农田撒药系统的设计

baidu_36709698 2016-11-14 08:29:58
问题描述:
设农田是一个正方形空场(例如:50*50,一共2500格),现有一无人机需要在农田进行撒药工作,开始进行撒药工作前,无人机需要围绕农田一周,扫描得知哪些地方需要撒药,撒药点经过扫描,随机产生;需要撒药的格数为1600格(固定不变)且为同一种药;撒药的无人机可以从任意的地方进入农田进行扫描,扫描和撒药可以同时进行,但是需要注意不能重复撒药,造成农药过量影响作物生长;由于农田范围较大,无人机无法一次带足药量,每次携带的药量只能覆盖25%的农田(即400格),每次装药都需要30S时间,因此当药量用完后需要飞出农田补充药量,补充药量的地点是固定的,补药点为(55,0);药量用完时的断点可以自行输入;无人机飞行途中,如需转向或者掉头,需要时间停留来调整方向。撒药结束后,无人机可以从任意位置飞出农田,请为农场撒药的规定按上述要求进行撒药路径的模拟程序。
基础要求内容
首先设置农田的范围是50*50矩形格,无人机的速度定为5个单位长度/秒,需要注意的是,无人机左转或右转时需要0.2s的悬停来调整方向;掉头时需要0.2s的悬停来调整方向。扫描路径需要在屏幕上打印出来,寻找最佳路线(即耗时最短);
基础要求的验证
假设1600格都需要喷一种药,喷药格的位置随机产生,验证时完成5次路径规划,路径需要在屏幕中显示出来,取时间平均值。请提前让无人机围绕农田走S形撒药(2500格都需要撒药,需要考虑中途装药时间),路径需要在屏幕中显示出来,记录所走时间,若路径规划后的时间大于围绕农田走S形的时间,则成绩按0分计算。

提高要求内容
农田的作物有时可能不止一种,因此撒药的量也不一样,有的作物需要多撒药,有的作物需要少撒药。假设农田的尺寸还是50*50,农田中需要撒2种药,需要萨两种药的作物位置随机产生,但是作物数量一定(需要撒A药有400格,撒B药有800格,A,B药可以重复撒),不得超过1200格
提高要求的验证
假设有400格需要喷洒A药,800格需要喷洒B药,喷药格的位置随机产生,可以重复;验证时完成3次路径规划,路径需要在屏幕中显示出来,取时间平均值。请提前让无人机围绕农田走S形(2500格都需要撒药,需要考虑中途装药时间),路径需要在屏幕中显示出来,记录所走时间,若路径规划后的时间大于围绕农田走S形的时间,则成绩按0分计算。
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赵4老师 2016-11-15
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参考开源3D打印方面的软件?
赵4老师 2016-11-15
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参考“扫描线填充算法”?
目 录 自动化灌溉与信息化管理系统方案 1 1、现场智能感知平台: 4 1.1、井房首部设备智能监控系统 5 1.2、田间无线灌溉控制系统 7 1.3.无线土壤墒情监测系统 10 1.4.综合智能气象监测系统 11 2、无线网络传输平台 15 3、数据管理平台 16 4、应用平台(监控中心及移动管理控制端) 17 5、主要技术参数 20 自动化灌溉与信息化管理系统方案 自动化灌溉与信息化管理系统是针对农业大田种植分布广、监测点多、布线和供电 困难等特点,融合最新的物联网和云计算技术,采用高精度土壤温湿度传感器和智能气 象站,远程在线采集土壤墒情、气象信息,实现墒情自动预报、灌溉用水量智能决策、 远程/自动控制灌溉等功能。 该系统根据不同地域的土壤类型、灌溉水源、灌溉方式、种植作物等划分不同类型 区,在不同类型区内选择代表性的地块,建设具有土壤含水量,地下水位,降雨量等信 息自动采集、传输功能的监测点;通过灌溉预报软件结合信息实时监测系统,获得作物 最佳灌溉时间、灌溉水量及需采取的节水措施为主要内容的灌溉预报结果,定期向群众 发布,科学指导农民实时实量灌溉,达到节水目的。 系统组成: 大田灌溉自动化与信息化管理系统分为现场智能感知平台、无线网络传输平台、云 数据管理平台、应用平台(监控中心及移动管理控制端)四个层次,其中,田间脉冲电 磁阀、无线阀门控制器、远程水泵智能控制器、云服务器、主控制中心和村级(企业) 控制中心、移动控制终端等组成灌溉无线控制系统,能够实现现地无线遥控、远程随时 随地监控、轮灌组定时自动轮灌等控制方式,并且实时监测机井和阀门状态,灌溉流量 和管网压力,保障运行安全,及时提示报警信息。在此基础上,扩充田间土壤墒情监测 、农田气象监测、作物和泵房视频监测等内容,指导科学灌溉,提高灌溉的智能化程度 。 灌溉自动化系统总体层次分布图 系统特点: 全无线传输,自组网协议,电池供电、不需要任何布线,系统安装维护方便; 无线采用全球免费的公共频段(2.4GHz),省去传统无线的运营费用; 公网无线和现场无线融合,且具有冗余备份能力,提高了系统可靠性和安全性, 突破了系统现地访问限制; 无线阀控和采集节点超低能耗设计、内置电池保证使用3年;系统定时采集网络节 点电压、工作温度与通讯链路状态,实现网络自诊断功能; 所支持的电磁阀产品线广泛,不仅支持Netafim、Rain ;Bird和Hunter等灌 溉公司的电磁阀,同时也支持国外著名的阀制造企业Bermad、Dorot和TECHNIDR O的产品; 移动管理终端创新开发,突破了只能固定地点操作的限制,方便灌溉管理; 自动化功能多层次设计满足不同灌溉管理需要,提高了系统的适应性; 系统采用组件化和模块化设计,无线阀控节点、无线采集节点和机井控制站可以 按照项目需要自由扩展,方便项目设计,方便后续升级维护。 支持土壤墒情、作物长势信息和农田小气候信息的采集,强大的UniLog管理软件 能根据所采集的气象信息推算最适宜的农田灌溉时间和灌溉量,并做出智能的管 理决策; 管理软件集成GPRS/GSM技术,支持基于短信的智能报警,支持基于Internet的远 程管理。 依托云数据中心,灌溉自动化系统实现统一专家运维服务,现场维护人员只需要 根据系统和专业运维人员建议,安装拆卸设备和排除故障等。让高科技傻瓜化, 让自动化的使用维护和基础滴灌工程一样简单。 1、现场智能感知平台: 平台包括有:井房首部设备智能监控系统、田间灌溉控制系统、田间土壤墒情信息 监测系统、近地小气候环境信息监测系统、智能气象站、作物长势远程监测系统。 1.1、井房首部设备智能监控系统 井房首部枢纽设备包括:变频器、一体式水泵智能控制器、压力传感器、流量传感 器、地下水位/温度传感器、过滤装置、安全防护装置,自动化施肥装置和测控装置等。 过滤装置作用是将水中的固体大颗粒、杂质等过滤,防止这些污物进入滴灌系统堵 塞滴头或在系统中形成沉淀。施肥装置的作用是使易溶于水并施于根系的肥料、农药、 化控药品等在施肥罐内充分溶解,然后再通过滴灌系统输送到作物根部,便于作物吸收 ,充分发挥肥效,同时减少肥料浪费,测控装置的作用是方便系统的操作、运行管理、 保证系统安全。本系统设有逆止阀、排气阀、压力表、水表、流量控制阀门。 井房首部设备智能监控系统实现机井水泵的启闭、电机保护、电量的计量、运行状 态监测,同时还对水源地地下水位、出水口压力和流量进行监测。 井房智能监控站示意图 井房智能监控站功能及原理如下: 远程的测控:智能井房控制终端通过GPRS无线,接收控制中心发送的命令,对水泵 变频器进行采集和控制,实现远程的水泵启停、电量采集的首部控制管理; 变频恒压管理:变频器根据灌溉所设定的压力,对灌溉主管道进行恒压调变频调
以太坊是一个平台,它上面提供各种模块让用户来搭建应用,如果将搭建应用比作造房子,那么以太坊就提供了墙面、屋顶、地板等模块,用户只需像搭积木一样把房子搭起来,因此在以太坊上建立应用的成本和速度都大大改善。具体来说,以太坊通过一套图灵完备的脚本语言(Ethereum Virtual Machinecode,简称EVM语言)来建立应用,它类似于汇编语言。我们知道,直接用汇编语言编程是非常痛苦的,但以太坊里的编程并不需要直接使用EVM语言,而是类似C语言、Python、Lisp等高级语言,再通过编译器转成EVM语言。上面所说的平台之上的应用,其实就是合约,这是以太坊的核心。合约是一个活在以太坊系统里的自动代理人,他有一个自己的以太币地址,当用户向合约的地址里发送一笔交易后,该合约就被激活,然后根据交易中的额外信息,合约会运行自身的代码,最后返回一个结果,这个结果可能是从合约的地址发出另外一笔交易。需要指出的是,以太坊中的交易,不单只是发送以太币而已,它还可以嵌入相当多的额外信息。如果一笔交易是发送给合约的,那么这些信息就非常重要,因为合约将根据这些信息来完成自身的业务逻辑。合约所能提供的业务,几乎是无穷无尽的,它的边界就是你的想象力,因为图灵完备的语言提供了完整的自由度,让用户搭建各种应用。白皮书举了几个例子,如储蓄账户、用户自定义的子货币等。 2013年年末,以太坊创始人Vitalik Buterin发布了以太坊初版白皮书,启动了项目。2014年7月24日起,以太坊进行了为期42天的以太币预售。2016年初,以太坊的技术得到市场认可,价格开始暴涨,吸引了大量开发者以外的人进入以太坊的世界。中国三大比特币交易所之二的火币网及OKCoin币行都于2017年5月31日正式上线以太坊。 [1] 自从进入2016年以来,那些密切关注数字货币产业的人都急切地观察着第二代加密货币平台以太坊的发展动向。作为一种比较新的利用比特币技术的开发项目,以太坊致力于实施全球去中心化且无所有权的的数字技术计算机来执行点对点合约。简单来说就是,以太坊是一个你无法关闭的世界计算机。加密架构与图灵完整性的创新型结合可以促进大量的新产业的出现。反过来,传统行业的创新压力越来越大,甚至面临淘汰的风险。比特币网络事实上是一套分布式的数据库,而以太坊则更进一步,她可以看作是一台分布式的计算机:区块链是计算机的ROM,合约是程序,而以太坊的矿工们则负责计算,担任CPU的角色。这台计算机不是、也不可能是免费使用的,不然任何人都可以往里面存储各种垃圾信息和执行各种鸡毛蒜皮的计算,使用它至少需要支付计算费和存储费,当然还有其它一些费用。最为知名的是2017年初以摩根大通、芝加哥交易所集团、纽约梅隆银行、汤森路透、微软、英特尔、埃森哲等20多家全球top金融机构和科技公司成立的企业以太坊联盟。而以太坊催生的加密货币以太币近期又成了继比特币之后受追捧的资产。  智能合约的潜在应用很多。彭博社商业周刊称它是“所有人共享但无法篡改的软件”。更高级的软件有可能用以太坊创建网络商店。区块链程序以太坊可以用来创建去中心化的程序、自治组织和智能合约,据纽约时报的报导,在2016年5月已经有数十个可用的程序。预期的应用目标涵盖金融、物联网、农田到餐桌(farm-to-table)、智能电网、体育,菠菜等。去中心化自治组织有潜力让许多原本无法运行或成本过高的营运模型成为可能。较知名的应用有:去中心化创业投资:The DAO用以太币资金创立,目标是为商企业和非营利机构创建新的去中心化营业模式、The Rudimental让独立艺术家在区块链上进行群众募资。社会经济平台:Backfeed。去中心化预测市场:Augur。物联网:Ethcore(一间以太坊公司)研发的客户端、Chronicled(一间区块链公司)发表了以太坊区块链的实物资产验证平台;芯片公司、物理IP创建者和生产者可以用植入的蓝牙或近场通信进行验证。Slock.It开发的智能锁可以在付费后自动打开,让用户在付费后可以帮电动车充电、或是打开租屋的房门。虚拟宝物交易平台:FreeMyVunk。版权授权:Ujo Music平台让创作人用智能合约发布音乐,消费者可以直接付费给创作人。伊莫珍·希普用此平台发布了一首单曲。智能电网:TransActive Grid让用户可以和邻居买卖能源。去中心化期权市场:Etheropt。钉住汇率的代币:DigixDAO提供与黄金挂钩的代币,在2016年四月正式营运。Decentralized Capital提供和各种货币挂钩的代币。移动支付:Everex让外劳汇款回家乡。客户端软件以太坊的两个主要的客户端软件是Geth和Parity。企业软件企业软件公司也正测试用以太坊作为各种用途。已知有兴趣的公司包括微软、
目 录 自动化灌溉与信息化管理系统方案 1 1、现场智能感知平台: 4 1.1、井房首部设备智能监控系统 5 1.2、田间无线灌溉控制系统 7 1。3.无线土壤墒情监测系统 10 1.4.综合智能气象监测系统 11 2、无线网络传输平台 15 3、数据管理平台 16 4、应用平台(监控中心及移动管理控制端) 17 5、主要技术参数 20 自动化灌溉与信息化管理系统方案 自动化灌溉与信息化管理系统是针对农业大田种植分布广、监测点多、布线和供电 困难等特点,融合最新的物联网和云计算技术,采用高精度土壤温湿度传感器和智能气象 站,远程在线采集土壤墒情、气象信息,实现墒情自动预报、灌溉用水量智能决策、远程 /自动控制灌溉等功能。 该系统根据不同地域的土壤类型、灌溉水源、灌溉方式、种植作物等划分不同类型 区,在不同类型区内选择代表性的地块,建设具有土壤含水量,地下水位,降雨量等信息 自动采集、传输功能的监测点;通过灌溉预报软件结合信息实时监测系统,获得作物最 佳灌溉时间、灌溉水量及需采取的节水措施为主要内容的灌溉预报结果,定期向群众发 布,科学指导农民实时实量灌溉,达到节水目的。 系统组成: 大田灌溉自动化与信息化管理系统分为现场智能感知平台、无线网络传输平台、云 数据管理平台、应用平台(监控中心及移动管理控制端)四个层次,其中,田间脉冲电磁阀 、无线阀门控制器、远程水泵智能控制器、云服务器、主控制中心和村级(企业)控制 中心、移动控制终端等组成灌溉无线控制系统,能够实现现地无线遥控、远程随时随地 监控、轮灌组定时自动轮灌等控制方式,并且实时监测机井和阀门状态,灌溉流量和管 网压力,保障运行安全,及时提示报警信息。在此基础上,扩充田间土壤墒情监测、农 田气象监测、作物和泵房视频监测等内容,指导科学灌溉,提高灌溉的智能化程度。 灌溉自动化系统总体层次分布图 系统特点: 全无线传输,自组网协议,电池供电、不需要任何布线,系统安装维护方便; 无线采用全球免费的公共频段(2。4GHz),省去传统无线的运营费用; 公网无线和现场无线融合,且具有冗余备份能力,提高了系统可靠性和安全性,突 破了系统现地访问限制; 无线阀控和采集节点超低能耗设计、内置电池保证使用3年;系统定时采集网络节 点电压、工作温度与通讯链路状态,实现网络自诊断功能; 所支持的电磁阀产品线广泛,不仅支持Netafim、Rain Bird和Hunter等灌 溉公司的电磁阀,同时也支持国外著名的阀制造企业Bermad、Dorot和TECHNIDR O的产品; 移动管理终端创新开发,突破了只能固定地点操作的限制,方便灌溉管理; 自动化功能多层次设计满足不同灌溉管理需要,提高了系统的适应性; 系统采用组件化和模块化设计,无线阀控节点、无线采集节点和机井控制站可以 按照项目需要自由扩展,方便项目设计,方便后续升级维护。 支持土壤墒情、作物长势信息和农田小气候信息的采集,强大的UniLog管理软件 能根据所采集的气象信息推算最适宜的农田灌溉时间和灌溉量,并做出智能的管 理决策; 管理软件集成GPRS/GSM技术,支持基于短信的智能报警,支持基于Internet的远 程管理。 依托云数据中心,灌溉自动化系统实现统一专家运维服务,现场维护人员只需要根 据系统和专业运维人员建议,安装拆卸设备和排除故障等.让高科技傻瓜化,让自 动化的使用维护和基础滴灌工程一样简单。 1、现场智能感知平台: 平台包括有:井房首部设备智能监控系统、田间灌溉控制系统、田间土壤墒情信息监 测系统、近地小气候环境信息监测系统、智能气象站、作物长势远程监测系统。 1.1、井房首部设备智能监控系统 井房首部枢纽设备包括:变频器、一体式水泵智能控制器、压力传感器、流量传感 器、地下水位/温度传感器、过滤装置、安全防护装置,自动化施肥装置和测控装置等。 过滤装置作用是将水中的固体大颗粒、杂质等过滤,防止这些污物进入滴灌系统堵塞 滴头或在系统中形成沉淀.施肥装置的作用是使易溶于水并施于根系的肥料、农药、化控 药品等在施肥罐内充分溶解,然后再通过滴灌系统输送到作物根部,便于作物吸收,充 分发挥肥效,同时减少肥料浪费,测控装置的作用是方便系统的操作、运行管理、保证系 统安全。本系统设有逆止阀、排气阀、压力表、水表、流量控制阀门。 井房首部设备智能监控系统实现机井水泵的启闭、电机保护、电量的计量、运行状 态监测,同时还对水源地地下水位、出水口压力和流量进行监测。 井房智能监控站示意图 井房智能监控站功能及原理如下: 远程的测控:智能井房控制终端通过GPRS无线,接收控制中心发送的命令,对水泵 变频器进行采集和控制,实现远程的水泵启停、电量采集的首部控制管理; 变频恒压管理:变频器根据灌溉所设定的压力,对灌溉主管道进行恒压调变频调控

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