試分析無(wú)人機(jī)應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀

摘 要：近年來(lái)，無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速。本文以無(wú)人機(jī)簡(jiǎn)介發(fā)展現(xiàn)狀及在新型農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉領(lǐng)域?yàn)榇碜鳛檠芯繉?duì)象，簡(jiǎn)要分析了無(wú)人機(jī)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)該應(yīng)用的具體技術(shù)。最后，探討了無(wú)人機(jī)發(fā)展未來(lái)前景及新時(shí)代對(duì)年輕人的進(jìn)一步要求。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；優(yōu)勢(shì)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)；通信；前景

一、無(wú)人機(jī)背景及發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，通信技術(shù)和人工智能行業(yè)的快速發(fā)展的大背景下，無(wú)人機(jī)因?yàn)槠涞统杀靖咝矢咝艿葍?yōu)點(diǎn)引起很多方面的重視及開發(fā)，迅速形成了一條無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈。無(wú)人機(jī)，全稱為“無(wú)人駕駛飛機(jī)”，是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。機(jī)上通過(guò)安裝自動(dòng)駕駛儀、程序控制裝置等設(shè)備，對(duì)其飛行路線進(jìn)行規(guī)劃、檢測(cè)和追蹤。無(wú)人機(jī)不斷發(fā)展，形成了其抗干擾性強(qiáng)，飛行穩(wěn)定，信號(hào)傳輸速度快，二十四小時(shí)全天工作、全方面?zhèn)刹斓让黠@優(yōu)勢(shì)，可以廣泛應(yīng)用于軍事、農(nóng)業(yè)、管理等不同領(lǐng)域。

二、無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

1、信息采集

無(wú)人機(jī)體積小，全天候工作，可以應(yīng)用于治安管理（例如：追擊罪犯）及救災(zāi)搶險(xiǎn)（例如：火災(zāi)），以及代替人工進(jìn)入未知危險(xiǎn)區(qū)域（例如：巖洞）進(jìn)行信息采集。我國(guó)土地面積巨大，且地理環(huán)境多樣化，因此無(wú)人機(jī)在不同天氣和地域條件下，對(duì)灌溉、播種的要求和農(nóng)作物生長(zhǎng)情況等信息采集提出了越來(lái)越高的的要求，信息采集的功能就需要不斷完善。通過(guò)構(gòu)建區(qū)域網(wǎng)的web服務(wù)器層，搭建萬(wàn)維網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源共享，并且可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域信息的實(shí)時(shí)性傳遞。無(wú)人機(jī)充當(dāng)空中移動(dòng)基站（BS），其通信模塊包括LORA、GPRS、GPS等。LORA模塊可以將各個(gè)節(jié)點(diǎn)連成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)子節(jié)點(diǎn)模塊之間自動(dòng)組網(wǎng)進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，收集所搜索到的數(shù)據(jù)。GPRS模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)收集信息功能。當(dāng)無(wú)人機(jī)每到達(dá)一個(gè)采集點(diǎn)時(shí)即時(shí)發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)給中央處理器CPU。倘若目標(biāo)所處區(qū)域地形復(fù)雜或遮擋物密集（例如：農(nóng)作物生長(zhǎng)密且高），即通信環(huán)境不斷發(fā)生改變，收集信息具有高難度、間斷性。通過(guò)對(duì)各傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行前端校正和低通數(shù)字濾波處理后，設(shè)計(jì)擴(kuò)展卡爾曼濾波器對(duì)無(wú)人機(jī)姿態(tài)進(jìn)行最優(yōu)估計(jì)以實(shí)現(xiàn)路徑的合理性與準(zhǔn)確性。隨著無(wú)人機(jī)的各方面性能完善，其飛行高度也不斷提升，其高度允許它們超越地面陰影并獲得視距信號(hào) （LOS） 或大面積的LOS。無(wú)人機(jī)的固有移動(dòng)性允許其調(diào)整位置， 以便最好地適應(yīng)不斷發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

2、優(yōu)勢(shì)及改進(jìn)

在耕種面積較大的區(qū)域，例如新疆、東北地區(qū)，和地形復(fù)雜的區(qū)域，例如丘陵地形等，無(wú)人機(jī)播種施肥灌溉就有著廣泛應(yīng)用的必要。在無(wú)人機(jī)機(jī)殼上方設(shè)置藥箱，下方設(shè)置噴灑噴頭，通過(guò)CPU控制噴頭開關(guān)，控制噴頭的智能收縮減小飛行阻力。對(duì)比傳統(tǒng)人工和大型機(jī)械工作，無(wú)人機(jī)技術(shù)解放了雙手，減少勞力，提高了采集數(shù)據(jù)的效率，并且不易遺漏，符合國(guó)家對(duì)于現(xiàn)代新型農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求。傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)工作時(shí)會(huì)因?yàn)樘幱陲w行狀態(tài)造成藥物用量失控，噴灑目標(biāo)偏離等問(wèn)題，現(xiàn)在的技術(shù)足以解決這些問(wèn)題，保持工作的精準(zhǔn)程度。此外，通過(guò)設(shè)置上述各種通信模塊，可以增加新型功能，例如檢測(cè)各節(jié)點(diǎn)土壤含水量，進(jìn)行針對(duì)性地灌溉施肥等操作，在節(jié)省各種資源的同時(shí)保證最佳生長(zhǎng)狀態(tài)。同時(shí)無(wú)人機(jī)對(duì)于整個(gè)區(qū)域的全方位信息采集，添加航拍功能，針對(duì)問(wèn)題作物進(jìn)行圖像采集，傳遞給終端，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)樣品診斷。室內(nèi)室外飛行操作都需要躲避障礙物改變飛行軌跡，增加紅外掃描儀進(jìn)行熱感應(yīng)。

三、無(wú)人機(jī)的發(fā)展前景

隨著人工智能、通信專業(yè)技術(shù)的逐漸完善，無(wú)人機(jī)在功耗、性能、體積等方面會(huì)有突飛猛進(jìn)的改善，使用也趨于廣泛化、規(guī)范化、簡(jiǎn)易化。農(nóng)用型無(wú)人機(jī)更加智能化，載重能力和續(xù)航能力提高，達(dá)到節(jié)省功耗和時(shí)間的目的，同時(shí)地形、天氣等影響因素可忽略不計(jì)。同時(shí)在電商物流領(lǐng)域，無(wú)人操作技術(shù)有很大的發(fā)展前景，類似于京東推出的無(wú)人駕駛快遞車的技術(shù)還未普及，但是我國(guó)的市場(chǎng)決定了無(wú)人操作技術(shù)的前景廣闊。逐漸融合其他先進(jìn)技術(shù)，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)越來(lái)越智能但是也越來(lái)越簡(jiǎn)化，學(xué)習(xí)無(wú)人機(jī)也更加容易，制作成本降低，甚至可能成為和汽車一樣的普遍的家用電器。除了民用領(lǐng)域，在軍事鄰域，微型技術(shù)的發(fā)展改善了無(wú)人機(jī)，體積變小、噪聲減小、續(xù)航時(shí)間增加、航程穩(wěn)定、降落點(diǎn)準(zhǔn)確無(wú)誤差，更有利于偵測(cè)工作進(jìn)行。治安管理方面，利用無(wú)人機(jī)獲取災(zāi)區(qū)影像正在成為救災(zāi)測(cè)繪應(yīng)急保障的重要手段。

中美貿(mào)易戰(zhàn)，再次印證了科技的重要性。少年強(qiáng)則中國(guó)強(qiáng)，時(shí)代的進(jìn)步給新青年帶來(lái)了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，為新青年提出了更高的創(chuàng)新創(chuàng)造要求。5G時(shí)代正在來(lái)到，將5G和無(wú)人機(jī)等人工智能技術(shù)結(jié)合起來(lái)，將會(huì)是更大的技術(shù)突破，到時(shí)將會(huì)碰撞出什么火花。無(wú)人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，還需要全方面改進(jìn)。

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作者簡(jiǎn)介：

李思，2000年2月出生，籍貫山東省，現(xiàn)就讀于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016級(jí)通信工程專業(yè)本科生。