模数转换模块为ADC0809转换器，ADC0809的A、B、C地址输入线接地，IN0输入端作为数据输入端与机上无线模块连接，D0-D7数据输出口与STC89C52单片机P0口通过排阻连接。

上述方案中，还包括与机上药液监测控制模块连接的报警电路。

上述方案中，所述报警电路包括三个不同颜色的LED灯，三个不同颜色的LED灯一端分别通过电阻R1、R2、R3与STC89C52单片机的P3.1、P3.2、P3.3接口连接，其中一个LED灯的一端连接电源以、连接另外两个LED灯的另一端以及连接蜂鸣器的一端；另外两个LED灯中的其中一个LED灯的一端还连接PNP三极管的基极，PNP三极管的集电极接地，PNP三极管的发射极连接蜂鸣器的另一端。

一种农用无人机药箱液位在线监测方法，所述方法的步骤包括：

S1.药箱液位数据标定步骤：

S11.当上述所述的装置首次安装于新药箱或原药箱液位状态值混乱时，进行药箱液位标定；

S12.将药箱药量控制在指定液位，液位信息采集模块采集液位信息，经模数转换模块进行信号转换后得到液位信息的数字信号并传输给机上药液监测控制模块的数据存贮单元中储存，通过标定信号输入模块将与液位信息的数字信号相对应的液位状态值传输到机上药液监测控制模块的数据存贮单元中储存；