本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)工業(yè)氣體排放進(jìn)行監(jiān)督執(zhí)法的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

無(wú)人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱“無(wú)人機(jī)”，是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。目前無(wú)人機(jī)在軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域均得到了較廣的應(yīng)用。尤其是民用方面，隨著近年來(lái)無(wú)人機(jī)技術(shù)成本的降低，無(wú)人機(jī)在航空攝影、交通巡邏、治安管理等方面的應(yīng)用發(fā)展取得了較快進(jìn)步。

近年來(lái)，無(wú)人機(jī)在執(zhí)法領(lǐng)域由于其機(jī)動(dòng)性靈活，獲取證據(jù)的方便性和易用性，得到了較多應(yīng)用。隨著環(huán)境保護(hù)嚴(yán)峻性越來(lái)越高，對(duì)于工業(yè)的排放的監(jiān)督變得越來(lái)越重要。部分工廠存在的偷排行為難以靠常規(guī)手段采集證據(jù)和發(fā)現(xiàn)，大面積部署探測(cè)器又存在成本高、易破壞、難管理和不可靠性等因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域氣體排放的監(jiān)管問(wèn)題，提出一種對(duì)工業(yè)氣體排放進(jìn)行監(jiān)督執(zhí)法的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，使執(zhí)法人員在更短的時(shí)間內(nèi)及時(shí)采集證據(jù)，更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)持續(xù)戶外工作，更加有效地維護(hù)氣體環(huán)境，節(jié)約人力和物力成本。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：一種對(duì)工業(yè)氣體排放進(jìn)行監(jiān)督執(zhí)法的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，包括無(wú)人機(jī)、移動(dòng)平臺(tái)、控制與監(jiān)視系統(tǒng)，所述無(wú)人機(jī)上安裝有攝像頭和傳感器，所述攝像頭和傳感器均與無(wú)人機(jī)上的第一單片機(jī)相連；所述移動(dòng)平臺(tái)為無(wú)人機(jī)提供電能和降落場(chǎng)所，裝載第三無(wú)線通訊模塊、無(wú)線充電發(fā)射裝置、固定槽和激光測(cè)距傳感器；所述控制與監(jiān)視系統(tǒng)與無(wú)人機(jī)通過(guò)無(wú)線相連，用于控制和獲取無(wú)人機(jī)采集到的數(shù)據(jù)，控制與監(jiān)視系統(tǒng)同時(shí)又與移動(dòng)平臺(tái)無(wú)線相連，控制移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行無(wú)線充電和對(duì)無(wú)人的固定與釋放。

進(jìn)一步的，所述無(wú)人機(jī)包括機(jī)身及安裝在機(jī)身上的螺旋槳組件、起落架、電池、無(wú)線充電接收裝置、第一無(wú)線通訊模塊、gps定位模塊和第一單片機(jī)；所述機(jī)身的四周均布四個(gè)螺旋槳組件，螺旋槳組件、電池、無(wú)線充電接收裝置、第一無(wú)線通訊模塊和gps定位模塊均與第一單片機(jī)相連，無(wú)線充電接收裝置與電池相連，起落架安裝在機(jī)身的底部，起落架的底部安裝有硅鋼片。

進(jìn)一步的，所述移動(dòng)平臺(tái)包括無(wú)線充電發(fā)射裝置、殼體、鋰電池、磁吸鎖、激光測(cè)距傳感器、第二單片機(jī)和第三無(wú)線通訊模塊；其中，無(wú)線充電發(fā)射裝置位于殼體的中間區(qū)域，在無(wú)線充電發(fā)射裝置的左右兩側(cè)開(kāi)設(shè)固定槽，固定槽與無(wú)人機(jī)上的起落架相配合，固定槽的底部中間安裝激光測(cè)距傳感器，固定槽的底部?jī)啥税惭b磁吸鎖；無(wú)線充電發(fā)射裝置、磁吸鎖、第三無(wú)線通訊模塊、激光測(cè)距傳感器均與第二單片機(jī)相連，無(wú)線充電發(fā)射裝置與鋰電池相連；無(wú)線充電接收裝置和無(wú)線充電發(fā)射裝置通過(guò)無(wú)線相連。

進(jìn)一步的，所述控制與監(jiān)視系統(tǒng)由上位機(jī)和第二無(wú)線通訊模塊構(gòu)成，所述上位機(jī)和第二無(wú)線通訊模塊相連，第一無(wú)線通訊模塊和第三無(wú)線通訊模塊均與第二無(wú)線通訊模塊相連。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明應(yīng)用于工業(yè)氣體排放的監(jiān)督和執(zhí)法。相對(duì)于現(xiàn)有的人工檢測(cè)方式，用時(shí)大大縮短并且極大降低了人力成本；相對(duì)于現(xiàn)有的固定式儀器檢測(cè)系統(tǒng)，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)更加機(jī)動(dòng)靈活，所需部署數(shù)量大大減小，且維護(hù)方便，因此較大地降低了物力成本；相對(duì)于現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)，本發(fā)明設(shè)計(jì)了更加適應(yīng)于特定場(chǎng)景的功能和結(jié)構(gòu)，并采用了適應(yīng)于長(zhǎng)時(shí)間工作的策略。此外，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的無(wú)人機(jī)及系統(tǒng)，其檢測(cè)是三維立體的，可以實(shí)現(xiàn)多方位靈活檢測(cè)，并可根據(jù)污染物分布情況發(fā)現(xiàn)污染源，為工業(yè)氣體排放的監(jiān)督和執(zhí)法提供了更加可靠的保障。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明移動(dòng)平臺(tái)中固定槽的具體結(jié)構(gòu)圖；

圖中：無(wú)線充電發(fā)射裝置1、固定槽2、移動(dòng)平臺(tái)3、鋰電池4、固定板5、激光測(cè)距傳感器6。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖解釋本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是應(yīng)該指出，本發(fā)明的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。

如圖1-3所示，一種對(duì)工業(yè)氣體排放進(jìn)行監(jiān)督執(zhí)法的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，包括無(wú)人機(jī)、移動(dòng)平臺(tái)、控制與監(jiān)視系統(tǒng)，所述無(wú)人機(jī)上安裝有攝像頭和傳感器，所述攝像頭和傳感器均與無(wú)人機(jī)上的第一單片機(jī)相連；所述移動(dòng)平臺(tái)為無(wú)人機(jī)提供電能和降落場(chǎng)所，裝載第三無(wú)線通訊模塊、無(wú)線充電發(fā)射裝置、固定槽和激光測(cè)距傳感器；所述控制與監(jiān)視系統(tǒng)與無(wú)人機(jī)通過(guò)無(wú)線相連，用于控制和獲取無(wú)人機(jī)采集到的數(shù)據(jù)，控制與監(jiān)視系統(tǒng)同時(shí)又與移動(dòng)平臺(tái)無(wú)線相連，控制移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行無(wú)線充電和對(duì)無(wú)人的固定與釋放。

進(jìn)一步的，所述無(wú)人機(jī)包括機(jī)身及安裝在機(jī)身上的螺旋槳組件、起落架、電池、無(wú)線充電接收裝置、第一無(wú)線通訊模塊、gps定位模塊和第一單片機(jī)；所述機(jī)身的四周均布四個(gè)螺旋槳組件，螺旋槳組件、電池、無(wú)線充電接收裝置、第一無(wú)線通訊模塊和gps定位模塊均與第一單片機(jī)相連，無(wú)線充電接收裝置與電池相連，起落架安裝在機(jī)身的底部，起落架的底部安裝有硅鋼片。該螺旋槳組件主要由支架、電機(jī)和螺旋槳組成，電機(jī)安裝在支架上，螺旋槳安裝在電機(jī)的輸出軸上，電機(jī)通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制器轉(zhuǎn)速。

進(jìn)一步的，所述移動(dòng)平臺(tái)包括無(wú)線充電發(fā)射裝置1、殼體3、鋰電池4、磁吸鎖5、激光測(cè)距傳感器6、第二單片機(jī)和第三無(wú)線通訊模塊；其中，無(wú)線充電發(fā)射裝置1位于殼體3的中間區(qū)域，在無(wú)線充電發(fā)射裝置1的左右兩側(cè)開(kāi)設(shè)固定槽2，固定槽2與無(wú)人機(jī)上的起落架相配合，固定槽2的底部中間安裝激光測(cè)距傳感器6，固定槽2的底部?jī)啥税惭b磁吸鎖5；無(wú)線充電發(fā)射裝置1、磁吸鎖5、第三無(wú)線通訊模塊、激光測(cè)距傳感器均與第二單片機(jī)相連，無(wú)線充電發(fā)射裝置1與鋰電池相連；無(wú)線充電接收裝置和無(wú)線充電發(fā)射裝置1通過(guò)無(wú)線相連。

進(jìn)一步的，所述控制與監(jiān)視系統(tǒng)由上位機(jī)和第二無(wú)線通訊模塊構(gòu)成，所述上位機(jī)和第二無(wú)線通訊模塊相連，第一無(wú)線通訊模塊和第三無(wú)線通訊模塊均與第二無(wú)線通訊模塊相連。

進(jìn)一步的，所述第一無(wú)線通訊模塊、第二無(wú)線通訊模塊和第三無(wú)線通訊模塊采用5.8g頻段，均可采用深圳市創(chuàng)興科電子有限公司的ts58200型號(hào)的發(fā)射器和rc5808型號(hào)的接收器，但不限于此。

進(jìn)一步的，所述gps定位模塊采用中科微電子有限公司的atgm332d型號(hào)的產(chǎn)品，但不限于此。

進(jìn)一步的，所述無(wú)線充電接收裝置和無(wú)線充電發(fā)射裝置1構(gòu)成無(wú)線充電模塊，可以采用上海新捷電子有限公司ne6151系列的產(chǎn)品，但不限于此。

所述移動(dòng)平臺(tái)為執(zhí)法人員在戶外長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)設(shè)計(jì)，可安裝于汽車頂部，在前后兩個(gè)工廠相距較遠(yuǎn)的情況下，無(wú)人機(jī)在對(duì)第一個(gè)工廠測(cè)量完畢后，由于控制平臺(tái)可通過(guò)gps確定無(wú)人機(jī)位置，可設(shè)計(jì)路線使無(wú)人機(jī)返回控制端位置，在接近移動(dòng)平臺(tái)時(shí)，使無(wú)人機(jī)?？吭谝苿?dòng)平臺(tái)上，并啟動(dòng)固定槽中的磁力鎖，吸住無(wú)人機(jī)起落架底部的硅鋼片，完成對(duì)無(wú)人機(jī)的固定。之后可通過(guò)采用基于ne8151芯片的無(wú)線充電模塊對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行電量補(bǔ)充。其中確定無(wú)人機(jī)降落地點(diǎn)時(shí)，無(wú)人機(jī)首先在移動(dòng)平臺(tái)上方環(huán)繞飛行，固定槽中激光測(cè)距傳感器檢測(cè)到無(wú)人機(jī)后，發(fā)送給控制臺(tái)確認(rèn)信號(hào)，使其控制無(wú)人機(jī)緩慢下降至固定槽中。

通過(guò)移動(dòng)平臺(tái)，車內(nèi)人員無(wú)需下車便可自動(dòng)完成無(wú)人機(jī)電量的補(bǔ)充。這使得執(zhí)法變得更加迅速方便，提高了快速性。同時(shí)，當(dāng)無(wú)人機(jī)由于任務(wù)需求飛至較遠(yuǎn)的區(qū)域時(shí)，汽車搭載移動(dòng)平臺(tái)后可以自主靠近無(wú)人機(jī)，使其無(wú)需在返航時(shí)飛行較遠(yuǎn)的距離。例如無(wú)人機(jī)在進(jìn)行三維測(cè)量時(shí)，運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)離起飛點(diǎn)的一側(cè)，這時(shí)汽車可搭載移動(dòng)平臺(tái)靠近無(wú)人機(jī)，縮短無(wú)人機(jī)的返航距離，這就極大擴(kuò)展了無(wú)人機(jī)的工作范圍。當(dāng)無(wú)人機(jī)需要再次飛行時(shí)，同樣，只需要控制平臺(tái)發(fā)送命令至移動(dòng)平臺(tái)，使其固定槽內(nèi)固定板收回，無(wú)人機(jī)即被釋放。

所述傳感器用于對(duì)空氣中相應(yīng)成分尤其是工廠常見(jiàn)空氣污染物，如硫化物、氮氧化物、可吸入顆粒物等進(jìn)行檢測(cè)并記錄，將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳遞給無(wú)人機(jī)上的單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)第一無(wú)線通訊模塊和第二無(wú)線通訊模塊，將數(shù)據(jù)傳遞給上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，規(guī)劃合適的數(shù)據(jù)測(cè)量點(diǎn)，繪制空氣中污染物的三維濃度分布圖；并通過(guò)攝像機(jī)拍攝必要的圖像作為執(zhí)法依據(jù)。

無(wú)人機(jī)通過(guò)無(wú)線通訊模塊可以實(shí)時(shí)傳送圖像以及測(cè)量數(shù)據(jù)至控制與監(jiān)視系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)的采集。

無(wú)人機(jī)裝載有g(shù)ps通訊模塊，用以實(shí)現(xiàn)自身的定位，用于記錄飛行的軌跡和檢測(cè)的地點(diǎn)。

無(wú)人機(jī)在把位置數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)以及污染物指標(biāo)數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)后，可利用上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析處理，并根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向、污染物濃度分布等指標(biāo)推算污染源。上位機(jī)可自動(dòng)操控?zé)o人機(jī)運(yùn)動(dòng)到不同的位置，完成三維污染物濃度分布圖的建立，為執(zhí)法監(jiān)督提供更加切實(shí)可靠的證據(jù)。