本實(shí)用新型涉及智能空氣質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及基于無(wú)人機(jī)的空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

空氣污染的原因和現(xiàn)象均較為復(fù)雜，污染物濃度會(huì)隨時(shí)間、地點(diǎn)產(chǎn)生變化，為治理大氣污染，需定點(diǎn)、定時(shí)、連續(xù)、動(dòng)態(tài)地采集空氣中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，現(xiàn)有空氣質(zhì)量檢測(cè)的方式通常是建立若干個(gè)監(jiān)測(cè)站，在各監(jiān)測(cè)站進(jìn)行檢測(cè)，其缺點(diǎn)在于：由于檢測(cè)位置固定，導(dǎo)致檢測(cè)范圍有限；空氣污染物會(huì)隨著空氣中其它環(huán)境因素的變化，產(chǎn)生不同程度的擴(kuò)散，檢測(cè)位置固定，導(dǎo)致獲取的數(shù)據(jù)不具備代表性，使得后期對(duì)空氣質(zhì)量評(píng)估產(chǎn)生偏差；建立多個(gè)不能靈活采集數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)站，且采集到的數(shù)據(jù)還需人工取回，導(dǎo)致耗費(fèi)大量人力物力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供基于無(wú)人機(jī)的空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，解決現(xiàn)有空氣質(zhì)量檢測(cè)中存在的檢測(cè)范圍小、獲取的數(shù)據(jù)影響空氣質(zhì)量評(píng)估的問(wèn)題。

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述問(wèn)題：

基于無(wú)人機(jī)的空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，由地面端和飛行器端組成，所述地面端由地面遙控單元和數(shù)據(jù)接收單元組成，所述飛行端由飛行器控制單元和數(shù)據(jù)采集發(fā)射單元組成；所述飛行器控制單元包括遙控接收模塊、飛行器端控制器模塊和電機(jī)；所述數(shù)據(jù)采集發(fā)射單元包括空氣檢測(cè)模塊、溫濕度采集模塊、大氣壓采集模塊、采集端控制器模塊和無(wú)線發(fā)射模塊；所述地面遙控單元發(fā)送指令至遙控接收模塊，飛行器端控制器模塊根據(jù)所述指令控制電機(jī)，使飛行器按指令執(zhí)行動(dòng)作；空氣檢測(cè)模塊在采集端控制器模塊的控制下實(shí)時(shí)采集空氣指數(shù)，溫濕度采集模塊在采集端控制器模塊的控制下實(shí)時(shí)采集溫濕度，大氣壓采集模塊在采集端控制器模塊的控制下實(shí)時(shí)采集大氣壓；上述空氣指數(shù)、溫濕度和大氣壓數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線發(fā)射模塊發(fā)送至數(shù)據(jù)接收單元。

進(jìn)一步地，所述飛行器控制單元進(jìn)一步包括姿態(tài)采集模塊，所述姿態(tài)采集模塊采集飛行器的姿態(tài)，輸入至飛行器端控制器模塊。

進(jìn)一步地，所述飛行器控制單元進(jìn)一步包括高度采集模塊，所述高度采集模塊采集飛行器的高度，輸入至飛行器端控制器模塊。

進(jìn)一步地，所述飛行器控制單元進(jìn)一步包括GPS導(dǎo)航模塊，所述GPS導(dǎo)航模塊采集飛行器的位置信息，輸入至飛行器端控制器模塊。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)接收單元由無(wú)線接收模塊和接收端控制器模塊組成；所述無(wú)線接收模塊接收數(shù)據(jù)采集發(fā)射單元的信息，輸入至接收端控制器模塊中；所述接收端控制器模塊將數(shù)據(jù)輸入至外部管理終端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn)：

1、設(shè)置地面端和飛行器端，由用戶在地面遙控飛行器端達(dá)到指定位置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)傳輸回地面端，突破了檢測(cè)范圍小的限制；采集的數(shù)據(jù)包括空氣指數(shù)、溫濕度和大氣壓，上述數(shù)據(jù)具有全面性和代表性，能提高空氣質(zhì)量評(píng)估的準(zhǔn)確性；

2、使用飛行器檢測(cè)控制質(zhì)量時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)飛行器的姿態(tài)、高度和定位信息，可實(shí)時(shí)進(jìn)行位置調(diào)整，能精確地定位到用戶設(shè)定的位置，準(zhǔn)確定位采集地點(diǎn)，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的代表性。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型并不局限于這些實(shí)施例。

基于無(wú)人機(jī)的空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，由地面端和飛行器端組成，地面端由地面遙控單元和數(shù)據(jù)接收單元組成，飛行端由飛行器控制單元和數(shù)據(jù)采集發(fā)射單元組成；飛行器控制單元包括遙控接收模塊、飛行器端控制器模塊和電機(jī)；數(shù)據(jù)采集發(fā)射單元包括空氣檢測(cè)模塊、溫濕度采集模塊、大氣壓采集模塊、采集端控制器模塊和無(wú)線發(fā)射模塊，可根據(jù)需求進(jìn)一步增加其它數(shù)據(jù)的檢測(cè)模塊；地面遙控單元發(fā)送指令至遙控接收模塊，飛行器端控制器模塊根據(jù)指令控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使飛行器按指令執(zhí)行動(dòng)作；空氣檢測(cè)模塊在采集端控制器模塊的控制下實(shí)時(shí)采集空氣指數(shù)，溫濕度采集模塊在采集端控制器模塊的控制下實(shí)時(shí)采集溫濕度，大氣壓采集模塊在采集端控制器模塊的控制下實(shí)時(shí)采集大氣壓；上述空氣指數(shù)、溫濕度和大氣壓數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線發(fā)射模塊發(fā)送至數(shù)據(jù)接收單元。

地面端用于發(fā)送指令和接收數(shù)據(jù)，在飛行器端，飛行器在飛行器控制單元的控制下，載著數(shù)據(jù)采集發(fā)射單元采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)回傳到數(shù)據(jù)接收單元。地面遙控單元向飛行器端發(fā)送指令，用于控制飛行器的飛行位置，便于數(shù)據(jù)采集發(fā)射單元在相應(yīng)的位置采集、發(fā)射數(shù)據(jù)。遙控接收模塊為2.4GHz無(wú)線模塊，該模塊接收到地面遙控單元的指令后，將指令輸入到飛行器端控制器模塊，由飛行器端控制器模塊控制電機(jī)的運(yùn)行，使得飛行器飛行到相應(yīng)的位置。

空氣檢測(cè)模塊包括PM2.5采集子模塊和PM10采集子模塊，兩個(gè)子模塊在采集端控制器模塊的控制下分別采集PM2.5和PM10濃度，并將數(shù)據(jù)輸入至采集端控制器模塊。PM2.5為大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，為可入肺顆粒物。PM2.5對(duì)空氣質(zhì)量和能見(jiàn)度等有重要的影響，其粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)，且在大氣中的停留時(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn)，因而對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大，因此，本實(shí)用新型設(shè)置PM2.5采集子模塊。PM10為直徑小于等于10微米的可吸入顆粒物，長(zhǎng)期累積會(huì)引起呼吸系統(tǒng)疾病，如氣促、咳嗽、誘發(fā)哮喘、慢性支氣管炎、慢性肺炎等，因此，本實(shí)用新型設(shè)置PM10采集子模塊。

溫濕度采集模塊用于采集飛行器所在位置的溫濕度，溫濕度是評(píng)估空氣質(zhì)量的指標(biāo)之一；大氣壓采集模塊用于采集飛行器所在位置的大氣壓值，不同大氣壓值下，溫濕度、PM2.5、PM10的正常數(shù)值范圍不同，因此采集大氣壓的數(shù)據(jù)用作參考。

飛行器端控制器模塊和采集端控制器模塊均為STC12C5A60S2，分別用于運(yùn)用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、指令傳輸和數(shù)據(jù)傳輸。無(wú)線發(fā)射模塊為nRF2401單片射頻收發(fā)芯片，工作于2.4～2.5GHz ISM頻段，能耗非常低，以-5dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流只有10.5mA，接收時(shí)工作電流只有18mA，多種低功率工作模式，節(jié)能、方便，非常適用于本實(shí)用新型。

飛行器控制單元進(jìn)一步包括姿態(tài)采集模塊，姿態(tài)采集模塊采集飛行器的姿態(tài)，輸入至飛行器端控制器模塊。飛行器控制單元進(jìn)一步包括高度采集模塊，高度采集模塊采集飛行器的高度，輸入至飛行器端控制器模塊。飛行器控制單元進(jìn)一步包括GPS導(dǎo)航模塊，GPS導(dǎo)航模塊采集飛行器的位置信息，輸入至飛行器端控制器模塊。

設(shè)置姿態(tài)采集模塊、高度采集模塊和GPS導(dǎo)航模塊的目的是為了監(jiān)控飛行器的實(shí)際到達(dá)位置，并由飛行器端控制器模塊實(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)，使得實(shí)際到達(dá)的位置與接收到的指令要求的位置相符，便于確認(rèn)位置的準(zhǔn)確性，上述涉及到位置差距的比對(duì)、產(chǎn)生調(diào)整位置的控制指令，均為現(xiàn)有技術(shù)。姿態(tài)、高度和GPS定位信息輸入至飛行端控制器模塊，飛行端控制器模塊運(yùn)用現(xiàn)有的姿態(tài)控制算法、高度控制算法進(jìn)行姿態(tài)和高度的控制，并運(yùn)用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行飛行器中心排布和漿間擾流處理。

數(shù)據(jù)接收單元由無(wú)線接收模塊和接收端控制器模塊組成；無(wú)線接收模塊接收數(shù)據(jù)采集發(fā)射單元的信息，輸入至接收端控制器模塊中；接收端控制器模塊將數(shù)據(jù)輸入至外部管理終端。無(wú)線接收模塊與無(wú)線發(fā)射模塊相同，均為nRF2401單片射頻收發(fā)芯片，無(wú)線接收模塊工作于接收狀態(tài)，無(wú)線發(fā)射模塊工作于發(fā)射狀態(tài)。

在本實(shí)用新型中，地面端與飛行器端無(wú)線連接。地面遙控單元與遙控接收模塊無(wú)線連接；遙控接收模塊的輸出端與飛行器端控制器模塊相連；電機(jī)的控制端與飛行器端控制器模塊相連；姿態(tài)采集模塊和高度采集模塊的輸出端分別與飛行器端控制器模塊相連；GPS導(dǎo)航模塊與飛行器端控制器模塊相連；空氣檢測(cè)模塊、溫濕度采集模塊和大氣壓采集模塊分別與采集端控制器模塊相連；無(wú)線發(fā)射模塊的輸入端與采集端控制器模塊相連；無(wú)線發(fā)射模塊與無(wú)線接收模塊無(wú)線相連；無(wú)線接收模塊與接收端控制器模塊相連；接收端控制器模塊與外部管理終端相連。

本實(shí)用新型的工作過(guò)程為：在地面遙控單元輸入指令，該指令傳輸至飛行器端后，遙控接收模塊接收該指令，并將指令輸入至飛行器端控制器模塊，由飛行器端控制器模塊控制電機(jī)運(yùn)行，使得飛行器飛行至指定位置，同時(shí)，采集姿態(tài)、高度數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)與GPS定位信息一起傳輸至飛行器端控制器模塊，便于飛行器端控制器模塊以此為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，通過(guò)控制電機(jī)調(diào)整飛行器的姿態(tài)和高度；飛行器飛行到指定位置后，數(shù)據(jù)采集發(fā)射單元開(kāi)始采集空氣指數(shù)、溫濕度以及大氣壓數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)發(fā)送到采集端控制器模塊，并通過(guò)無(wú)線發(fā)射模塊發(fā)送至數(shù)據(jù)接收單元，數(shù)據(jù)接收單元接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)輸入至外部管理終端。