摘要：农业植保无人机是用于保护农业和林业植物的无人驾驶飞机，通过地面遥控或GPS飞控来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等，是现代化农业生产的关键设备。植保无人机最初出现在美国、日本等国家。近年来，农业植保无人机在我国迅速发展，各地陆续出现使用无人机用于植保的案例。国家也大力支持农业发展，“十三五”计划提出，大力推进农业现代化，促进新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对农用植保无人机信息管理系统的设计与实现提出了一些建议，仅供参考。
关键词：农用植保无人机；信息管理系统遇到的难题；设计与实现
引言
现如今，植保无人机虽然发展迅速，但还处在发展初期，推广应用的潜力巨大。与此同时，政府也在强化措施大力推动，通过将植保无人机纳入农机购置补贴试点、出台相关标准、法律法规等方式来加强对植保无人机推广以及管理。我们应该认真切实分析无人机发展趋势，找准发展重点，将植保无人机的推广应用和相应的技术向更高的目标、更广泛的领域推进。
1、植保无人机技术优势
1.1减少作物的损失和节约成本
植保无人机喷洒农药,具有突击性能强、单位面积施药量小、农药漂移少、不受作物长势的限制、适应各种地形等突出优势。在植保无人机喷洒农药过程中，机械本身不与农作物进行过多的接触，不妨碍农作物正常生长，避免了传统地面植保机械作业时因碾压带来的经济损失。据估算，传统地面植保机作业对农作物的损失在2%~5%左右。植保无人机喷洒技术采用喷雾喷洒的方式，还可以节约50%的农药使用量和节约90%的用水量，很大程度上降低资源成本，促进农药减量增效。
1.2作业效率高、效果好
现在植保无人机飞行速度能达到8m/s，喷幅宽达7m，并且距离农作物的高度能够固定保持在1~2m，规模作业生产效率能达到8hm2/h，其效率要比背负式机动喷洒至少高出50倍。植保无人机具有作业效率高、效果好的优势。
2、植保无人机遇到的难题
2.1植保无人机作业标准缺乏
病虫害防治的情况比较复杂，不同的农作物使用不同的农药。特别是柯城区柑橘较多，植保无人机作业时，如何针对高度不同的柑橘植株精准施药，如何让药物穿透果树充分杀死害虫，如何适应和满足不同农户对自身农地的防治要求和认定标准？这些都需要进行总结、提高和规范。使用普通农药防治也具有不确定性，缺少植保无人机的专用药剂。这些问题给机械和技术的推广带来了许多障碍，急需加快植保无人机专用药剂的研发，也急需制订植保无人机作业标准。
2.2植保无人机价格偏高
对于普通农户而言，植保无人机的价格可能就是一个“天价”，远远不是他们可以接受的；而且购机补贴主要针对专业植保组织，补贴比例较低，无人机“下乡”之路并不顺畅。对普通农户而言，更偏向于使用人工药械或普通植保机械。
2.3存在一些安全隐患
由于农用航空法规、制度不够，以及无人机技术尚未完全成熟，民用无人机在发展过程中不可避免地会存在着一些安全问题。目前，大部分的无人机没有配备“防撞系统”，当无人机在空中飞行时，有可能与其他飞行物和地面高山、建筑发生碰撞。
3、农用植保无人机信息管理系统的设计与实现
3.1系统设计
（1）功能设计。农用植保无人机信息管理系统主要有系统管理、档案管理、作业管理和日志管理等功能模块1）用户管理。本系统用户分为三类，系统管理员、组织用户和普通用户。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆普通用户和组织用户统一由系统管理员进行管理，包括用户的创建、删除、密码修改和用户权限控制.普通用户和组织用户具体信息可以在用户登录系统之后进行修改和添加.由于不同类型用户权限不同，因此，系统管理员和其他用户登录之后的功能视图不同。组织用户对应多个普通用户，每个普通用户对应一台2）档案管理。通过档案管理，可以查看本系统内所有的用户，以及每个用户拥有的设备数量以及详细信息3）作业管理。通过作业管理，可以对本系统内的所有设备进行作业监控，查看设备的运行路线4）日志管理。通过日志管理，可以查看所有在本系统登录的用户登录情况设备。（2）数据库设计。根据系统的数据模型，需要建立用户表、角色表、权限表、用户角色中间表、角色权限中间表、设备表、设备用户表、组织表、设备定位信息表、设备定位信息索引表等
3.2硬件系统
多旋翼无人机是由电机的旋转，使螺旋桨产生升力而飞起来。无人机可以被分为以下几大系统:飞控系统、遥控系统、动力系统、图传系统、云台等。飞控系统可以看作无人机的大脑，该系统的功能是下达指令控制飞机的飞行状态和飞行方向。遥控系统包含地面的遥控器和飞机端的接收模块。切换飞行模式、控制云台转动、控制相机拍照等功能指令都会通过遥控器的发射系统，用无线信号传递给飞机，由飞机上的接收模块接收信号。动力系统包括无人机的电调、电机、桨叶、动力电池。一般植保机有2种方式实现其动力系统:一种是用电池，另一种是用系留。图传系统把飞机上看到的图像及飞机的飞行数据传输到使用者面前的屏幕上，使用者可在显示屏、APP上看到飞机实时的图像和高度、速度信息，图传通常使用5.8、2.4G频段。
3.3加强专业飞手的培训
植保无人机属于高科技产品，操作难度大，需大量专业飞手，而目前全国无人机操作培训学校较少。可以采用与无人机生产企业合作的方式，定期开展集中式无人机培训，强化飞手实操知识培训和能力提升。同时也要提高无人机维修服务人员的素质。可以定期或不定期地组织现场操作和维修比武，提升相关人员技术能力和水平。
3.4制定可行的社会化发展模式
农用无人机使用频率在提高，应用范围正在慢慢扩大，未来一家一户的发展模式会受到一定的限制，也不符合统防统治的要求。根据各地实际生产需要，制订计划和发展目标，加大对无人机植保应用的调研和引导，以种粮大户、家庭农场和农业（机）合作组织为载体，统一规划，建设区域化喷药防治中心或作业队，统一管理，统一作业。
3.5完善相关体系标准
由于我国无人机市场门槛较低，监管法律法规欠缺且相关行业标准不够健全，国家对于无人机农机购置补贴只在某些地区推行，未能在全国范围内得到广泛普及推广应用。为约束农用无人机的安全飞行并保证行业健康有序发展，有关部门应突破地区限制在国家层面加强无人机质量技术要求、操作人员驾驶培训、作业规范等方面的行业标准体系建设，加速推进无人机农机购置补贴政策落地及在行业中的应用发展。无人机植保施药标准、防治效果评估标准与作业环境风险评估标准等方面的标准体系建设也将大大规范植保无人机的行业应用。
结束语
综上所述，农用植保无人机管理信息系统采用浏览器/服务器的架构，它可以直接添加模块和增加系统的功能，而不改变系统架构.只要在可以上网的计算机上就可以进行客户端的安装和维护。如果用户想要更多的模块添加到系统中，可以使用其他模块为模板，因此，该系统的扩展是很容易的。该系统本身存在着一些不足之处，在下一阶段，我们将进一步美化人机交互界面，丰富页面样式，使用户使用更加方便快捷；进一步优化数据结构，减少代码运行时间，降低计算机占用资源。
参考文献
[1]李晚侠.农用植保无人机推广应用中面临的不利因素及发展对策[J].当代农机,2018(10):78-80.
[2]梁柱,徐斌锋,张列.基于农用无人机的应用与研究[J].自动化应用, 2018(08):137-138+140.
[3]艾继柏.浅谈农用植保无人机的应用推广[J].农家参谋,2018(12):30.
[4]唐婧.植保无人机变量喷雾系统设计与试验研究[D].黑龙江八一农垦大学,2018.
[5]王子彬.基于六旋翼无人机的农业植保系统研究与设计[D].燕山大学,2018.
论文作者:宋志洋,赵学坤,张东宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/16
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