CN104133042A - 一种基于无人机的空气质量监测装置及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于无人机的空气质量监测装置及监测方法。本发明包括空中飞行模块和与空中飞行模块进行通信的地面控制模块，其特征是：所述的空中飞行模块上设置有空气检测传感器模块和GPS定位模块，所述的空气检测传感器模块和GPS定位模块通过模数转换模块连接数据存储装置。本发明能够对环境质量进行全面的数据采集和监控，提供更加科学合理的评价依据，并且成本低，使用方便。

Description

一种基于无人机的空气质量监测装置及监测方法

技术领域：

本发明涉及一种基于无人机的空气质量监测装置及监测方法，属于环境监测技术领域。

背景技术：

空气质量的好坏反映了，它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的。空气污染是一个复杂的现象，在特定时间和地点空气污染物浓度受到许多因素影响。来自固定和流动污染源的人为污染物排放大小是影响空气质量的最主要因素之一，其中包括车辆、船舶、飞机的尾气、工业企业生产排放、居民生活和取暖、垃圾焚烧等。城市的发展密度、地形地貌和气象等也是影响空气质量的重要因素。

为了更好地治理大气污染，首先要对环境空气质量做全面的了解，空气监测指对存在于空气中的污染物质进行定点、连续或定时的采样和测量。为了对空气进行监测，一般在一个城市设立若干个空气监测点，安装自动监测的仪器作连续自动监测，将监测结果派人定期取回，加以分析并得到相关的数据。空气监测的项目主要包括二氧化硫、一氧化氮、碳氢化合物、浮尘等。空气监测是大气质量控制和对大气质量进行合理评价的基础。

由于有些污染源的污染物到达大气中后是缓慢扩散的，因此这种定点测量的方式测量的数据不具备代表性，并不能合理地作为对大气质量进行评价的基础，为了使得测量的数据更加具有代表性更加全面，这就需要增加多个监控点，这势必要增加人力物力的投资，耗资巨大，成本高。

发明内容：

本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种基于无人机的空气质量监测装置及监测方法，能够对环境质量进行全面的数据采集和监控，提供更加科学合理的评价依据，并且成本低，使用方便。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种基于无人机的空气质量监测装置，包括空中飞行模块和与空中飞行模块进行通信的地面控制模块，所述的空中飞行模块上设置有空气检测传感器模块和GPS定位模块，所述的空气检测传感器模块和GPS定位模块通过模数转换模块连接数据存储装置。

所述的基于无人机的空气质量监测装置，所述的空中飞行模块采用无人机，包括机体、动力装置、供电模块及控制芯片，所述的控制芯片连接接收天线。

所述的基于无人机的空气质量监测装置，所述的地面控制模块包括中央控制器，所述的中央控制器连接发射天线，所述的空中飞行模块与所述的地面控制模块通过发射天线和接收天线进行通信。

所述的基于无人机的空气质量监测装置，所述的空气检测传感器模块包括Dartsensor公司的空气质量传感器。

用上述基于无人机的空气质量监测装置进行空气质量监测的方法，该方法包括：控制无人机进行巡回取样监测，无人机在空中飞行的过程中空气检测传感器模块根据飞行路线按照栅格点取样的方式采集空气中的各种挥发气体的含量，并将检测的数据发送到存储器中进行存储，同时GPS定位模块定位取样点的地理位置，并在控制器中将取样点的位置和检测到的数据对应起来，为环境监测提供依据。

所述的用基于无人机的空气质量监测装置进行空气质量监测的方法，所述的栅格点取样采用均匀栅格法，取样点是边长为100-5000米的立方栅格。

所述的用基于无人机的空气质量监测装置进行空气质量监测的方法，所述的控制模块中设置有各种挥发性气体浓度的浓度值与取样点边长的对应关系控制模块，取样点的边长依据挥发性气体的浓度由用户自定义。

有益效果：

本发明采用无人机携带空气检测传感器模块进行栅格点取样的方式采集空气中的各种挥发气体的含量，相比较传统的定点监测，得到的数据更加合理科学，样本的代表性更强，为制定环境保护政策提供了可靠的依据。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种基于无人机的空气质量监测装置，包括空中飞行模块和与空中飞行模块进行通信的地面控制模块，所述的空中飞行模块上设置有空气检测传感器模块1和GPS定位模块2，所述的空气检测传感器模块和GPS定位模块通过模数转换模块3连接数据存储装置4。

本实施例中，空气监测传感器模块用来实时检测空气中各类有害物质的含量，例如空气中含有的一氧化碳，二氧化硫，硫化氢，酒精，乙醛，氢气，二甲醚和乙烯，随时将数据发到存储模块，同时GPS定位模块也将取样点的位置信息发送到存储器，便于分析人员将位置信息和有害物含量的信息对应起来。

所述的基于无人机的空气质量监测装置，所述的空中飞行模块采用无人机，包括机体5、动力装置6、供电模块7及控制芯8片，所述的控制芯片连接接收天线9。本实施例中的无人机采用小型无人机即可满足需要。

所述的基于无人机的空气质量监测装置，所述的地面控制模块包括中央控制器10，所述的中央控制器连接发射天线11，所述的空中飞行模块与所述的地面控制模块通过发射天线和接收天线进行通信。

地面控制模块主要用于控制无人机的飞行航线、位置等信息，并且随时接收无人机传回的各种信息进行分析。

所述的基于无人机的空气质量监测装置，所述的空气检测传感器模块包括Dartsensor公司的空气质量传感器。

用上述基于无人机的空气质量监测装置进行空气质量监测的方法，该方法包括：控制无人机进行巡回取样监测，无人机在空中飞行的过程中空气检测传感器模块根据飞行路线按照栅格点取样的方式采集空气中的各种挥发气体的含量，并将检测的数据发送到存储器中进行存储，同时GPS定位模块定位取样点的地理位置，并在控制器中将取样点的位置和检测到的数据对应起来，为环境监测提供依据。

所述的用基于无人机的空气质量监测装置进行空气质量监测的方法，所述的栅格点取样采用均匀栅格法，取样点是边长为100-5000米的立方栅格。

所述的用基于无人机的空气质量监测装置进行空气质量监测的方法，所述的控制模块中设置有各种挥发性气体浓度的浓度值与取样点边长的对应关系控制模块，取样点的边长依据挥发性气体的浓度由用户自定义。由于挥发性气体在空中的扩散需要一个过程，距离污染点越远，其扩散的浓度越小，因此，当监测到挥发性气体的浓度超过设定值时，认为附近存在有污染点，因此要逐步缩小栅格取样点的边长，便于精确找准污染点，进行有针对性地治理。

以上仅是本发明的最佳实施例，本发明的方法包括但不限于上述实施例，本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (8)

1.一种基于无人机的空气质量监测装置，包括空中飞行模块和与空中飞行模块进行通信的地面控制模块，其特征是：所述的空中飞行模块上设置有空气检测传感器模块和GPS定位模块，所述的空气检测传感器模块和GPS定位模块通过模数转换模块连接数据存储装置。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的空气质量监测装置，其特征是：所述的空中飞行模块采用无人机，包括机体、动力装置、供电模块及控制芯片，所述的控制芯片连接接收天线。

3.根据权利要求1或2所述的基于无人机的空气质量监测装置，其特征是：所述的地面控制模块包括中央控制器，所述的中央控制器连接发射天线，所述的空中飞行模块与所述的地面控制模块通过发射天线和接收天线进行通信。

4.根据权利要求1或2所述的基于无人机的空气质量监测装置，其特征是：所述的空气检测传感器模块包括Dartsensor公司的空气质量传感器。

5.根据权利要求3所述的基于无人机的空气质量监测装置，其特征是：所述的空气检测传感器模块包括Dartsensor公司的空气质量传感器。

6.用上述基于无人机的空气质量监测装置进行空气质量监测的方法，其特征是：该方法包括：控制无人机进行巡回取样监测，无人机在空中飞行的过程中空气检测传感器模块根据飞行路线按照栅格点取样的方式采集空气中的各种挥发气体的含量，并将检测的数据发送到存储器中进行存储，同时GPS定位模块定位取样点的地理位置，并在控制器中将取样点的位置和检测到的数据对应起来，为环境监测提供依据。

7.根据权利要求6所述的用基于无人机的空气质量监测装置进行空气质量监测的方法，其特征是：所述的栅格点取样采用均匀栅格法，取样点是边长为100-5000米的立方栅格。

8.根据权利要求6或7所述的用基于无人机的空气质量监测装置进行空气质量监测的方法，其特征是：所述的控制模块中设置有各种挥发性气体浓度的浓度值与取样点边长的对应关系控制模块，取样点的边长依据挥发性气体的浓度由用户自定义。