試分析無人機應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀

摘 要：近年來，無人機技術(shù)發(fā)展迅速。本文以無人機簡介發(fā)展現(xiàn)狀及在新型農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉領(lǐng)域為代表作為研究對象，簡要分析了無人機發(fā)展的優(yōu)勢該應(yīng)用的具體技術(shù)。最后，探討了無人機發(fā)展未來前景及新時代對年輕人的進一步要求。

關(guān)鍵詞：無人機；優(yōu)勢；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)；通信；前景

一、無人機背景及發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，通信技術(shù)和人工智能行業(yè)的快速發(fā)展的大背景下，無人機因為其低成本高效率高效能等優(yōu)點引起很多方面的重視及開發(fā)，迅速形成了一條無人機產(chǎn)業(yè)鏈。無人機，全稱為“無人駕駛飛機”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。機上通過安裝自動駕駛儀、程序控制裝置等設(shè)備，對其飛行路線進行規(guī)劃、檢測和追蹤。無人機不斷發(fā)展，形成了其抗干擾性強，飛行穩(wěn)定，信號傳輸速度快，二十四小時全天工作、全方面?zhèn)刹斓让黠@優(yōu)勢，可以廣泛應(yīng)用于軍事、農(nóng)業(yè)、管理等不同領(lǐng)域。

二、無人機在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

1、信息采集

無人機體積小，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（例如：火災(zāi)），以及代替人工進入未知危險區(qū)域（例如：巖洞）進行信息采集。我國土地面積巨大，且地理環(huán)境多樣化，因此無人機在不同天氣和地域條件下，對灌溉、播種的要求和農(nóng)作物生長情況等信息采集提出了越來越高的的要求，信息采集的功能就需要不斷完善。通過構(gòu)建區(qū)域網(wǎng)的web服務(wù)器層，搭建萬維網(wǎng)平臺，實現(xiàn)資源共享，并且可以實現(xiàn)區(qū)域信息的實時性傳遞。無人機充當(dāng)空中移動基站（BS），其通信模塊包括LORA、GPRS、GPS等。LORA模塊可以將各個節(jié)點連成無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實現(xiàn)各個子節(jié)點模塊之間自動組網(wǎng)進行傳輸數(shù)據(jù)，收集所搜索到的數(shù)據(jù)。GPRS模塊實現(xiàn)實時收集信息功能。當(dāng)無人機每到達一個采集點時即時發(fā)送檢測數(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。通過對各傳感器數(shù)據(jù)進行前端校正和低通數(shù)字濾波處理后，設(shè)計擴展卡爾曼濾波器對無人機姿態(tài)進行最優(yōu)估計以實現(xiàn)路徑的合理性與準(zhǔn)確性。隨著無人機的各方面性能完善，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 （LOS） 或大面積的LOS。無人機的固有移動性允許其調(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)勢及改進

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，無人機播種施肥灌溉就有著廣泛應(yīng)用的必要。在無人機機殼上方設(shè)置藥箱，下方設(shè)置噴灑噴頭，通過CPU控制噴頭開關(guān)，控制噴頭的智能收縮減小飛行阻力。對比傳統(tǒng)人工和大型機械工作，無人機技術(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，符合國家對于現(xiàn)代新型農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求。傳統(tǒng)無人機工作時會因為處于飛行狀態(tài)造成藥物用量失控，噴灑目標(biāo)偏離等問題，現(xiàn)在的技術(shù)足以解決這些問題，保持工作的精準(zhǔn)程度。此外，通過設(shè)置上述各種通信模塊，可以增加新型功能，例如檢測各節(jié)點土壤含水量，進行針對性地灌溉施肥等操作，在節(jié)省各種資源的同時保證最佳生長狀態(tài)。同時無人機對于整個區(qū)域的全方位信息采集，添加航拍功能，針對問題作物進行圖像采集，傳遞給終端，實現(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，增加紅外掃描儀進行熱感應(yīng)。

三、無人機的發(fā)展前景

隨著人工智能、通信專業(yè)技術(shù)的逐漸完善，無人機在功耗、性能、體積等方面會有突飛猛進的改善，使用也趨于廣泛化、規(guī)范化、簡易化。農(nóng)用型無人機更加智能化，載重能力和續(xù)航能力提高，達到節(jié)省功耗和時間的目的，同時地形、天氣等影響因素可忽略不計。同時在電商物流領(lǐng)域，無人操作技術(shù)有很大的發(fā)展前景，類似于京東推出的無人駕駛快遞車的技術(shù)還未普及，但是我國的市場決定了無人操作技術(shù)的前景廣闊。逐漸融合其他先進技術(shù)，無人機系統(tǒng)越來越智能但是也越來越簡化，學(xué)習(xí)無人機也更加容易，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)展改善了無人機，體積變小、噪聲減小、續(xù)航時間增加、航程穩(wěn)定、降落點準(zhǔn)確無誤差，更有利于偵測工作進行。治安管理方面，利用無人機獲取災(zāi)區(qū)影像正在成為救災(zāi)測繪應(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。少年強則中國強，時代的進步給新青年帶來了機遇和挑戰(zhàn)，為新青年提出了更高的創(chuàng)新創(chuàng)造要求。5G時代正在來到，將5G和無人機等人工智能技術(shù)結(jié)合起來，將會是更大的技術(shù)突破，到時將會碰撞出什么火花。無人機的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，還需要全方面改進。

參考文獻：

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[2]秦萬.中國無人機應(yīng)用的現(xiàn)狀及展望[J].科技風(fēng)，2019（12）：227.

作者簡介：

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級通信工程專業(yè)本科生。