CN107621522A - 一种基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统，其包括旋翼无人机，电源模块，空气质量数据采集模块，GPS模块，信息处理器及网络数据服务器；所述电源模块、空气质量数据采集模块、GPS模块及信息处理器设置在旋翼无人机上，电源模块与空气质量数据采集模块连接，空气质量数据采集模块及GPS模块通过分线器与信息处理器连接；所述信息处理器为win10平板，其内置手机SIM卡，其通过GPRS与网络数据服务器数据传输。本发明提供的工程周边环境大气质量监测系统，其机动性好、可重复使用，能够快速对工程周边环境大气质量进行全面的数据采集和监测，并将数据实时上传，监测人员可在任意地点同步观测工程周边环境大气质量，一定程度上降低了工程成本。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统。
背景技术
大气污染问题是人们关注的热点，尤其是雾霾日益严重的当下。中华人们共和国环境保护部发布的《环境影响评价技术导则——大气环（HJ2.2-2008）》中对大气污染做出了详细的定义和分类。然而由于大气污染在时间和空间分布的特殊性，以及其实际检测中受到地形、大气环流等诸多不可控条件的影响，很难对大气环境全面准确的监测，尤其是建筑工程的周边环境。
建筑工程的周边环境大气质量水平，尤其是PM2.5指标，是社会关注的问题，必须及时准确的对工程周边环境质量进行有效监测，保障工程周边良好的环境。
发明内容
本发明是针对上述技术问题，提供了一种基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统，其机动性好，使用方便，能够实时监测工程周边环境大气质量水平，且能够重复使用，具有成本较低的优点。
本发明的技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供的一种基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统，其包括旋翼无人机，电源模块，空气质量数据采集模块，GPS模块，信息处理器及网络数据服务器；所述电源模块、空气质量数据采集模块、GPS模块及信息处理器设置在旋翼无人机上，电源模块与空气质量数据采集模块连接，空气质量数据采集模块及GPS模块通过分线器与信息处理器连接；所述信息处理器为win10平板，其内置手机SIM卡，其通过GPRS与网络数据服务器数据传输。具体地，信息处理器设置空气质量监测程序，通过网络把空气质量数据采集模块采集的数据和对应的GPS模块的位置信息数据实时上传网络数据服务器。
进一步地，所述空气质量数据采集模块包括粉尘传感器、一氧化碳传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、臭氧传感器和温湿度传感器，搜索粉尘传感器可监测PM2.5浓度和PM10浓度。空气质量数据采集模块上的各个传感器的设置，实现了对工程周边环境大气质量的全面监测。
进一步地，所述分线器为一拖二Micro USB HUB分线器，Micro USB HUB分线器的母接口与信息处理器接口USB相连，另外两个分接口分别与空气质量数据采集模块和GPS模块相连。
进一步地，所述电源模块包括直流电源及直流电源升压模块，所述直流电源与直流升压模块相连；所述直流电源为5V移动电源，经过直流升压模块升压到24V后为空气质量数据采集模块供电。而GPS模块内置3.7V独立电源，不需要电源模块额外供电。
进一步地，所述旋翼无人机为六旋翼无人机，其为监控系统提供巡航监测的动力。
进一步地，所述信息处理器内部设置空气质量监测程序，通过网络把空气质量数据采集模块采集的数据和对应的GPS模块的位置信息数据实时上传网络数据服务器。
进一步地，对空气质量监测时，系统采用时间序列分析算法，设定存储文件格式，将同一时刻的数据压缩写入一个记录文件。系统采样的时间误差小于1个采样间隔，读取百万级数据的时间在毫秒以内。监测人员能够在任意地点实时、快速、同步观测无人机所经过地点的大气质量情况，同时也方便在后期查看历史监测数据。
本发明本发明有益效果：
本发明提供的提供了一种基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统，其结构合理，其具体有益效果如下：
（1）监测系统能够快速对工程周边环境大气质量进行全面的数据采集和监测，并将环境数据和位置信息数据实时上传网络数据服务器，监测人员可在任意地点同步观测工程周边环境大气质量；
（2）监测系统机动性好、可重复使用，具有使用方便、成本较低的优点。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明本发明的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明本发明，其中：
图1是本申请所述一种基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件如下：
1.旋翼无人机；2.直流电源；3.直流电源升压模块；4.空气质量数据采集模块；5.GPS模块；6.分线器；7.信息处理器；8.网络数据服务器。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，对本发明的一种基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统进行详细说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，相同的参考标记用于表示相同的部分。
一种基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统的结构示意图，如图1所示，其包括旋翼无人机1，电源模块，空气质量数据采集模块4，GPS模块5，信息处理器7及网络数据服务器8；所述电源模块、空气质量数据采集模块4、GPS模块5及信息处理器7设置在旋翼无人机1上，电源模块与空气质量数据采集模块4连接，空气质量数据采集模块4及GPS模块5通过分线器6与信息处理器7连接；所述信息处理器7为win10平板，其内置手机SIM卡，其通过GPRS与网络数据服务器8数据传输。
信息处理器7内部设置空气质量监测程序，通过网络把空气质量数据采集模块4采集的数据和对应的GPS模块5的位置信息数据实时上传网络数据服务器8。对空气质量监测时，系统采用时间序列分析算法，设定存储文件格式，将同一时刻的数据压缩写入一个记录文件。系统可将监测数据存储成*.txt格式、*.xls格式或其他格式，以方便随时查看监测数据。
系统采样的时间误差小于1个采样间隔，读取百万级数据的时间在毫秒以内。监测人员能够在任意地点实时、快速、同步观测无人机所经过地点的大气质量情况，同时也方便在后期查看历史监测数据。
所述空气质量数据采集模块4包括粉尘传感器、一氧化碳传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、臭氧传感器和温湿度传感器，搜索粉尘传感器可监测PM2.5浓度和PM10浓度。空气质量数据采集模块4上的各个传感器的设置，实现了对工程周边环境大气质量的全面监测。
所述分线器6为一拖二Micro USB HUB分线器，Micro USB HUB分线器的母接口与信息处理器7接口USB相连，另外两个分接口分别与空气质量数据采集模块4和GPS模块5相连。
所述电源模块包括直流电源2及直流电源升压模块3，所述直流电源2与直流升压模块3相连；所述直流电源2为5V移动电源，经过直流升压模块3升压到24V后为空气质量数据采集模块4供电。而GPS模块5内置3.7V独立电源，不需要电源模块额外供电。
所述旋翼无人机1为六旋翼无人机，其为监控系统提供巡航监测的动力。
在无人机升空前，首先开启监测系统的直流电源2，经过直流电源升压模块3升压到24V后为空气质量数据采集模块4供电，在信息处理器7的监测程序上设置好对应的串口等参数信息，开启GPRS数据传输功能，并开启GPS模块电源。
无人机升空飞到监测区域后，在地面电脑控制空气质量数据采集模块3进行数据采集，采集到的数据会自动同步上传网络数据服务器8，监测人员便可实时观测到监测到的数据，监测数据里包含了PM2.5浓度、PM10浓度、一氧化碳浓度、二氧化硫浓度、二氧化氮浓度、臭氧浓度、温度、湿度和对应的位置数据信息。此外，监测程序里可查看工程周边环境大气质量的历史数据。
与现有技术相比，本发明提供的一种基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统，其机动性好、可重复使用，能够快速对工程周边环境大气质量进行全面的数据采集和监测，并将环境数据和位置信息数据实时上传网络数据服务器，监测人员可在任意地点同步观测工程周边环境大气质量，且该系统具有使用方便、成本较低的优点。
本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统，其特征在于，包括旋翼无人机（1），电源模块，空气质量数据采集模块（4），GPS模块（5），信息处理器（7）及网络数据服务器（8）；所述电源模块、空气质量数据采集模块（4）、GPS模块（5）及信息处理器（7）设置在旋翼无人机（1）上，电源模块与空气质量数据采集模块（4）连接，空气质量数据采集模块（4）及GPS模块（5）通过分线器（6）与信息处理器（7）连接；所述信息处理器（7）为win10平板，其内置手机SIM卡，其通过GPRS与网络数据服务器（8）数据传输。
2.根据权利要求1所述基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统，其特征在于，所述空气质量数据采集模块（4）包括粉尘传感器、一氧化碳传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器、臭氧传感器和温湿度传感器，搜索粉尘传感器可监测PM2.5浓度和PM10浓度。
3.根据权利要求1所述基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统，其特征在于，所述分线器（6）为一拖二Micro USB HUB分线器，Micro USB HUB分线器的母接口与信息处理器（7）接口USB相连，另外两个分接口分别与空气质量数据采集模块（4）和GPS模块（5）相连。
4.根据权利要求1所述基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统，其特征在于，所述电源模块包括直流电源（2）及直流电源升压模块（3），所述直流电源（2）与直流升压模块（3）相连；所述直流电源（2）为5V移动电源，经过直流升压模块（3）升压到24V后为空气质量数据采集模块（4）供电。
5.根据权利要求1所述基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统，其特征在于，所述旋翼无人机（1）为六旋翼无人机。
6.根据权利要求1所述基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统，其特征在于，所述信息处理器（7）内部设置空气质量监测程序，通过移动网络把空气质量数据采集模块（4）采集的数据和对应的GPS模块（5）的位置信息数据实时上传网络数据服务器（8）。
7.根据权利要求6所述基于无人机的工程周边环境大气质量监测系统，其特征在于，对空气质量监测时，系统采用时间序列分析算法，设定存储文件格式，将同一时刻的数据压缩写入一个记录文件。
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