飞行农民的精准农业无人机充电管理方案

虽然寻求冒险的无人机运动达到了新的高度，但我们看到了诸如无人机竞赛甚至适合儿童使用的模型之类的东西。工业/商业无人机领域也正在起飞，尽管没有那么大张旗鼓。无人机在工业领域的应用包括测绘、安全、检查、搜救、物流、采矿和农业。让我们仔细看看农业，以及无人机如何以及为何对其未来至关重要。

农业已经存在了 10,000 多年。1800 年代的工业革命通过新的机械化方法将生产力提高到了惊人的水平，使更少的农民能够照料大型农场，并解决了如何养活急剧增长的人口的问题。最新的美国人口普查显示，不到 1% 的美国人口从事 9 亿多英亩土地的耕作。人口预测表明，到 2050 年，地球将再增加 27 亿人口，因此需要高达 70% 的环境安全和日益高效/负担得起的食物供应。

大型农场的传统农业依赖于按照预定时间表对整个农场进行统一的种植/照料/收获决策。精准农业是在微观层面上对农田进行特定地点的管理。农民收集有关土壤质量、湿度、空气质量和作物成熟度的实时数据，并将这些数据输入分析引擎，从而为更大农场内的特定地点制定更明智的作物管理决策。将精准农业视为平方英尺而不是公顷的定制/优化农业。

无人机非常适合引领精准农业的下一次技术革命。无人机体积小、远程机动性好、垂直起降能力强，是数据收集和采取相关行动的完美解决方案。国际无人驾驶车辆系统协会发布的一份报告 预测，商用无人机的合法化将在 2015 年至 2025 年期间创造超过 800 亿美元的经济影响（如收入和创造就业机会），而精准农业将成为主要贡献者。那种成长。

PrecisionHawk、Agribotix、Dragonfly、Precisiondrone 和 SenseFly 提供的农业无人机包含一系列为精准农业量身定制的工具。这些无人机通常配备用于高分辨率图片的多光谱相机、GPS 接收器、从放置在现场的传感器读取数据的传感器平台、多个微控制器以及由大数据/云计算服务的集成数据管理，以便于访问和共享。无论是收集腐殖质含量，还是在难以到达的地形上检测真菌侵扰的发生，以及针对杀菌剂的喷洒，无人机都可以通过按下按钮来覆盖它。

任何无人机的关键挑战是准确测量电池容量，以便有足够的时间来改变无人机的飞行路径并将其安全停靠以进行下一次飞行。德州仪器 (TI) 拥有各种电池充电器、仪表和保护器，可满足各种应用需求，甚至还推出了一款集充电、仪表和保护于一体的设备 - bq40z60。

德州仪器(TI) bq40z60器件是一款可编程的电池管理单元，其集成有电池充电控制输出、电量监测和相关保护功能，能够完全自主地操作2至4节串联锂离子和锂聚合物电池组。此架构在电量监测处理器与电池充电器控制器之间实现内部通信，从而在系统负载瞬变和适配器电流限制期间根据外部负载条件和电源路径来源管理来优化充电量。可通过NFET、电感和感测电阻等外部元件针对具体功率传输情况来调节充电电流效率。

●特性
■全集成⒉节至4节串联锂离子或锂聚合物电池管理单元
■Pack+上的输入电压范围:2.5V至25V
■电池充电器效率>92%
■电池充电器工作范围:4V至25V
■针对外部N沟道场效应晶体管(NFET)的电池充电器1MHz同步降压控制器
▲软启动，限制浪涌电流
▲外部开关限流保护
▲可编程充电
▲支持JEITA/增强型充电模式
■电量监测
▲用于库伦计数器的16位高分辨率积分器
▲ 16位模数转换器(ADC)，通过16通道多路复用器实现电压、电流和温度的精密测量
▲同步恒流(CC)和ADC采样支持（功率转换)
▲支持两线制SMBus v2.0接口，工作频率选项最高可设定为400kHz
▲SHA-1哈希消息验证码(HMAC)响应器，用于提高电池组安全性
▲存储在安全存储器中的分裂密钥(Split Key)(2×64)
▲支持字段更新
■模拟前端(AFE)保护
▲可编程电流保护
▲放电过流
▲充电短路
▲放电短路
■N-FET高侧保护FET驱动
■支持4个发光二极管(LED)
■负温度系数(NTC)热敏电阻输入
■32引脚紧凑型四方扁平无引脚(QFN)封装(RHB)

随着使用无人机采用新的农业技术，无人机内部的技术也在进步。电池测量提供了延长无人机运行时间的机会，并有助于防止无人机丢失，从而使农民无需花时间取回这些设备并保护设备免受损坏。