微型无人机机载恶臭气体检测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种微型无人机机载恶臭气体检测系统，由数据采集模块、电源模块和数据传输模块三部分组成，三部分模块集成于一块电路板上，可以方便地挂载于微小型民用无人机上。所述数据采集模块由恶臭气体检测传感器、GPS模块、单片机系统芯片组成，用于实时测量微小型无人机所在位置空气中主要恶臭气体浓度和该位置的GPS定位数据，通过串行接口将测量数据传递给数据传输模块，采集数据可以通过数传电台传输。该集成传感器系统体积小、重量轻，重量小于300克，适用于小型和微型无人机挂载，可以采集和传输飞机所处位置的恶臭气体浓度、GPS数据，测量范围广，分辨率和测量精度高，可以直接用于监测指定地点的低空恶臭气体浓度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及大气检测装置领域，特别涉及一种微型无人机机载的可快速监测空气中恶臭气体浓度的检测系统。
技术介绍
恶臭气体浓度探测器用于检测空气中恶臭气体浓度的状况和变化，对制药、石化、化工等工业区域环境空气质量的检测发布发挥着重要的作用。随着民用无人机技术的飞速发展，无人机在区域环境空气恶臭气体浓度探测领域的应用日益广泛，但是现有恶臭气体浓度探测仪器产品体积大，重量重，而且其传感器也是针对地面站、车载流动站或是手持来设计的，总体上不适宜微小型无人机机载使用，并不能满足微小型无人机使用。
技术实现思路
本技术针对现有恶臭气体浓度探测仪器体积大、重量重，不能满足微小型无人机使用的现状，提供一种适用于小型、微型无人机机载恶臭气体浓度检测的传感器集成系统，可以满足无人机基于地理数据的快速实时区域环境空气质量检测的需求。本技术所采用的技术方案如下:微型无人机机载恶臭气体检测系统由数据采集模块、电源模块和数据传输模块三部分组成，三部分模块集成于一块电路板上，可以方便地挂载于微小型民用无人机上，所述数据采集模块由恶臭气体检测传感器、GPS模块、单片机系统芯片组成，用于实时测量微小型无人机所在位置空气中主要恶臭气体浓度和该位置的GPS定位数据，通过串行接口将测量数据传递给数据传输模块。作为优选，所述恶臭气体检测传感器集成美国base-line PID光离子气体传感器，英国city 7NE系列电化学气体传感器，经过精密标定调较，可以直接高精度、灵敏的测量空气中氨气、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、苯乙烯、二硫化碳等挥发性有机化合物的含量。所述GPS模块集成GPS信号接收器，能实时测量微小型无人机所在位置的GPS定位数据。所述单片机系统芯片采用LPC1768，传感器通过串行接口将测量数据传递给单片机系统。所述电源模块由小型5V锂电池和稳压电路组成，稳压电路能在锂电池放电过程中电压发生变化时，稳定电压，保证其他模块供电电压稳定。所述数据传输模块采用DIGI XTend 900 IW数传电台，用于接收无人机地面控制站的遥控指令并通过串行接口发送给数据采集模块，并将接收的数据采集模块的测量数据发送给无人机地面控制站。本技术的有益效果是:本技术所涉及的微型无人机机载恶臭气体检测系统集成传感器体积小、重量轻，重量小于300克，传感探头反应快速，测量精确、灵敏，嵌入GPS模块，满足无人机区域环境空气质量测量的要求，嵌入无线数传模块，满足无人机测量数据实时传输的要求，适用于小型和微型无人机挂载，可以采集和传输飞机所处位置的恶臭气体浓度、GPS数据，测量范围广，分辨率和测量精度高，可以直接用于监测指定地点的低空恶臭气体浓度。【附图说明】图1为本技术系统结构示意图；图2为本技术系统元件连接示意图。如图所示:1、GPS模块，2、PID光离子TVOC气体传感器，3、甲硫醇电化学传感器，4、硫化氢传感器，5、单片机系统芯片，6、电池，7、5V直流稳压电路，8、数传电台。【具体实施方式】以下结合附图对本技术作进一步的详细说明:如图1所示，一种微型无人机机载恶臭气体检测系统，本系统可以分为数据采集模块、电源模块和数据传输模块三部分，所述三部分模块集成于一块电路板上，可以方便地挂载于微小型民用无人机上。如图1所示，图中I为GPS NEO-MSN 一体化模块，使用台湾太盟陶瓷片天线，有源28db 二级放大高增益陶瓷天线，增益高，定位快，弱信号下也可定位，自带FLASH，可以保存数据配置，可以更改波特率，输出频率，输出协议，可以保存配置，断电不丢失。如图1所示，图中2为PID光离子TVOC气体传感器，其使用了一个紫外灯(UV)光源将有机物分子电离成可被检测器检测到的正负离子(离子化)。检测器捕捉到离子化了的气体的正负电荷并将其转化为电流信号实现气体浓度的测量。该传感器是一个高度灵敏、适用范围广泛的检测器，对大部分的恶臭气体极为敏感，可以灵敏的探测检测烃类、氧烃类、含卤烃类、氮烃及硫烃类等恶臭气体。如图1所示，图中3-4为电化学气体传感器，气体通过多孔膜背面扩散入传感器的工作电极，在此气体被氧化或还原，这种电化学反应引起流经外部线路的电流，电流是正比于气体浓度的线性输出，因此经过对输出传感器输出电流的精确校正，可以得到较高的测量精度。如图1所示，图中5为LPC1768芯片，擅长处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用，可以高效的完成数据收集、处理、转发任务。如图1所示，图中6-7为电源模块，由小型5V锂电池和稳压电路组成，稳压电路能在锂电池放电过程中电压发生变化时，稳定电压，保证其他模块供电电压稳定，可以为系统提供稳定的工作电源。如图1所示，图中8为数据传输模块，采用DIGI XTend 900 IW数传电台，用于接收无人机地面控制站的遥控指令并通过串行接口发送给数据采集模块，并将接收的数据采集模块的测量数据发送给无人机地面控制站。图2所示为所述技术的数据传输和控制信息传输结构。地面数据采集指令通过数传输模块，传达直单片机系统，芯片响应，通过控制引脚依次向各传感器发送数据采集请求，传感器响应请求，通过数据输出引脚，以串行的方式向芯片输出数据，芯片简单处理后将数据暂存，再向数传电台发送传送数据请求，再收到数传电台回应后，以串行的方式将所采集的数据发往无人机地面站。上述实施例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。【主权项】1.微型无人机机载恶臭气体检测系统由数据采集模块、电源模块和数据传输模块三部分组成，三部分模块集成于一块电路板上，可以方便地挂载于微小型民用无人机上，其特征在于，所述数据采集模块由恶臭气体检测传感器、GPS模块、单片机系统芯片组成，用于实时测量微小型无人机所在位置空气中主要恶臭气体浓度和该位置的GPS定位数据，通过串行接口将测量数据传递给数据传输模块，采集数据通过数传电台传输。2.根据权利要求1所述的微型无人机机载恶臭气体检测系统，其特征在于，所述恶臭气体检测传感器集成美国base-line PID光离子气体传感器，英国city 7NE系列电化学气体传感器，经过精密标定调较，可以直接高精度、灵敏的测量空气中氨气、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、苯乙烯、二硫化碳挥发性有机化合物的含量。3.根据权利要求1所述的微型无人机机载恶臭气体检测系统，其特征在于，所述GPS模块集成GPS信号接收器，能实时测量微小型无人机所在位置的GPS定位数据。4.根据权利要求1所述的微型无人机机载恶臭气体检测系统，其特征在于，所述单片机系统芯片采用LPC1768，传感器通过串行接口将测量数据传递给单片机系统。5.根据权利要求1所述的微型无人机机载恶臭气体检测系统，其特征在于，所述电源模块由小型5V锂电池和稳压电路组成，稳压电路能在锂电池放电过程中电压发生变化时，稳定电压，保证其他模块供电电压稳定。6.根据权利要求1所述的微型无人机机载恶臭气体检测系统，其特征在于，所述数据传输模块采用DIGI XTend 900 IW数传电台，用于接收无人机地面控制站的遥控指令并通过串行接口发送给数据采集模块，并将接收的数据采集模块的测量数据发送给无人机地面控制站。【专利摘要】本技术涉及一种微型无人机机载恶臭气体检测系统，由数据采集模本文档来自技高网...

【技术保护点】
微型无人机机载恶臭气体检测系统由数据采集模块、电源模块和数据传输模块三部分组成，三部分模块集成于一块电路板上，可以方便地挂载于微小型民用无人机上，其特征在于，所述数据采集模块由恶臭气体检测传感器、GPS模块、单片机系统芯片组成，用于实时测量微小型无人机所在位置空气中主要恶臭气体浓度和该位置的GPS定位数据，通过串行接口将测量数据传递给数据传输模块，采集数据通过数传电台传输。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段章山，
申请(专利权)人：河北国呈电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13