一种基于WebGIS的载人直升机施药实时监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于WebGIS的载人直升机施药实时监测系统及方法，其中系统包括监测数据采集层、监测信息传输网关、管理监测信息的公共服务层、实时存储监测信息的数据持久层、监测信息类别处理与优化的业务服务层与前端页面显示层，该监测系统旨在解决现有载人直升机施药时作业航迹与施药状态监测实时性与可视化反馈不足的问。本发明专利技术能够准确的进行载人直升机施药时作业参数的实时采集与反馈，进而避免航空施药时的漏施与多施现象。而避免航空施药时的漏施与多施现象。而避免航空施药时的漏施与多施现象。

【技术实现步骤摘要】
一种基于WebGIS的载人直升机施药实时监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及载人直升机植保
，具体涉及一种基于WebGIS的载人直升机施药实时监测系统及方法。

技术介绍

[0002]载人直升机在我国林业病虫害防治中应用广泛，林业种植的一大特点是种植范围广，直升机飞行速度快，能够达到300km/h，因此使用载人直升机进行林业病虫防治的效率很高，从空中进行大范围作业，需要人力较少，不会对施药场地的林木和土壤造成物理破坏。现有的载人直升机作业时主要依靠人工经验进行喷施，造成作业林区出现重施、漏施现象，作业质量得不到保证。通过监测系统监测载人直升机作业轨迹，可为机内操作人员提供参考，调整施药航线，避免重施、漏施现象；监测施药流量可为机内操作人员调整变量施药提供依据；监测剩余药量可为操作人员提供提前的返航规划；监测并记录林区受药时的风向、风速、光照强度、温度、湿度可为作业质量提供理论支撑。目前尚未发现对载人直升机施药监测系统的文献，也未有用于载人直升机多源施药参数监测系统，给载人直升机航空施药应用带来了一些困扰。因此，亟需一种载人直升机施药实时监测系统，能够准确的监测载人直升机施药时的实时位置与作业区域位置、施药参数与作业区域环境参数，提高直升机作业时的精准性与农药使用率。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于WebGIS的载人直升机施药实时监测系统及方法，可以有效解决上述
技术介绍
中提出的现有的载人直升机作业时主要依靠人工经验进行喷施，造成作业林区重施、漏施现象，作业质量得不到保证的问题。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现：
[0005]一种基于WebGIS的载人直升机施药实时监测系统，包括监测数据采集层、监测信息传输网关、管理监测信息的公共服务层、实时存储监测信息的数据持久层、监测信息类别处理与优化的业务服务层和前端页面显示层；所述监测数据采集层用于实时采集飞况信息、施药作业参数和作业区域的环境参数；所述监测信息传输网关用于屏蔽监测数据传输协议的差异并将监测数据信息进行交互转发；所述管理监测信息的公共服务层用于对监测数据进行消息分发与管理；所述实时存储监测信息的数据持久层通过时序索引与行列表格式进行数据信息缓存与同步；所述监测信息类别处理与优化的业务服务层通过读取数据库中的信息进行类别处理与管理记录并优化GPS路径；所述前端页面显示层将实时监测状态发馈给直升机内操作人员进行实时调整，并输出作业全过程的监测参数便于施药作业质量评估。
[0006]一种基于WebGIS的载人直升机施药实时监测方法，包括以下步骤：
[0007]S1：建立载人直升机GIS监测系统；
[0008]S2：根据布设的监测设备获取各项监测数据；
[0009]S3：设置网关屏蔽监测数据传输协议的差异并将监测数据信息进行交互转发；
[0010]S4：通过公共服务层对监测数据进行消息分发与管理；
[0011]S5：持久层以时序为索引并采用表格储存方式进行数据信息缓存与同步；
[0012]S6：读取数据库中的信息进行类别处理与管理记录并优化GPS路径；
[0013]S7：将实时监测状态发馈给直升机内操作人员进行在线调整施药路线，并记录监测参数便于作业后评估作业质量。
[0014]进一步地，所述根据布设的监测设备获取各项监测数据，包括机载GPS采集的实时经纬度、高度及航速，机载流量传感器采集的实时施药量，机载液位传感器采集的剩余药量，地面布设的环境监测仪采集作业区的风向、风速、光照强度、温度、湿度；所述GPS使用粘合剂胶接在直升机药箱侧壁、所述流量传感器通过螺栓连接固定在药液泵输出的主流道上、所述液位传感器装载于直升机药箱上箱壁通过螺栓连接固定、所述环境监测仪布置在地面作业区域的中间位置。
[0015]进一步地，所述所述设置网关屏蔽监测数据传输协议的差异并将监测数据信息进行交互转发，包括将机载GPS、机载流量传感器、机载液位传感器、地面布设的环境监测仪的不同设备的信息通过硬件网关进行关联配置，通过鉴权网关与服务网关将传输协议进行异常信息屏蔽处理与交互转发，实现数据传输的定向稳定传输。
[0016]进一步地，所述通过公共服务层对监测数据进行消息分发与管理，包括通过设备服务管理网关转发的监测信息并以MQTT协议实现监测信息传输时的分发，实现与应用程序的解耦保证数据的可靠性，通过规则服务设置药箱余量过低时的警报信息触发，通过协议服务将由网关转发的不同类型的数据采集层的信息进行管理，通过定时任务管理监测设备的在线状态，并清理释放公共服务层在一段时间内的监测缓存数据进行过载保护。
[0017]进一步地，所述持久层以时序为索引并采用表格储存方式进行数据信息缓存与同步，包括通过时序数据库以监测设备实时采集的时间为索引进行存储，通过关系数据库以行列表格的方式进行存储，通过Redis将各类监测数据进行持久化缓存，通过RocketMQ来保证设备信息同步传输到其它服务器上同时也可快速响应规则服务的触发。
[0018]进一步地，所述读取数据库中的信息进行类别处理与管理记录并优化GPS路径，包括通过设备服务将持久层的数据读取并将设备的信息进行类别处理，通过任务服务进行一次完整施药作业的任务管理与记录，通过地图服务将GPS数据点进行轨迹显示，通过数据清洗、数据抽稀及卡尔曼滤波进行GPS数据点的处理与优化，提升直升机航迹的平滑性与精准性。
[0019]进一步地，所述将实时监测状态发馈给直升机内操作人员进行实时调整，并存储监测参数便于施药作业质量评估，包括通过前端开发搭建人机交互网页，调用高德地图API进行卫星地图、规划航线、实时航迹的WebGIS开发，并将实时经纬度、飞行高度、飞行速度、温度、湿度、风向、风速、光照强度、施药流量、剩余药量实时显示与网页端反馈给直升机内操作人员进行施药状态的调整，并可在作业后可将数据进行聚类记录与作业质量评估。人机交互网页通过工业电脑访问交互网页，工业电脑安装在载人直升机驾驶舱内为操作人员提供实时监测信息。
[0020]有益效果：
[0021]本专利技术所提供的一种基于WebGIS的载人直升机施药实时监测系统，根据机载GPS、
机载流量传感器、机载液位传感器与地面环境监测仪实时采集载人直升机作业时的实时经纬度、飞行高度、飞行速度，施药流量，药液余量和作业区域的风向、风速、光照强度、温度、湿度参数，通过网关与公共服务层屏蔽监测数据传输协议的差异并将监测数据信息进行交互转发，实现对监测数据进行消息分发与管理，通过数据持久层通过时序索引与行列表格式进行数据信息缓存与同步实现监测信息的有序记录，通过业务服务层读取数据库中的信息进行类别处理与管理记录实现监测飞行航线的优化，通过前端页面显示层将实时各类监测状态发馈给直升机内操作人员进行实时作业调整，并输出作业全过程的监测参数便于施药作业质量评估。本专利技术能够准确的进行载人直升机施药时作业参数的实时采集与反馈，以便操作人员实时调整航线，进而避免航空施药时的漏施与多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于WebGIS的载人直升机施药实时监测系统，其特征在于，包括监测数据采集层、监测信息传输网关、管理监测信息的公共服务层、实时存储监测信息的数据持久层、监测信息类别处理与优化的业务服务层和前端页面显示层；所述监测数据采集层用于实时采集飞况信息、施药作业参数和作业区域的环境参数；所述监测信息传输网关用于屏蔽监测数据传输协议的差异并将监测数据信息进行交互转发；所述管理监测信息的公共服务层用于对监测数据进行消息分发与管理；所述实时存储监测信息的数据持久层通过时序索引与行列表格式进行数据信息缓存与同步；所述监测信息类别处理与优化的业务服务层通过读取数据库中的信息进行类别处理与管理记录并优化GPS路径；所述前端页面显示层将实时监测状态发馈给直升机内操作人员进行实时调整，并输出作业全过程的监测参数便于施药作业质量评估。2.一种基于WebGIS的载人直升机施药实时监测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立载人直升机WebGIS监测系统；S2：根据布设的监测设备获取各项监测数据；S3：设置网关屏蔽监测数据传输协议的差异并将监测数据信息进行交互转发；S4：通过公共服务层对监测数据进行消息分发与管理；S5：数据持久层以时序为索引并采用表格储存方式进行数据信息缓存与同步；S6：读取数据库中的信息进行类别处理与管理记录并优化GPS路径；S7：将实时监测状态发馈给直升机内操作人员进行在线调整施药路线，并记录监测参数便于作业后评估作业质量。3.根据权利要求2所述一种基于WebGIS的载人直升机施药实时监测方法，其特征在于：所述根据布设的监测设备获取各项监测数据，包括机载GPS采集的实时经纬度、高度及航速，机载流量传感器采集的实时施药量，机载液位传感器采集的剩余药量，地面布设的环境监测仪采集作业区的风向、风速、光照强度、温度、湿度；所述机载GPS使用粘合剂胶接在直升机药箱侧壁，所述机载流量传感器通过螺栓连接固定在药液泵输出的主流道上，所述机载液位传感器装载于直升机药箱上箱壁通过螺栓连接固定，所述环境监测仪布置在地面作业区域的中间位置。4.根据权利要求3所述一种基于WebGIS的载人直升机施药实时监测方法，其特征在于：所述设置网关屏蔽监测数据传输协议的差异并将监测数据信息进行交互转发，包括将机载GPS、机载流量传感器、机载液位传感器、地面布设的环...

【专利技术属性】
技术研发人员：茹煜，薛江坤，方树平，胡晨明，徐忠，周杰，
申请(专利权)人：江苏宁翔通用航空有限公司，
类型：发明
国别省市：