一种基于混合型拓扑结构的无人机大气环境监测平台制造技术

本实用新型专利技术涉及大气环境监测技术，具体是一种基于混合型拓扑结构的无人机大气环境监测平台。本实用新型专利技术解决了现有无人机大气环境监测平台缺少合理的网络拓扑结构和快捷高效的传输介质的问题。一种基于混合型拓扑结构的无人机大气环境监测平台，包括空中监测部分、地面控制部分、传输介质部分；所述空中监测部分包括无人机机身、监控摄像头、温湿度传感器、气压传感器、风速风向传感器、PM2.5传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、硫化氢传感器、第一飞控模块、第二飞控模块、电子调速器、第一空中无线AP、第二空中无线AP。本实用新型专利技术适用于大气环境监测。

A UAV Atmospheric Environment Monitoring Platform Based on Hybrid Topology

【技术实现步骤摘要】
一种基于混合型拓扑结构的无人机大气环境监测平台
本技术涉及大气环境监测技术，具体是一种基于混合型拓扑结构的无人机大气环境监测平台。
技术介绍
目前，大气环境问题日益严重，已威胁到经济的可持续发展和人们的生命安全。因此，对大气环境进行监测已变得刻不容缓。在现有技术条件下，大气环境监测广泛采用无人机大气环境监测平台进行。然而，现有无人机大气环境监测平台由于自身结构所限，普遍缺少合理的网络拓扑结构和快捷高效的传输介质，导致其普遍存在运行不稳定、可靠性差的问题，由此直接影响大气环境监测的稳定性、可靠性、实时性。基于此，有必要专利技术一种全新的无人机大气环境监测平台，以解决现有无人机大气环境监测平台缺少合理的网络拓扑结构和快捷高效的传输介质的问题。
技术实现思路
本技术为了解决现有无人机大气环境监测平台缺少合理的网络拓扑结构和快捷高效的传输介质的问题，提供了一种基于混合型拓扑结构的无人机大气环境监测平台。本技术是采用如下技术方案实现的：一种基于混合型拓扑结构的无人机大气环境监测平台，包括空中监测部分、地面控制部分、传输介质部分；所述空中监测部分包括无人机机身、监控摄像头、温湿度传感器、气压传感器、风速风向传感器、PM2.5传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、硫化氢传感器、第一飞控模块、第二飞控模块、电子调速器、第一空中无线AP、第二空中无线AP；所述地面控制部分包括头盔、三轴陀螺仪、三轴加速度计、第一显示器、第二显示器、第一MSP430型单片机、第二MSP430型单片机、第一地面无线AP、第二地面无线AP；所述传输介质部分包括PROFIBUS总线、RS485总线、无线通用串行总线、双绞线；监控摄像头、温湿度传感器、气压传感器、风速风向传感器、PM2.5传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、硫化氢传感器、第一飞控模块、第二飞控模块、电子调速器、第一空中无线AP、第二空中无线AP均安装于无人机机身上；监控摄像头、温湿度传感器、气压传感器、风速风向传感器、PM2.5传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、硫化氢传感器、第一飞控模块、第二飞控模块均与PROFIBUS总线连接，且监控摄像头、温湿度传感器、气压传感器、风速风向传感器、PM2.5传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、硫化氢传感器、第一飞控模块、第二飞控模块、PROFIBUS总线共同构成总线型拓扑结构；第一飞控模块、第二飞控模块均与电子调速器连接；第一空中无线AP、第一飞控模块、第二飞控模块、第二空中无线AP通过双绞线依次串接构成菊花链拓扑结构；三轴陀螺仪、三轴加速度计、第一显示器、第二显示器、第一MSP430型单片机、第二MSP430型单片机、第一地面无线AP、第二地面无线AP均安装于头盔上；三轴陀螺仪、三轴加速度计、第一显示器、第二显示器、第一MSP430型单片机、第二MSP430型单片机均与RS485总线连接，且三轴陀螺仪、三轴加速度计、第一显示器、第二显示器、第一MSP430型单片机、第二MSP430型单片机、RS485总线共同构成总线型拓扑结构；第一地面无线AP、第一MSP430型单片机、第二MSP430型单片机、第二地面无线AP通过双绞线依次串接构成菊花链拓扑结构；第一空中无线AP、第二空中无线AP、第一地面无线AP、第二地面无线AP均与无线通用串行总线无线连接，且第一空中无线AP、第二空中无线AP、第一地面无线AP、第二地面无线AP、无线通用串行总线共同构成总线型拓扑结构。工作时，将头盔佩戴于地面人员的头部。地面人员的头部进行运动，即可带动头盔进行运动。具体工作过程包括：一、当头盔运动时，三轴陀螺仪实时采集头盔的三轴角速度信息，并将采集到的三轴角速度信息实时发送至RS485总线。三轴加速度计实时采集头盔的三轴加速度信息，并将采集到的三轴加速度信息实时发送至RS485总线。第一MSP430型单片机通过访问RS485总线实时获取三轴角速度信息和三轴加速度信息，并根据获取到的三轴角速度信息和三轴加速度信息实时生成控制指令，然后通过双绞线将控制指令实时发送至第一地面无线AP。第一地面无线AP将接收到的控制指令实时发送至无线通用串行总线。第一空中无线AP通过访问无线通用串行总线实时获取控制指令，并通过双绞线将获取到的控制指令实时发送至第一飞控模块。第一飞控模块根据接收到的控制指令实时控制电子调速器，由此实时控制无人机的飞行姿态。在此过程中，如果第一MSP430型单片机发生故障，则第二MSP430型单片机通过访问RS485总线实时获取三轴角速度信息和三轴加速度信息，并根据获取到的三轴角速度信息和三轴加速度信息实时生成控制指令。如果第一地面无线AP发生故障，则通过双绞线将控制指令实时发送至第二地面无线AP。第二地面无线AP将接收到的控制指令实时发送至无线通用串行总线。如果第一空中无线AP发生故障，则第二空中无线AP通过访问无线通用串行总线实时获取控制指令。如果第一飞控模块发生故障，则通过双绞线将获取到的控制指令实时发送至第二飞控模块。第二飞控模块根据接收到的控制指令实时控制电子调速器，由此实时控制无人机的飞行姿态。二、当无人机飞行时，监控摄像头在空中实时采集图像信息，并将采集到的图像信息实时发送至PROFIBUS总线。温湿度传感器在空中实时采集温湿度信息，并将采集到的温湿度信息实时发送至PROFIBUS总线。气压传感器在空中实时采集气压信息，并将采集到的气压信息实时发送至PROFIBUS总线。风速风向传感器在空中实时采集风速风向信息，并将采集到的风速风向信息实时发送至PROFIBUS总线。PM2.5传感器在空中实时采集PM2.5浓度信息，并将采集到的PM2.5浓度信息实时发送至PROFIBUS总线。二氧化硫传感器在空中实时采集二氧化硫浓度信息，并将采集到的二氧化硫浓度信息实时发送至PROFIBUS总线。二氧化氮传感器在空中实时采集二氧化氮浓度信息，并将采集到的二氧化氮浓度信息实时发送至PROFIBUS总线。一氧化碳传感器在空中实时采集一氧化碳浓度信息，并将采集到的一氧化碳浓度信息实时发送至PROFIBUS总线。臭氧传感器在空中实时采集臭氧浓度信息，并将采集到的臭氧浓度信息实时发送至PROFIBUS总线。硫化氢传感器在空中实时采集硫化氢浓度信息，并将采集到的硫化氢浓度信息实时发送至PROFIBUS总线。第一飞控模块通过访问PROFIBUS总线实时获取大气环境信息（图像信息、温湿度信息、气压信息、风速风向信息、PM2.5浓度信息、二氧化硫浓度信息、二氧化氮浓度信息、一氧化碳浓度信息、臭氧浓度信息、硫化氢浓度信息），并通过双绞线将获取到的大气环境信息实时发送至第一空中无线AP。第一空中无线AP将接收到的大气环境信息实时发送至无线通用串行总线。第一地面无线AP通过访问无线通用串行总线实时获取大气环境信息，并通过双绞线将获取到的大气环境信息实时发送至第一MSP430型单片机。第一MSP430型单片机对接收到的大气环境信息进行实时处理，并将处理后的大气环境信息实时发送至RS485总线。第一显示器通过访问RS485总线实时获取大气环境信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于混合型拓扑结构的无人机大气环境监测平台，其特征在于：包括空中监测部分、地面控制部分、传输介质部分；所述空中监测部分包括无人机机身、监控摄像头、温湿度传感器、气压传感器、风速风向传感器、PM2.5传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、硫化氢传感器、第一飞控模块、第二飞控模块、电子调速器、第一空中无线AP、第二空中无线AP；所述地面控制部分包括头盔、三轴陀螺仪、三轴加速度计、第一显示器、第二显示器、第一MSP430型单片机、第二MSP430型单片机、第一地面无线AP、第二地面无线AP；所述传输介质部分包括PROFIBUS总线、RS485总线、无线通用串行总线、双绞线；监控摄像头、温湿度传感器、气压传感器、风速风向传感器、PM2.5传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、硫化氢传感器、第一飞控模块、第二飞控模块、电子调速器、第一空中无线AP、第二空中无线AP均安装于无人机机身上；监控摄像头、温湿度传感器、气压传感器、风速风向传感器、PM2.5传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、硫化氢传感器、第一飞控模块、第二飞控模块均与PROFIBUS总线连接，且监控摄像头、温湿度传感器、气压传感器、风速风向传感器、PM2.5传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、硫化氢传感器、第一飞控模块、第二飞控模块、PROFIBUS总线共同构成总线型拓扑结构；第一飞控模块、第二飞控模块均与电子调速器连接；第一空中无线AP、第一飞控模块、第二飞控模块、第二空中无线AP通过双绞线依次串接构成菊花链拓扑结构；三轴陀螺仪、三轴加速度计、第一显示器、第二显示器、第一MSP430型单片机、第二MSP430型单片机、第一地面无线AP、第二地面无线AP均安装于头盔上；三轴陀螺仪、三轴加速度计、第一显示器、第二显示器、第一MSP430型单片机、第二MSP430型单片机均与RS485总线连接，且三轴陀螺仪、三轴加速度计、第一显示器、第二显示器、第一MSP430型单片机、第二MSP430型单片机、RS485总线共同构成总线型拓扑结构；第一地面无线AP、第一MSP430型单片机、第二MSP430型单片机、第二地面无线AP通过双绞线依次串接构成菊花链拓扑结构；第一空中无线AP、第二空中无线AP、第一地面无线AP、第二地面无线AP均与无线通用串行总线无线连接，且第一空中无线AP、第二空中无线AP、第一地面无线AP、第二地面无线AP、无线通用串行总线共同构成总线型拓扑结构。...

【技术特征摘要】
1.一种基于混合型拓扑结构的无人机大气环境监测平台，其特征在于：包括空中监测部分、地面控制部分、传输介质部分；所述空中监测部分包括无人机机身、监控摄像头、温湿度传感器、气压传感器、风速风向传感器、PM2.5传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、硫化氢传感器、第一飞控模块、第二飞控模块、电子调速器、第一空中无线AP、第二空中无线AP；所述地面控制部分包括头盔、三轴陀螺仪、三轴加速度计、第一显示器、第二显示器、第一MSP430型单片机、第二MSP430型单片机、第一地面无线AP、第二地面无线AP；所述传输介质部分包括PROFIBUS总线、RS485总线、无线通用串行总线、双绞线；监控摄像头、温湿度传感器、气压传感器、风速风向传感器、PM2.5传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、硫化氢传感器、第一飞控模块、第二飞控模块、电子调速器、第一空中无线AP、第二空中无线AP均安装于无人机机身上；监控摄像头、温湿度传感器、气压传感器、风速风向传感器、PM2.5传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、硫化氢传感器、第一飞控模块、第二飞控模块均与PROFIBUS总线连接，且监控摄像头、温湿度传感器、气压传感器、风速风向传感器、PM2.5传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、一氧化碳传感器、臭氧传感器、硫化氢传感器、第一飞控模块、第二飞控模块、PROFIBUS总线共同构成总线型拓扑结构；第一飞控模块、第二飞控模块均与电子调速器连接；第一空中无线AP、第一飞控模块、第二飞控模块、第二空中无线AP通过双绞线依次串接构成菊花链拓扑结构；三轴陀螺仪、三轴加速度计、第一显示器、第二显示器、第一MSP430型单片机、第二MSP430型单片机、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂蕴嘉，
申请(专利权)人：桂蕴嘉，
类型：新型
国别省市：山西,14