一种三维室内空间信息检测系统和方法

技术领域

本发明涉及室内空间中的多物理量监测技术，特别是涉及到一种三维室内空间信息检测系统和方法。

背景技术

现有同类型技术中公开号为CN114047305B的发明专利，公开了一种温室大棚气体浓度三维立体测量系统和方法。包括控制终端、移动气体浓度测量系统、轨道和高度移动装置。所述移动气体浓度测量系统，包括气体传感器、数据采集模块、无线通信模块、第一控制模块和移动载体，所述高度移动装置包括滑轮、传动链条、可移动轨道和高度移动控制系统。管理人员通过控制终端发出测量点位控制信息，移动气体浓度测量系统通过无线通信模块接收，由第一控制模块控制移动载体行驶在轨道上，到达提前设置好的各个可移动轨道。高度移动装置通过高度移动控制系统精准控制可移动轨道及在可移动轨道上的移动气体浓度测量装置上下移动，从而实现设施农业环境中不同高度的气体浓度信息监测。

但是，由于该方法提到的移动气体浓度测量装置包括移动载体和传感单元，且采用一体化集成设计，因此在变更监测对象时，需要人工拆卸移动气体浓度测量装置，进而更换传感单元，存在操作复杂的缺点。其次，同时该方法只能监测气体环境信息，不能监测作物生长信息、作物外观信息等。另外，该方法没有三维坐标数据获取单元，所得气体数据不包括三维坐标数据，具有数据粒度少的缺点。

发明内容

本发明为解决现有技术中移动气体浓度测量装置所存在的操作复杂、数据粒度少、检测范围有限等缺点，本发明提出了一种三维室内空间环境信息检测方法和系统，将移动装置和传感装置设计为便于模块化组合的两部分，解决当前技术一体化集成设计在变更监测对象时，存在的更换传感装置操作复杂的缺点。

为了实现这一目标，本发明采取了如下的技术方案。

一种三维室内空间环境信息检测系统，包括检测组件和监控平台，检测组件检测三维室内空间内的环境信息并向监控平台发送检测的环境信息，系统还包括固定轨道，固定轨道设置于三维室内空间的顶部，检测组件在固定轨道上移动；检测组件包括传感装置和移动装置，移动装置包括水平移动装置和垂直移动装置，水平移动装置驱动检测组件整体在水平面内移动，垂直移动装置驱动传感装置垂直移动至检测位置。

本发明为了克服现有技术中移动气体浓度测量装置包括移动载体和传感单元，且采用一体化集成设计，因此在变更监测对象时，需要人工拆卸移动气体浓度测量装置，进而更换传感单元，存在操作复杂的缺点；因此将检测组件中的传感装置和移动装置进行分离式模块设计，移动装置负责传感装置的整体移动，而传感装置则负责环境信息的检测，当需要调整环境信息的检测范围或者类别时，只需要调整传感装置即可，具有调试、设置和更换简单的优点。

另外，本发明具体实施方式的三维室内空间环境信息检测系统中，固定轨道在水平面内的形状为循环延伸的连续弯折线形，包括多个平行直线段和连接两个相邻平行直线段之间的圆弧段；固定轨道在垂直面内的形状为工字型，工字型轨道的两侧具有凹陷部，凹陷部下段具有水平承载面；水平移动装置包括与工字型两侧凹陷部对应的第一滚轮，第一滚轮在水平承载面上滚动，带动水平移动装置、移动装置以及检测组件整体在轨道上移动。

为了全面覆盖到三维室内空间环境信息的各个位置，以及为了避免室内设施对于定位信号的遮挡，本发明将规定轨道设置于室内空间的上部，在轨道上设置第一滚轮，这样移动装置可以带动传感装置在水平面内任意移动。

另外，本发明具体实施方式的三维室内空间环境信息检测系统中，第一滚轮下方具有子轨道，子轨道上具有第二滚轮，子轨道的延伸方向与固定轨道的延伸方向彼此垂直，第二滚轮在子轨道上滚动，垂直移动装置设置在子轨道上，垂直移动装置连接至传感装置；第二滚轮带动垂直移动装置和传感装置在子轨道上移动。

为了让传感装置能够到达任意目标位置，本发明具体实施方式中采用两极轨道的方式，一级轨道为固定轨道，能引导移动装置及传感装置至目标位置附近，但是由于固定轨道不可能布设得具有任意密度，因此还设置了第二级轨道——子轨道，子轨道的延伸方向与固定轨道垂直，而传感装置能够进一步沿着子轨道移动，这样就能够将传感装置移动到固定轨道两段平行轨道之间的位置，由此来实现传感装置对于任意目标位置的环境信息测量。

另外，本发明具体实施方式的三维室内空间环境信息检测系统中，移动装置上具有超宽带定位单元，超宽带定位单元为发射装置，三维室内空间还具有多个定位基站，多个定位基站与监控平台通信；与超宽带定位装置发射脉冲信号，监控平台根据多个定位基站接收到脉冲信号的时间差来确定超宽带定位单元以及移动装置的水平面内位置，向超宽带定位单元反馈超宽带定位单元以及移动装置的水平面内位置。

本发明的应用场景为室内空间环境信息检测，室内无法接收到卫星定位信号，因此本发明采用了超宽带（UWB）定位装置来实现对于传感装置在水平面内位置的确定，UWB室内定位技术基于多个接收设备（定位基站）接收到的来自信号源无线信号的时间差，使用TDOA（Time Difference of Arrival）或TOF（Timeof Flight）算法来计算信号源的位置，并通过定位系统来输出定位数据。根据UWB信号在空间中的传播速度和时间差计算，就可以得到标签的实际位置，因此可以实现高精度的三维室内定位。

UWB定位的精度容易受到空间干涉的影响，因此本发明具体实施方式中，UWB定位装置被固定设置在第二滚轮上，而不随着传感装置一起上下移动，只用于获取x轴和y轴数据，通过其他装置获得传感装置的高度z轴数据，由此来解决室内设施，例如农作物遮挡导致的UWB定位数据误差大的问题。

另外，本发明具体实施方式的三维室内空间环境信息检测系统中，轨道和子轨道上预设位置处具有校准点，当第一滚轮和第二滚轮同时分别处于轨道和子轨道上预设位置处的校准点时，移动装置向监控平台发送校准信号，监控平台根据校准信号以及多个定位基站发送来的脉冲信号接收时间差，以及由此确定的超宽带定位单元以及移动装置的水平面内位置，来对多个定位基站的定位功能进行校准。

UWB的定位高度依赖于定时精度，因此本发明还采用了校准机制，来克服多个定位基站的定时偏差问题，因为UWB的工作机制是多个定位基站对于UWB定位装置的脉冲信号时间差，而室内距离有限，导致实际TOF非常短，多个定位基站之间的定时即使有极小的误差也会导致UWB的定位结果出现较大的偏差，为此本发明采用了基准点校准的方式——轨道和子轨道上预设位置处具有校准点，当第一滚轮和第二滚轮同时分别处于轨道和子轨道上预设位置处的校准点时，移动装置向监控平台发送校准信号，此时监控平台能够从校准信号中获知UWB定位单位的准确位置，而另一方面又可以从多个定位基站获取的时间差来计算UWB的计算位置，通过准确位置与计算位置之间的差异，可以补偿定位基站的定时，来实现对于多个定位基站的定位功能进行校准。

例如，预设的基准点刚好设置在两个定位基站的中间位置，但是从两个基站获得TOF信息来看又存在差异，这样就可以补偿两个基站的计时时间，各自设置一个时间偏移量。在后续的定位测量过程中，始终带着这个时间偏移量进行测量。以此来实现对于多个定位基站的定位功能的校准。

实际上，以上两个定位基站的定时，可能同时增大了，导致这种偏移量并不严格准确，本发明具体实施方式中设置了多个校准点，通过多次校准来消除这种误差。

另外，本发明具体实施方式的三维室内空间环境信息检测系统中，传感装置具有第一无线通信模块、移动装置具有第二无线通信模块和第三无线通信模块，其中，第一无线通信模块与第二无线通信模块通信，用于将传感装置检测的环境信息传输至移动装置；第三无线通信模块与监控平台通信，用于将环境信息传输至监控平台，以及用于接收来自监控平台的控制命令；传感装置具有第一电源模块和传感器阵列，移动装置具有第二电源模块和控制模块，第一电源模块为传感器阵列和第一无线通信模块提供电力；第二电源模块为第二无线通信模块、第三无线通信模块、水平移动装置、垂直移动装置提供电力。

另外，本发明具体实施方式的三维室内空间环境信息检测系统中，传感装置具有高度检测单元，当移动装置驱动传感装置移动至目标位置在水平面内的位置时，移动装置的垂直移动单元开始调整传感装置的高度；传感装置的高度检测单元检测传感装置的高度，当传感装置的高度达到目标位置时，通过第一无线通信模块向移动装置发送已到达目标高度的信号，移动装置的垂直移动单元停止调整传感装置的高度。

高度检测单元可以是例如气压计或加速度传感器等，这类传感器一般不受到空间其他干扰物的干涉，能够准确地获取传感装置的高度信息。

另外，本发明具体实施方式的三维室内空间环境信息检测系统中，监控平台包括存储单元、数据交互单元、人机交互控制单元和三维可视化展示单元，其中存储单元实现对环境信息检测数据和检测组件位置数据的存储；数据交互单元实现从检测组件获取检测的环境信息；人机交互控制单元设置有操控设备；三维可视化展示单元包括显示屏幕，通过环境信息检测数据和检测组件位置数据进行环境信息的三维融合显示。

一种三维室内空间环境信息检测，包括以下步骤：

A、获取预设的一个以上目标位置信息；

B、检测组件中移动装置的水平移动装置，在超宽带定位单元的定位功能作用下，移动传感装置至一个目标位置的水平位置；

C、检测组件中移动装置的垂直移动装置，在传感装置的高度检测功能作用下，移动传感装置至该目标位置的高度位置，传感装置检测目标位置的环境信息，通过移动装置向监控平台发送环境信息和水平位置信息和高度位置信息；

D、移动装置移动检测装置至下一目标位置进行环境信息的检测。

另外，本发明具体实施方式的三维室内空间环境信息检测方法中，在进行多个目标位置的环境信息之前，或者检测过程中，根据预设的校准点，当超宽带定位单元位于预设的校准点时，移动装置向监控平台发送校准信号，监控平台根据校准信号以及利用超宽带定位单元检测的位置信号，对于超宽带定位单元的定位功能进行校准。

本发明的三维室内空间环境信息检测系统和方法，所具有的技术效果包括如下。

（1）本发明将移动装置和传感装置设计为便于模块化组合的两部分，解决当前技术一体化集成设计在变更监测对象时，存在的更换传感装置操作复杂的缺点。同时传感装置中传感器阵列可根据需要集成任意类型传感器（图像、光照、温湿度、气体、高光谱），实现对作物生长环境，作物外观品质，病虫害，作物生长信息的监测，解决当前技术只能监测气体环境信息的缺点。

（2）本发明增加了基于UWB技术的三维坐标数据获取单元，从而增加所得传感数据的粒度，使得传感数据变得更加直观，清楚。将UWB定位模块安装在移动装置中，不跟随传感装置下移，只用于获取x轴和y轴数据，通过垂直移动装置获得高度z轴数据，解决作物遮挡导致的UWB定位数据误差大的问题。

附图说明

图1为根据本发明具体实施方式中一种三维室内空间环境信息检测系统中传感装置的结构示意图。

图2为根据本发明具体实施方式中一种三维室内空间环境信息检测系统中移动装置的结构示意图。

图3为根据本发明具体实施方式中一种三维室内空间环境信息检测系统中监控平台的结构示意图。

图4为根据本发明具体实施方式中一种三维室内空间环境信息检测系统中UWB定位模块的原理示意图。

图5为本发明具体实施方式中一种三维室内空间环境信息检测系统中移动装置的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明。

以下公开详细的示范实施例。然而，此处公开的具体结构和功能细节仅仅是出于描述示范实施例的目的。

然而，应该理解，本发明不局限于公开的具体示范实施例，而是覆盖落入本公开范围内的所有修改、等同物和替换物。在对全部附图的描述中，相同的附图标记表示相同的元件。

参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

同时应该理解，如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个相关的列出项的任意和所有组合。另外应该理解，当部件或单元被称为“连接”或“耦接”到另一部件或单元时，它可以直接连接或耦接到其他部件或单元，或者也可以存在中间部件或单元。此外，用来描述部件或单元之间关系的其他词语应该按照相同的方式理解（例如，“之间”对“直接之间”、“相邻”对“直接相邻”等）。

图1为根据本发明具体实施方式中一种三维室内空间环境信息检测系统中传感装置的结构示意图。图2为根据本发明具体实施方式中一种三维室内空间环境信息检测系统中移动装置的结构示意图。图3为根据本发明具体实施方式中一种三维室内空间环境信息检测系统中监控平台的结构示意图。以下结合图1~图3说明本发明具体实施方式中三维室内空间环境信息检测系统的结构和原理。

本发明具体实施方式包括一种三维室内空间环境信息检测系统，包括检测组件和监控平台，检测组件检测三维室内空间内的环境信息并向监控平台发送检测的环境信息，系统还包括固定轨道，固定轨道设置于三维室内空间的顶部，检测组件在固定轨道上移动；检测组件包括传感装置和移动装置，移动装置包括水平移动装置和垂直移动装置，水平移动装置驱动检测组件整体在水平面内移动，垂直移动装置驱动传感装置垂直移动至检测位置。

本发明具体实施方式为了克服现有技术中移动气体浓度测量装置包括移动载体和传感单元，且采用一体化集成设计，因此在变更监测对象时，需要人工拆卸移动气体浓度测量装置，进而更换传感单元，存在操作复杂的缺点；因此将检测组件中的传感装置和移动装置进行分离式模块设计，移动装置负责传感装置的整体移动，而传感装置则负责环境信息的检测，当需要调整环境信息的检测范围或者类别时，只需要调整传感装置即可，具有调试、设置和更换简单的优点。

另外，本发明具体实施方式的三维室内空间环境信息检测系统中，固定轨道在水平面内的形状为循环延伸的连续弯折线形，包括多个平行直线段和连接两个相邻平行直线段之间的圆弧段；固定轨道在垂直面内的形状为工字型，工字型轨道的两侧具有凹陷部，凹陷部下段具有水平承载面；水平移动装置包括与工字型两侧凹陷部对应的第一滚轮，第一滚轮在水平承载面上滚动，带动水平移动装置、移动装置以及检测组件整体在轨道上移动。

为了全面覆盖到三维室内空间环境信息的各个位置，以及为了避免室内设施对于定位信号的遮挡，本发明将规定轨道设置于室内空间的上部，在轨道上设置第一滚轮，这样移动装置可以带动传感装置在水平面内任意移动。

另外，图5为本发明具体实施方式中一种三维室内空间环境信息检测系统中移动装置的局部结构示意图。如图所示，本发明具体实施方式的三维室内空间环境信息检测系统中，移动装置20的第一滚轮201下方具有子轨道202，子轨道202上具有第二滚轮，子轨道202的延伸方向与固定轨道10的延伸方向彼此垂直，第二滚轮在子轨道202上滚动，垂直移动装置设置在子轨道202上，垂直移动装置连接至传感装置； 第二滚轮带动垂直移动装置和传感装置在子轨道上移动。

为了让传感装置能够到达任意目标位置，本发明具体实施方式中采用两极轨道的方式，一级轨道为固定轨道10，图5中示出了两根平行设置的固定轨道10，固定轨道10能引导移动装置及传感装置至目标位置附近，但是由于固定轨道10不可能布设得具有任意密度，因此还设置了第二级轨道——子轨道202，子轨道202的延伸方向与固定轨道10垂直，而传感装置能够进一步沿着子轨道移动，这样就能够将传感装置移动到固定轨道两段平行轨道之间的位置，由此来实现传感装置对于任意目标位置的环境信息测量。

例如固定轨道的第一平行直线段的x坐标为10，y坐标为5~95内延伸，第二平行直线段的x坐标为20，y坐标为5~95内延伸，这说明固定轨道的平行直线段为平行于y轴延伸。而子轨道202的延伸长度为12；假设目标点的精确水平面内坐标为12，80，则可以将移动装置整体移动到第一平行直线段的y坐标80处，然后让第二滚轮在子轨道上继续移动x为2，即可抵达预定目标位置，因此本发明通过两极轨道的方式，实现了三维室内空间内任意坐标值的覆盖。

特别地，子轨道202的长度至少需要达到固定轨道两平行直线段间间隔的一半，这样才能保证任意坐标值的全部覆盖。本发明具体实施方式中，还可以设置较长的子轨道202，超过了固定轨道两平行直线段监控平台将目标位置发送给移动装置，移动装置还可以根据目标点位置和两级轨道上的移动速度、能量消耗实现路径的优化，以缩短检测时间或节约能源。

例如子轨道202长度为18，第一平行直线段的x坐标为10，y坐标为5~95内延伸，第二平行直线段的x坐标为20，y坐标为5~95内延伸；当目标点位置为19，92时，可以在第一平行直线段的y坐标为92处，移动第二滚轮至子轨道的左端最远端（+9）；也可以在第二平行直线段的y坐标为92处，移动第二滚轮至子轨道202的右端（-1）；此时如果以加快检测速度考虑，因为第二滚轮在子轨道202上移动更慢，可以采用第二种方案；如果以节约能耗考虑，因为第一滚轮在固定轨道上移动更加耗能，则可以采用第一种方案。

另外，本发明具体实施方式的三维室内空间环境信息检测系统中，移动装置上具有超宽带定位单元，超宽带定位单元为发射装置，三维室内空间还具有多个定位基站，多个定位基站与监控平台通信；与超宽带定位装置发射脉冲信号，监控平台根据多个定位基站接收到脉冲信号的时间差来确定超宽带定位单元以及移动装置的水平面内位置，向超宽带定位单元反馈超宽带定位单元以及移动装置的水平面内位置。

图4为根据本发明具体实施方式中一种三维室内空间环境信息检测系统中UWB定位模块的原理示意图。如图所示，本发明的应用场景为室内空间环境信息检测，室内无法接收到卫星定位信号，因此本发明采用了超宽带（UWB）定位装置来实现对于传感装置在水平面内位置的确定，UWB室内定位技术基于多个接收设备（定位基站）接收到的来自信号源无线信号的时间差，使用TDOA（Time Difference of Arrival）或TOF（Timeof Flight）算法来计算信号源的位置，并通过定位系统来输出定位数据。根据UWB信号在空间中的传播速度和时间差计算，就可以得到标签的实际位置，因此可以实现高精度的三维室内定位。

UWB定位的精度容易受到空间干涉的影响，因此本发明具体实施方式中，UWB定位装置被固定设置在第二滚轮上，而不随着传感装置一起上下移动，只用于获取x轴和y轴数据，通过其他装置获得传感装置的高度z轴数据，由此来解决室内设施，例如农作物遮挡导致的UWB定位数据误差大的问题。

另外，本发明具体实施方式的三维室内空间环境信息检测系统中，轨道和子轨道上预设位置处具有校准点，当第一滚轮和第二滚轮同时分别处于轨道和子轨道上预设位置处的校准点时，移动装置向监控平台发送校准信号，监控平台根据校准信号以及多个定位基站发送来的脉冲信号接收时间差，以及由此确定的超宽带定位单元以及移动装置的水平面内位置，来对多个定位基站的定位功能进行校准。

UWB的定位高度依赖于定时精度，因此本发明还采用了校准机制，来克服多个定位基站的定时偏差问题，因为UWB的工作机制是多个定位基站对于UWB定位装置的脉冲信号时间差，而室内距离有限，导致实际TOF非常短，多个定位基站之间的定时即使有极小的误差也会导致UWB的定位结果出现较大的偏差，为此本发明采用了基准点校准的方式——轨道和子轨道上预设位置处具有校准点，当第一滚轮和第二滚轮同时分别处于轨道和子轨道上预设位置处的校准点时，这意味着UWB定位单位刚好抵达了一个预定位置，而该位置的坐标值是已知的、准确的。移动装置向监控平台发送校准信号，此时监控平台能够从校准信号中获知UWB定位单位的准确位置，而另一方面又可以从多个定位基站获取的时间差来计算UWB定位单元的计算位置，通过准确位置与计算位置之间的差异，可以补偿定位基站的定时，来实现对于多个定位基站的定位功能进行校准。

例如，预设的基准点刚好设置在两个定位基站的中间位置，但是从两个基站获得TOF信息来看又存在差异，这样就可以补偿两个基站的计时时间，各自设置一个时间偏移量。在后续的定位测量过程中，始终带着这个时间偏移量进行测量。以此来实现对于多个定位基站的定位功能的校准。

实际上，上述两个定位基站的定时值，可能同时增大了一个时间偏移量，导致这种依赖于两个定位基站的中间位置来进行两点间补偿结果并不严格准确，为了克服这一问题，本发明具体实施方式中设置了多个校准点，通过多次校准来消除这种相对误差，以提高UWB定位单位的定位精度。

另外，本发明具体实施方式的三维室内空间环境信息检测系统中，传感装置具有第一无线通信模块、移动装置具有第二无线通信模块和第三无线通信模块，其中，第一无线通信模块与第二无线通信模块通信，用于将传感装置检测的环境信息传输至移动装置；第三无线通信模块与监控平台通信，用于将环境信息传输至监控平台，以及用于接收来自监控平台的控制命令；传感装置具有第一电源模块和传感器阵列，移动装置具有第二电源模块和控制模块，第一电源模块为传感器阵列和第一无线通信模块提供电力；第二电源模块为第二无线通信模块、第三无线通信模块、水平移动装置、垂直移动装置提供电力。

传感装置中传感器阵列可根据需要集成任意类型传感器（图像、光照、温湿度、气体、高光谱等），实现对作物生长环境，作物外观品质，病虫害，作物生长信息的监测，解决当前技术只能监测气体环境信息的缺点。

另外，本发明具体实施方式的三维室内空间环境信息检测系统中，传感装置具有高度检测单元，当移动装置驱动传感装置移动至目标位置在水平面内的位置时，移动装置的垂直移动单元开始调整传感装置的高度；传感装置的高度检测单元检测传感装置的高度，当传感装置的高度达到目标位置时，通过第一无线通信模块向移动装置发送已到达目标高度的信号，移动装置的垂直移动单元停止调整传感装置的高度。

高度检测单元可以是例如气压计或加速度传感器等，这类传感器一般不受到空间其他干扰物的干涉，能够准确地获取传感装置的高度信息。

另外，本发明具体实施方式的三维室内空间环境信息检测系统中，监控平台包括存储单元、数据交互单元、人机交互控制单元和三维可视化展示单元，其中存储单元实现对环境信息检测数据和检测组件位置数据的存储；数据交互单元实现从检测组件获取检测的环境信息；人机交互控制单元设置有操控设备；三维可视化展示单元包括显示屏幕，通过环境信息检测数据和检测组件位置数据进行环境信息的三维融合显示。

一种三维室内空间环境信息检测，包括以下步骤：

A、获取预设的一个以上目标位置信息；

B、检测装置中移动装置的水平移动装置，在超宽带定位单元的定位功能作用下，移动传感装置至一个目标位置的水平位置；

C、检测装置中移动装置的垂直移动装置，在传感装置的高度检测功能作用下，移动传感装置至该目标位置的高度位置，传感装置检测目标位置的环境信息，通过移动装置向监控平台发送环境信息和水平位置信息和高度位置信息；

D、移动装置移动检测装置至下一目标位置进行环境信息的检测。

另外，本发明具体实施方式的三维室内空间环境信息检测方法中，在进行多个目标位置的环境信息之前，或者检测过程中，根据预设的校准点，当超宽带定位单元位于预设的校准点时，移动装置向监控平台发送校准信号，监控平台根据校准信号以及利用超宽带定位单元检测的位置信号，对于超宽带定位单元的定位功能进行校准。

本发明的三维室内空间环境信息检测系统和方法，所具有的技术效果包括如下。

（1）本发明将移动装置和传感装置设计为便于模块化组合的两部分，解决当前技术一体化集成设计在变更监测对象时，存在的更换传感装置操作复杂的缺点。同时传感装置中传感器阵列可根据需要集成任意类型传感器（图像、光照、温湿度、气体、高光谱），实现对作物生长环境，作物外观品质，病虫害，作物生长信息的监测，解决当前技术只能监测气体环境信息的缺点。

（2）本发明增加了基于UWB技术的三维坐标数据获取单元，从而增加所得传感数据的粒度，使得传感数据变得更加直观，清楚。将UWB定位模块安装在移动装置中，不跟随传感装置下移，只用于获取x轴和y轴数据，通过垂直移动装置获得高度z轴数据，解决作物遮挡导致的UWB定位数据误差大的问题。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本说明书所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本说明书所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。