CN108414698A - 一种基于烟雾探测的无人机控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于烟雾探测的无人机控制装置，包括：无线收发模块、控制模块、摄像模块、GPS定位模块、烟雾传感模块、飞行驱动模块，其中，无线收发模块用于接收遥控终端的遥控信号并输入控制模块；所述控制模块，用于控制根据遥控信号控制飞行驱动模块飞行，且在飞行中控制GPS定位模块进行定位获得当前位置坐标，及控制摄像模块对当前位置坐标下的画面采集获得视频，以及在飞行中控制烟雾传感模块对当前坐标下的烟雾检测，当探测到烟雾时获得模拟信号，由控制模块将模拟信号转换成数字信号后，提取当前位置坐标同视频一并经无线收发模块发送。本发明使得无人机既可以根据设定的路线飞行，且实现对烟雾探测，增加无人机的功能，提高实用性能。

Description

一种基于烟雾探测的无人机控制装置
技术领域
本发明涉及一种基于烟雾探测的无人机控制装置，属于无人机的技术领域。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。
与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。
国内外无人机相关技术飞速发展，无人机系统种类繁多、用途广特点鲜明，致使其在尺寸、质量、航程、航时、飞行高度、飞行速度，任务等多方面都有较大差异。由于无人机的多样性，出于不同的考量会有不同的分类方法：
按飞行平台构型分类，无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等。
按用途分类，无人机可分为军用无人机和民用无人机。军用无人机可分为侦察无人机、诱饵无人机、电子对抗无人机、通信中继无人机、无人战斗机以及靶机等；民用无人机可分为巡查/监视无人机、农用无人机、气象无人机、勘探无人机以及测绘无人机等。
按尺度分类（民航法规），无人机可分为微型无人机、轻型无人机、小型无人机以及大型无人机。
尽管目前存在多种无人机，使得其功能更加完善，但仍然存在不足，如在申请号：201721168770.2 申请日：2017-09-12的文件中，实用新型公开了一种交通侦查无人机，包括机身、旋翼组件和起落架，所述机身的两端固定安装有机臂，机臂的末端固定安装有旋翼组件，所述旋翼组件由旋叶和驱动电机组成，机身底部的两端对称安装有起落架，起落架的空腔内安装有电磁组件和定触点铜片，所述电磁组件包括电磁效应筒、磁铁柱、电磁线圈和触点支架。本交通侦查无人机，当无人机停靠在路灯上后，起落架底部的电磁效应筒因受到挤压而向起落架的内部移动，而电磁效应筒移动则会推动触点支架移动，从而使动触点铜片与定触点铜片接触连接；此时，电路便会连通，电磁效应筒内的电磁线圈通电便会使磁铁柱产生磁性，从而将停靠的无人机吸附在路灯上。
而在另外一篇申请号：201621098094.1 申请日：2016-09-30的文件中，实用新型公开了交通智能无人机，包括机身以及安装在机身上方的急救盒，所述机身左右两侧面分别安装有一对机翼，所述机翼一端开有电机孔，电机孔内置一驱动电机，所述驱动电机的动力输出端与螺旋桨连接，上述机身下端安装有支撑腿，且机身正面安装有运动摄像机，上述机身底面前端安装有投影支架，上述投影支架一端安装有3D全息投影仪，本实用新型的有益效果：本产品通过在智能无人机上安装3D全息投影仪能够对城市交通进行实时疏导，同时该装置通过运动摄像机能够在空中飞行使进行摄像，并且可以实时传送交通路况，并且该装置还自带医疗包，能够在发生交通事故的地点实施急救，同时该装置还自带超声波发生器和红外线传感器能够及时的避让障碍物。
尽管上述文献对民用无人机的结构作出改进，使得其可便于停靠和避开障碍物，但实际上仍存在缺陷。现有的无人机无法在飞行中实现对烟雾的探测，导致无人机仅存在视频拍摄或拍照的功能，降低了其实用性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于烟雾探测的无人机控制装置，解决现有的无人机无法在飞行中实现对烟雾的探测，导致无人机仅存在视频拍摄或拍照的功能的问题。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种基于烟雾探测的无人机控制装置，包括：无线收发模块、控制模块、摄像模块、GPS定位模块、烟雾传感模块、飞行驱动模块，其中，无线收发模块用于接收遥控终端的遥控信号并输入控制模块；所述控制模块，用于控制根据遥控信号控制飞行驱动模块飞行，且在飞行中控制GPS定位模块进行定位获得当前位置坐标，及控制摄像模块对当前位置坐标下的画面采集获得视频，以及在飞行中控制烟雾传感模块对当前坐标下的烟雾检测，当探测到烟雾时获得模拟信号，由控制模块将模拟信号转换成数字信号后，提取当前位置坐标同视频一并经无线收发模块发送。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述烟雾传感模块包括烟雾探测器、第一和第二电容、第一及第二电阻、开关、比较器，其中烟雾探测器的一端连接至正电源端，及烟雾探测器的另一端经第一电容和第一电阻、第二电容后连接至比较器的正向输入端；所述第二电阻连接在正电源端和比较器的负向输入端之间；所述比较器的负向输入端经连接开关后接入负电源端，及比较器的输出端连接控制模块。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述烟雾传感模块还包括第三电阻，第三电阻连接至比较器的负向输入端和负电源端之间。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述第二电阻为可调电阻。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述控制模块采用单片机。
本发明采用上述技术方案，能产生如下技术效果：
本发明提供一种基于烟雾探测的无人机控制装置，通过在无人机中增设烟雾检测功能，利用控制模块控制飞行驱动模块飞行的同时，进行GPS定位并且采集视频画面，以及控制烟雾传感模块进行烟雾探测，当探测获得模拟信号后，控制模块将其转换成数字信号，并提取当前位置坐标同视频一并经无线收发模块发送至遥控终端，使得无人机既可以根据设定的路线飞行，且实现对烟雾探测，将烟雾传感模块集成于电路中，增加无人机的功能，便于实现烟雾探测，提高实用性能。并且，本发明给出烟雾传感模块的具体电路，利用微小电路、减少成本，提高探测精度。可解决现有的无人机无法在飞行中实现对烟雾的探测，导致无人机仅存在视频拍摄或拍照的功能的问题。
附图说明
图1为本发明基于烟雾探测的无人机控制装置的模块示意图。
图2为本发明烟雾传感模块的电路结构图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的实施方式进行描述。
如图1所示，本发明设计了一种基于烟雾探测的无人机控制装置，该装置具体包括：无线收发模块、控制模块、摄像模块、GPS定位模块、烟雾传感模块、飞行驱动模块，其中，无线收发模块与控制模块相连，且控制模块分别与摄像模块、GPS定位模块、烟雾传感模块、飞行驱动模块连接。无线收发模块用于接收遥控终端的遥控信号并输入控制模块；所述控制模块，用于控制根据遥控信号控制飞行驱动模块飞行，且在飞行中控制GPS定位模块进行定位获得当前位置坐标，及控制摄像模块对当前位置坐标下的画面采集获得视频，以及在飞行中控制烟雾传感模块对当前坐标下的烟雾检测，当探测到烟雾时获得模拟信号，由控制模块将模拟信号转换成数字信号后，提取当前位置坐标同视频一并经无线收发模块发送至外部的遥控终端。
该装置的原理是利用控制模块控制飞行驱动模块飞行的同时，进行GPS定位并且采集视频画面，以及控制烟雾传感模块进行烟雾探测，当探测获得模拟信号后，控制模块将其转换成数字信号，并提取当前位置坐标同视频一并经无线收发模块发送至遥控终端，使得无人机既可以根据设定的路线飞行，且实现对烟雾探测。
对于装置中，所述烟雾传感模块其电路结构如图2所示，包括烟雾探测器、第一电容C1和第二电容C2、第一电阻R1及第二电阻R2、开关K、比较器，其中烟雾探测器的一端连接至正电源端，及烟雾探测器的另一端经第一电容C1和第一电阻R2、第二电容C2后连接至比较器的正向输入端；所述第二电阻R2连接在正电源端和比较器的负向输入端之间；所述比较器的负向输入端经连接开关K后接入负电源端，及比较器的输出端连接控制模块。进一步地，所述烟雾传感模块还包括第三电阻R3，第三电阻R3连接至比较器的负向输入端和负电源端之间。
其中，所述第二电阻R2为可调电阻。该模块采用烟雾传感器，它具有探测范围广，灵敏度高，响应恢复快，稳定性优，寿命长等优点，配以简单的驱动电路即可实现烟雾检测。当未检测到烟雾信号时，比较器输出低电平；当烟雾传感器检测到烟雾信号时，比较器输出5V高电平，使得控制模块接收到高电平并动作，将数据发送。
所述控制模块采用单片机，如32位MCU控制芯片，工作频率在100至350MHz之间，执行效能更佳。内嵌OTP/FlashROM内存容量大，具备低成本、低功耗、高集成、高精度、高稳定性，可以低能耗电机控制，可以很好的用于本发明的控制过程中。
综上，本发明使得无人机既可以根据设定的路线飞行，且实现对烟雾探测，将烟雾传感模块集成于电路中，增加无人机的功能，便于实现烟雾探测，提高实用性能。并且，本发明给出烟雾传感模块的具体电路，利用微小电路、减少成本，提高探测精度。可解决现有的无人机无法在飞行中实现对烟雾的探测，导致无人机仅存在视频拍摄或拍照的功能的问题。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种基于烟雾探测的无人机控制装置，其特征在于，包括：无线收发模块、控制模块、摄像模块、GPS定位模块、烟雾传感模块、飞行驱动模块，其中，无线收发模块用于接收遥控终端的遥控信号并输入控制模块；所述控制模块，用于控制根据遥控信号控制飞行驱动模块飞行，且在飞行中控制GPS定位模块进行定位获得当前位置坐标，及控制摄像模块对当前位置坐标下的画面采集获得视频，以及在飞行中控制烟雾传感模块对当前坐标下的烟雾检测，当探测到烟雾时获得模拟信号，由控制模块将模拟信号转换成数字信号后，提取当前位置坐标同视频一并经无线收发模块发送。
2.根据权利要求1所述基于烟雾探测的无人机控制装置，其特征在于：所述烟雾传感模块包括烟雾探测器、第一和第二电容、第一及第二电阻、开关、比较器，其中烟雾探测器的一端连接至正电源端，及烟雾探测器的另一端经第一电容和第一电阻、第二电容后连接至比较器的正向输入端；所述第二电阻连接在正电源端和比较器的负向输入端之间；所述比较器的负向输入端经连接开关后接入负电源端，及比较器的输出端连接控制模块。
3.根据权利要求2所述基于烟雾探测的无人机控制装置，其特征在于：所述烟雾传感模块还包括第三电阻，第三电阻连接至比较器的负向输入端和负电源端之间。
4.根据权利要求2所述基于烟雾探测的无人机控制装置，其特征在于：所述第二电阻为可调电阻。
5.根据权利要求1所述基于烟雾探测的无人机控制装置，其特征在于：所述控制模块采用单片机。
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