一种基于无人机的大气环境质量监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于无人机的大气环境质量监测系统，包括测量装置和地面工作站，所述测量装置包括数据采集传感器和数据通信模块，测量装置通过数据通信模块与地面工作站相连接，所述连续监测系统还包括无人机，所述无人机包括机体、导航模块、飞控通信模块、电源装置以及若干气体传感器，所述的气体传感器连接气体浓度检测仪，所述地面工作站内设置有与无人机飞控通信模块相对应的地面无线传输模块、处理器以及与处理器连接的显示器。本实用新型专利技术通过选用模块化可选择的测量装置、测量装置直接从无人机电池取电等方式，将测量装置根据需要组合后配合于六旋翼以上的无人机上，使其可以同时连续测量多种参数，极大地增加其实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机的大气环境质量监测系统
本技术涉及环境监测
，尤其涉及一种基于无人机的大气环境质量监测系统。
技术介绍
随着无人机技术的发展，无人机在各个专业领域的便利性逐步显露出来，在大气污染监测方面的应用形成一个新的领域，能够解决固定式和车载移动式大气监测设备无法到达工厂、企业、小区、单位、风景区等内部空间及山地、河流、森林、种植、养殖等区域进行大气环境质量或大气污染物日常监测的问题，极大地扩大监测范围，促进环境保护工作，保障人民身体健康。现有技术中，通常采用的采样技术比较传统，需要管道、电磁阀门、气泵等进气、排气装置，如专利技术专利201611184100.X，采用苏码罐、接头和流量控制器等，它们体积大，重量重，消耗电能多，是无人机很大的负担，与无人机进行专业化组合很难实用化。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种基于无人机的大气环境质量监测系统。本技术是通过以下技术方案实现：一种基于无人机的大气环境质量监测系统，包括测量装置和地面工作站，所述测量装置包括数据采集传感器和数据通信模块，测量装置通过数据通信模块与地面工作站相连接，所述连续监测系统还包括无人机，所述无人机包括机体、导航模块、飞控通信模块、电源装置以及若干气体传感器，所述的气体传感器连接气体浓度检测仪，所述地面工作站内设置有与无人机飞控通信模块相对应的地面无线传输模块、处理器以及与处理器连接的显示器，所述处理器连接外部电源，所述电源装置为无刷电机，所述无刷电机连接有与其相匹配的电子调速器，所述电子调速器包括内置调速电路，其通过输入PWM调速信号，并输出三相直流电压控制所述电机的运作，所述飞控通信模块包括信号接收器，所述测量装置安装于无人机上并由无人机电池供电，控制和通信模块与地面工作站相连接，所述数据采集传感器包括固定式微型传感器和/或圆形可插拔传感器。进一步的，所述气体传感器为CO传感器、H2S传感器、SO2传感器、NO2传感器、NO传感器、CI2传感器、HCN传感器、NH3传感器、PH3传感器、CIO2传感器、HCI传感器和VOC传感器等中的至少一种传感器。进一步的，所述电子调速器连接有高储电量的锂电池，其可为电源装置进行供电，且可多次重复充电使用。进一步的，所述地面工作站内的处理器为电脑主机，电脑主机连接显示器以及外设设备。进一步的，所述固定式微型传感器包括温湿度传感器、小型光学颗粒物传感器和微型大量程非分散红外线二氧化碳传感器。进一步的，所述圆形可插拔传感器包括电化学传感器、PID紫外光学检测VOC的传感器。进一步的，所述无人机为六旋翼或八旋翼的旋转翼无人机。进一步的，所述监测系统还包括遥控器，所述遥控器可与无人机通信模块相连接并向其发送控制指令而调整无人机飞行状态。进一步的，所述测量装置外壳镂空。与现有的技术相比，本技术的有益效果是：本技术通过选用模块化可选择的测量装置、测量装置直接从无人机电池取电等方式，将测量装置根据需要组合后配合于六旋翼以上的无人机上，使其可以同时连续测量多种参数，极大地增加其实用性；同时配合手动或电脑控制，可以很方便地实现异常数据或重点区域的特别监测。附图说明图1是本技术的系统的连接示意图；图2是无人机和测量装置配合示意图。图中：1、测量装置，2、地面工作站，11、数据采集传感器，12、数据通信模块，3、无人机，31、机体，32、导航模块，33、飞控通信模块，34、电源装置。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。请参阅图1和图2所示的一种基于无人机的大气环境质量监测系统，包括测量装置1和地面工作站2，所述测量装置1包括数据采集传感器11和数据通信模块12，测量装置1通过数据通信模块12与地面工作站2相连接，所述连续监测系统还包括无人机3，所述无人机3包括机体31、导航模块32、飞控通信模块33、电源装置34以及若干气体传感器，所述的气体传感器连接气体浓度检测仪，所述地面工作站2内设置有与无人机飞控通信模块33相对应的地面无线传输模块、处理器以及与处理器连接的显示器，所述处理器连接外部电源，所述电源装置34为无刷电机，所述无刷电机连接有与其相匹配的电子调速器，所述电子调速器包括内置调速电路，其通过输入PWM调速信号，并输出三相直流电压控制所述电机的运作，所述飞控通信模块33包括信号接收器，所述测量装置1安装于无人机3上并由无人机电池供电，控制和通信模块与地面工作站2相连接，所述数据采集传感器11包括固定式微型传感器和/或圆形可插拔传感器。本实施例中，所述气体传感器为CO传感器、H2S传感器、SO2传感器、NO2传感器、NO传感器、CI2传感器、HCN传感器、NH3传感器、PH3传感器、CIO2传感器、HCI传感器和VOC传感器等中的至少一种传感器。本实施例中，所述电子调速器连接有高储电量的锂电池，其可为电源装置进行供电，且可多次重复充电使用。本实施例中，所述地面工作站内的处理器为电脑主机，电脑主机连接显示器以及外设设备。本实施例中，所述固定式微型传感器包括温湿度传感器、小型光学颗粒物传感器和微型大量程非分散红外线二氧化碳传感器。本实施例中，所述圆形可插拔传感器包括电化学传感器、PID紫外光学检测VOC的传感器。本实施例中，所述无人机为六旋翼或八旋翼的旋转翼无人机。本实施例中，所述监测系统还包括遥控器，所述遥控器可与无人机通信模块相连接并向其发送控制指令而调整无人机飞行状态。本实施例中，所述测量装置外壳镂空。本技术中测量装置1通过数据通信模块12与地面工作站2相连接，并在其控制下进行飞行，控制的方式可以是按设定的航程规划测量某点或某些点的大气情况，也可以地面工作站内的控制软件(根据GPS定位，惯性制导等方式结合无人机实时数据使用软件控制其飞行，现有技术中有类似软件，按其实施即可)自动判断当某种项目超过设置限度时悬停在该点或者由工作人员根据测量显示的数据人工控制飞行路线或悬停，从而进行精确测量。测量装置1外壳镂空(特别是数据采集传感器部分)，五面透风(四周及远离无人机的底面)，空气极易扩散进去，从而可以在线连续监测，而不是因为采样而只能点测量，更能反应大气污染的分布情况。数据采集传感器11包括固定式微型传感器和/或圆形可插拔传感器，固定式微型传感器包括温湿度传感器、小型光学颗粒物传感器(用于监测PM10和PM2.5)和微型大量程(0～20％)非分散红外线二氧化碳传感器；圆形可插拔传感器一个模块上可装六种，主要是包括电化学传感器、PID紫外光学检测VOC的传感器。当检测大气环境质量时，需要小量程高灵敏度电化学传感器，按照国家标准，选择小量程高灵敏度的一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、臭氧传感器，外加VOC传感器；当监测大气污染气体时，可选择相应气体的电化学传感器进行组合，选择适当大于国家标准中排放浓度限值的量程。因此，本技术既可监测大气环境质量，也可以监测大气污染物排放浓度。终上所述，本技术通过选用模块化可选择的测量装置、测量装置直接从无人机电池取电等方式，将测量装置根据需要组合后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无人机的大气环境质量监测系统，其特征在于：包括测量装置和地面工作站，所述测量装置包括数据采集传感器和数据通信模块，测量装置通过数据通信模块与地面工作站相连接，所述监测系统还包括无人机，所述无人机包括机体、导航模块、飞控通信模块、电源装置以及若干气体传感器，所述的气体传感器连接气体浓度检测仪，所述地面工作站内设置有与无人机飞控通信模块相对应的地面无线传输模块、处理器以及与处理器连接的显示器，所述处理器连接外部电源，所述电源装置为无刷电机，所述无刷电机连接有与其相匹配的电子调速器，所述电子调速器包括内置调速电路，其通过输入PWM调速信号，并输出三相直流电压控制所述电机的运作，所述飞控通信模块包括信号接收器，所述测量装置安装于无人机上并由无人机电池供电，控制和通信模块与地面工作站相连接，所述数据采集传感器包括固定式微型传感器和/或圆形可插拔传感器。

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的大气环境质量监测系统，其特征在于：包括测量装置和地面工作站，所述测量装置包括数据采集传感器和数据通信模块，测量装置通过数据通信模块与地面工作站相连接，所述监测系统还包括无人机，所述无人机包括机体、导航模块、飞控通信模块、电源装置以及若干气体传感器，所述的气体传感器连接气体浓度检测仪，所述地面工作站内设置有与无人机飞控通信模块相对应的地面无线传输模块、处理器以及与处理器连接的显示器，所述处理器连接外部电源，所述电源装置为无刷电机，所述无刷电机连接有与其相匹配的电子调速器，所述电子调速器包括内置调速电路，其通过输入PWM调速信号，并输出三相直流电压控制所述电机的运作，所述飞控通信模块包括信号接收器，所述测量装置安装于无人机上并由无人机电池供电，控制和通信模块与地面工作站相连接，所述数据采集传感器包括固定式微型传感器和/或圆形可插拔传感器。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的大气环境质量监测系统，其特征在于：所述气体传感器为CO传感器、H2S传感器、SO2传感器、NO2传感器、NO传感器、CI2传感器、HCN传感器、NH3传感器、PH3传感器、CIO2传感器、HCI传感器和VOC传感器中...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞红玉，庞斌，
申请(专利权)人：河南融创新合科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41