[实用新型]一种用于山地柑橘园环境信息获取的无人机网关装置

说明书

本实用新型公开了一种用于山地柑橘园环境信息获取的无人机网关装置，包括处理器模块、电源模块、2.4GHz无线控制模块、气压计模块、运动传感器模块、ZigBee模块和GPRS模块。本装置主要采用STM32F407VGT6构成核心处理器模块，电源模块分别提供5V和3.3V电源。无线控制模块通过SPI总线与核心处理器建立连接。气压计模块采用MS5611核心实现无人机定高飞行。运动传感器模块实现3轴陀螺仪和3轴加速度计。ZigBee模块与柑橘园节点建立无线连接。本装置能够降低柑橘园信息采集节点组网复杂度，提高网络稳定性，降低数据传输丢包率，降低节点整体功耗，提高大规模果园环境信息获取效率，值得推广。

技术领域

本实用新型涉及山地柑橘园环境信息获取技术领域，尤其涉及一种用于山地柑橘园环境信息获取的无人机网关装置。

背景技术

柑橘是我国重要经济作物，我国的柑橘种植规模和产量均居世界前列，但是由于我国长期以来农业生产机械化、信息化水平较低，更多是以人工经验作为依据进行柑橘种植和生产，缺乏科学化的管理手段，因此我国柑橘亩产低于世界平均水平。

随着物联网技术兴起，利用无线传感器网络进行柑橘园信息获取成为一种可行的解决方案。将节点部署在果园中，通过无线自组网的方式实现数据的传输，最终需要通过网关将数据传输至远程服务器。传统的无线传感器网关采用固定位置的方式，节点数据通过中继路由不断转发最终到达网关，在此过程中容易产生数据丢包、节点需要频繁同步唤醒、节点间需要不断进行时间同步、数据传输功耗较大的问题。

为了解决以上问题，本实用新型设计了一种用于山地柑橘园环境信息获取的无人机网关装置，该装置能够在柑橘园上方飞行，并在到达节点上方时启动无线连接接收数据，并将数据转发至远程服务器，减少了数据丢包情况的发生，降低了数据传输需要不断转发带来的功耗问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、能够方便获取柑橘园环境信息的无人机网关装置。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种用于山地柑橘园环境信息获取的无人机网关装置，该无人机网关装置用于飞往山地柑橘园上空，通过无线连接的方式对柑橘园内固定的节点进行数据采集并发送到远程服务器。该无人机网关装置的结构主要包括用于接收并处理各传感器数据的处理器模块、用于提供稳定电压的电源模块、用于连接并控制无人机的2.4GHz无线控制模块、用于检测并控制无人机高度的气压计模块、用于检测并控制无人机姿态的运动传感器模块、用于连接各个节点的ZigBee模块、以及连接远程服务器并发送数据的GPRS模块。

具体的，所述处理器模块分别与2.4GHz无线控制模块、气压计模块、运动传感器模块、ZigBee模块、以及GPRS模块电连接，实现无人机的连接及控制、无人机高度的检测及控制、无人机飞行姿态的检测及控制、无人机与节点之间的数据传输、以及无人机与远程服务器之间的数据传输。

具体的，所述电源模块分别与处理器模块、2.4GHz无线控制模块、气压计模块、运动传感器模块、ZigBee模块、GPRS模块电连接，实现整个装置的稳定供电。

作为本实用新型的优选方案，所述处理器模块采用型号为STM32F407VGT6的低功耗高性能核心处理芯片，该芯片基于ARM Cortex-M4高性能内核，主频为180MHz，内部ROM为1MB，具有高速运算能力。

作为本实用新型的优选方案，所述电源模块分别采用型号为LM2596S-5.0和LM2596S-3.3的开关电源芯片来提供5V和3.3V电压。该型芯片具有宽电压工作范围，并能够输出最大电流达到3A，使得装置具备较高的设计冗余，能够提高装置的可靠性。

作为本实用新型的优选方案，所述2.4GHz无线控制模块采用型号为NRF24L01的芯片。该芯片采用SPI串行通信协议，工作在全球通用的2.4GHz频段，具有可靠性高和成本低的特点。