CN109709878A - 一种智能低空环保物联网监管系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及物联网系统技术领域，具体涉及一种智能低空环保物联网监管系统及方法。智能低空环保物联网系统包括：低空长航时无人机飞行平台根据物联网模块传输的任务需求信息选择无人机类型；任务挂载吊舱模块根据物联网模块传输的任务需求信息挂载不同的设备；物联网模块通过物联网卡将物联网数据传输至云系统平台；地面站操作人员通过登录云系统平台实现空地物联互通；环保监控大厅的执法人员通过监控大屏观看集成界面。监管方法包括：无人机挂载设备后调试起飞，将物联网数据上传至云系统平台，再对物联网数据进行处理导出任务报表，无人机返航落地。本发明具有自由度高、适应性好、包容性好、高集成度界面、实时监管以及工作效果高。
Description
技术领域
本发明涉及物联网系统技术领域，具体涉及一种智能低空环保物联网监管系统及方法。
背景技术
目前国内部分地区环境污染问题亟待解决，再加上近年来相关部门对环保问题的重视程度日益加重，环保巡查以及监管工作量巨大。传统的人工现场巡查取证、应急事件处理、环境数据监测、资料整理等方式相对已经落后，在工作效率上面已经无法日益增长的环保工作需求。因此，一种智能低空环保物联网系统，结合无人机低空作业优势，加上各模块通过物联网实现数据融合处理，远程指挥调度对于环保工作开展有着十分重要的促进作用。
目前，用于环保行业的无人机及相关设备种类繁多，各有优势，也有各自的局限之处，比如无人机续航时间上面，传统的旋翼以及固定翼布局无人机，续航时间不超过一小时，在实际的环保应用当中，由于续航时间的限制，其在工作效率、准备以及维护时间等多方面上使其的大范围推广使用受到了一定的限制，并且环保相关部门对于无人机的数据只能在飞行结束后由专业人员人工数据处理后才能拿到飞行数据，无法在飞行过程中实时查看监管，时效性比较差，导致某些紧急的情况得不到及时处理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能低空环保物联网监管系统及方法，解决了现有技术中的低空环保无人机相关设备的集成度低、无法在线查看监管、时效性等问题，提供了一种自由度高、适应性好、包容性好、高集成度界面、实时监管以及工作效果高的智能低空环保物联网系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种智能低空环保物联网监管系统，所述智能低空环保物联网系统包括低空长航时无人机飞行平台、任务挂载模块、物联网模块、云系统平台、地面站操作人员以及环保监控大厅的执法人员；
所述低空长航时无人机飞行平台根据所述物联网模块传输的任务需求信息，从而选择不同的无人机类型；
所述任务挂载吊舱模块根据所述物联网模块传输的任务需求信息，再通过更换挂载系统选择挂载不同的设备执行不同的任务，所述设备与所述无人机通过所述无人机预留的设备接口实现即插即用；
所述物联网模块通过物联网卡将所述物联网数据传输至通讯基站，所述通讯基站通过实时联网将物联网数据传输至云系统平台；
所述地面站操作人员通过登录系统授权的账号进行登录云系统平台，所述云系统平台可实现在任意地方接收物联网数据，物联网数据自动保存到服务器，实现空地物联互通；
所述环保监控大厅的执法人员通过监控大屏进行实时观看物联网数据的集成界面。
进一步地，所述无人机类型可选的包括但不限于多旋翼无人机、固定翼无人机以及垂直起降固定翼无人机。
进一步地，所述无人机在空载时的续航时间为＞2h，所述无人机在挂载重量为2kg的任务负载时的续航时间＞1.5h。
长航时环保无人机相对于市面上无人机产品，续航时间更长，最低空载续航可达2小时，大大提高实际环保任务作业时候的效率；同时无人机的硬件结构使得任务挂载模块可以挂载多种的设备，且任务挂载模块可以快速更换挂载系统从而执行不同的任务，任务挂载模块的自由度高，模块化设计即插即用，最大化的发挥无人机的潜能。
进一步地，所述设备可选的包括但不限于30倍光学吊舱、气体检测仪、喊话器或取水器。
进一步地，所述通讯基站发射信号的方向为向天空端发射。
智能低空环保物联网系统的信息采集物联网模块将不同传输协议的挂载吊舱数据进行整合，具有很好的适应性和包容性；通过对无人机飞行区域的通讯基站升级改造，基站向天空端发射信号，解决传统基站只向地面端发射信号导致无人机在高空中接收不了信号无法控制的问题，同时优化网络配置，提高传输质量，降低传输延时。
进一步地，所述云系统模块可实现在任意地方一对一或一对多的接收物联网数据。
进一步地，所述物联网数据包括无人机飞控数据、吊舱的视频画面数据以及气体检测仪数据。
进一步地，所述地面站操作人员通过云系统平台存储在服务器上的物联网数据进行在线分析处理并生成报表。
高集成度界面，可以实时显示智能低空环保物联网监管系统的多项数据，提高环保飞行任务的时效性以及数据类型的多样性，为执法整治等提供丰富的数据支撑；物联网及云平台模块使得无人机数据实时联网，方便执法人员实时监控督查，解除地域因素限制；无人机的各项数据实时上传至服务器，在线分析处理并生成相关报表，不在需要在任务结束后人工储存及数据处理，提高工作效率，简化工作流程。
上述智能低空环保物联网监管方法，包括如下步骤：
步骤一、低空长航时无人机飞行平台根据物联网模块传输的任务需求信息选择无人机类型；任务挂载吊舱模块根据物联网模块传输的任务需求信息选择挂载的设备，再通过更换挂载系统挂载选择的设备，经过硬件连接调试、航线规划后无人机起飞进入预定航线；
步骤二、将无人机飞控数据、吊舱的视频画面数据、气体检测仪数据以及其他需要传输的数据通过物联网实时上传至云系统平台，地面站操作人员登录系统授权的账号进行登录云系统平台从而实时监视无人机状态，环保监控大厅的执法人员通过监控大屏实时观看物联网数据的集成界面；
步骤三、环保监控大厅的执法人员根据界面上的实时位置信息以及现场回传图像，分发调度机动巡逻人员制止违法行为，并通过物联网数据的留证资料作为执法依据；地面站操作人员通过云系统平台存储在服务器上的物联网数据进行进行自动或半自动数据处理，而后导出任务报表，无人机返航落地。
本发明的有益效果是：
1.长航时环保无人机相对于市面上无人机产品，续航时间更长，最低空载续航可达2小时，大大提高实际环保任务作业时候的效率；同时无人机的硬件结构使得任务挂载模块可以挂载多种的设备，且任务挂载模块可以快速更换挂载系统从而执行不同的任务，任务挂载模块的自由度高，模块化设计即插即用，最大化的发挥无人机的潜能；
2.智能低空环保物联网系统的信息采集物联网模块将不同传输协议的挂载吊舱数据进行整合，具有很好的适应性和包容性；通过对无人机飞行区域的通讯基站升级改造，基站向天空端发射信号，解决传统基站只向地面端发射信号导致无人机在高空中接收不了信号无法控制的问题，同时优化网络配置，提高传输质量，降低传输延时；
3.高集成度界面，可以实时显示智能低空环保物联网监管系统的多项数据，提高环保飞行任务的时效性以及数据类型的多样性，为执法整治等提供丰富的数据支撑；物联网及云平台模块使得无人机数据实时联网，方便执法人员实时监控督查，解除地域因素限制；无人机的各项数据实时上传至服务器，在线分析处理并生成相关报表，不在需要在任务结束后人工储存及数据处理，提高工作效率，简化工作流程。
附图说明
图1为智能低空环保物联网系统总体框架图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
如图1所示，一种智能低空环保物联网监管系统，所述智能低空环保物联网系统包括低空长航时无人机飞行平台、任务挂载模块、物联网模块、云系统平台、地面站操作人员以及环保监控大厅的执法人员；
所述低空长航时无人机飞行平台根据所述物联网模块传输的任务需求信息，从而选择不同的无人机类型；
所述任务挂载吊舱模块根据所述物联网模块传输的任务需求信息，再通过更换挂载系统选择挂载不同的设备执行不同的任务，所述设备与所述无人机通过所述无人机预留的设备接口实现即插即用；
所述物联网模块通过物联网卡将所述物联网数据传输至通讯基站，所述通讯基站通过实时联网将物联网数据传输至云系统平台；
所述地面站操作人员通过登录系统授权的账号进行登录云系统平台，所述云系统平台可实现在任意地方接收物联网数据，物联网数据自动保存到服务器，实现空地物联互通；
所述环保监控大厅的执法人员通过监控大屏进行实时观看物联网数据的集成界面。
具体地，所述无人机类型分别为多旋翼无人机。
具体地，所述无人机在空载时的续航时间为＞2h，所述无人机在挂载重量为2kg的任务负载时的续航时间＞1.5h。
具体地，所述设备为30倍光学吊舱。
具体地，所述通讯基站发射信号的方向为向天空端发射。
具体地，所述云系统模块可实现在任意地方一对一或一对多的接收物联网数据。
具体地，所述物联网数据包括无人机飞控数据、吊舱的视频画面数据以及气体检测仪数据。
具体地，所述地面站操作人员通过云系统平台存储在服务器上的物联网数据进行在线分析处理并生成报表。
本实施例中所述的一种智能低空环保物联网系统工作过程样例为：
（1）接到群众投诉，某河流两岸垃圾乱堆乱放问题严重，需要进行一次彻底排查，弄清垃圾堆放位置，并留视频作为资料。河流总长十公里，且河道无法行船，河流两岸行车道路路况复杂，任务安排无人机搭配低空环保物联网系统完成；
（2）无人机根据任务需求，挂载30倍高清光学相机执行飞行任务，经过硬件连接调试、航线规划无人机起飞进入预定航线；
（3）无人机的飞控数据以及吊舱的相关视频画面通过物联网实时上传至网络；
（4）地面无人机操作人员通过管理账号登录云系统，通过特定ID实时监视无人机状态，环保监控大厅相关执法人员通过监控大屏实时观看各数据集成界面；
（5）无人机到达河流起点，沿着预定航线执行河流排查任务，当飞行到某一位置时发现一处位置有工程车正在向河流沿岸倾倒建筑垃圾，监控大厅执法指挥人员随即根据界面上的实时位置信息以及现场回传图像，分发调度机动巡逻人员赶到问题点，及时制止其违法行为，并通过无人机的留证资料作为执法依据；
（6）无人机巡查飞行结束后自动返航，其拍摄的数据以及备份储存到服务器，有效防止无人机飞行故障导致拍摄资料无法带回的问题。
（7）数据处理人员在云平台上对飞行数据进行自动或半自动数据处理，后导出任务相关报表，无人机还未返航落地，数据报告已经快速导出。
实施例2
如图1所示，一种智能低空环保物联网监管系统，所述智能低空环保物联网系统包括低空长航时无人机飞行平台、任务挂载模块、物联网模块、云系统平台、地面站操作人员以及环保监控大厅的执法人员；
所述低空长航时无人机飞行平台根据所述物联网模块传输的任务需求信息，从而选择不同的无人机类型；
所述任务挂载吊舱模块根据所述物联网模块传输的任务需求信息，再通过更换挂载系统选择挂载不同的设备执行不同的任务，所述设备与所述无人机通过所述无人机预留的设备接口实现即插即用；
所述物联网模块通过物联网卡将所述物联网数据传输至通讯基站，所述通讯基站通过实时联网将物联网数据传输至云系统平台；
所述地面站操作人员通过登录系统授权的账号进行登录云系统平台，所述云系统平台可实现在任意地方接收物联网数据，物联网数据自动保存到服务器，实现空地物联互通；
所述环保监控大厅的执法人员通过监控大屏进行实时观看物联网数据的集成界面。
具体地，所述无人机类型分别为固定翼无人机。
具体地，所述无人机在空载时的续航时间为＞2h，所述无人机在挂载重量为2kg的任务负载时的续航时间＞1.5h。
具体地，所述设备为气体检测仪。
具体地，所述通讯基站发射信号的方向为向天空端发射。
具体地，所述云系统模块可实现在任意地方一对一或一对多的接收物联网数据。
具体地，所述物联网数据包括无人机飞控数据、吊舱的视频画面数据以及气体检测仪数据。
具体地，所述地面站操作人员通过云系统平台存储在服务器上的物联网数据进行在线分析处理并生成报表。
实施例3
如图1所示，一种智能低空环保物联网监管系统，所述智能低空环保物联网系统包括低空长航时无人机飞行平台、任务挂载模块、物联网模块、云系统平台、地面站操作人员以及环保监控大厅的执法人员；
所述低空长航时无人机飞行平台根据所述物联网模块传输的任务需求信息，从而选择不同的无人机类型；
所述任务挂载吊舱模块根据所述物联网模块传输的任务需求信息，再通过更换挂载系统选择挂载不同的设备执行不同的任务，所述设备与所述无人机通过所述无人机预留的设备接口实现即插即用；
所述物联网模块通过物联网卡将所述物联网数据传输至通讯基站，所述通讯基站通过实时联网将物联网数据传输至云系统平台；
所述地面站操作人员通过登录系统授权的账号进行登录云系统平台，所述云系统平台可实现在任意地方接收物联网数据，物联网数据自动保存到服务器，实现空地物联互通；
所述环保监控大厅的执法人员通过监控大屏进行实时观看物联网数据的集成界面。
具体地，所述无人机类型分别为垂直起降固定翼无人机。
具体地，所述无人机在空载时的续航时间为＞2h，所述无人机在挂载重量为2kg的任务负载时的续航时间＞1.5h。
具体地，所述设备为取水器。
具体地，所述通讯基站发射信号的方向为向天空端发射。
具体地，所述云系统模块可实现在任意地方一对一或一对多的接收物联网数据。
具体地，所述物联网数据包括无人机飞控数据、吊舱的视频画面数据以及气体检测仪数据。
具体地，所述地面站操作人员通过云系统平台存储在服务器上的物联网数据进行在线分析处理并生成报表。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种智能低空环保物联网监管系统，其特征在于，所述智能低空环保物联网系统包括低空长航时无人机飞行平台、任务挂载模块、物联网模块、云系统平台、地面站操作人员以及环保监控大厅的执法人员；
所述低空长航时无人机飞行平台根据所述物联网模块传输的任务需求信息，从而选择不同的无人机类型；
所述任务挂载吊舱模块根据所述物联网模块传输的任务需求信息，再通过更换挂载系统选择挂载不同的设备执行不同的任务，所述设备与所述无人机通过所述无人机预留的设备接口实现即插即用；
所述物联网模块通过物联网卡将所述物联网数据传输至通讯基站，所述通讯基站通过实时联网将物联网数据传输至云系统平台；
所述地面站操作人员通过登录系统授权的账号进行登录云系统平台，所述云系统平台可实现在任意地方接收物联网数据，物联网数据自动保存到服务器，实现空地物联互通；
所述环保监控大厅的执法人员通过监控大屏进行实时观看物联网数据的集成界面。
2.根据权利要求1所述的一种智能低空环保物联网监管系统，其特征在于，所述无人机类型分别为多旋翼无人机、固定翼无人机以及垂直起降固定翼无人机。
3.根据权利要求1或2所述的一种智能低空环保物联网监管系统，其特征在于，所述无人机在空载时的续航时间为＞2h，所述无人机在挂载重量为2kg的任务负载时的续航时间＞1.5h。
4.根据权利要求1所述的一种智能低空环保物联网监管系统，其特征在于，所述设备为30倍光学吊舱、气体检测仪、喊话器或取水器。
5.根据权利要求1所述的一种智能低空环保物联网监管系统，其特征在于，所述通讯基站发射信号的方向为向天空端发射。
6.根据权利要求1所述的一种智能低空环保物联网监管系统，其特征在于，所述云系统模块可实现在任意地方一对一或一对多的接收物联网数据。
7.根据权利要求1或6所述的一种智能低空环保物联网监管系统，其特征在于，所述物联网数据包括无人机飞控数据、吊舱的视频画面数据以及气体检测仪数据。
8.根据权利要求1所述的一种智能低空环保物联网监管系统，其特征在于，所述地面站操作人员通过云系统平台存储在服务器上的物联网数据进行在线分析处理并生成报表。
9.权利要求1~8任一项所述的一种智能低空环保物联网监管方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、低空长航时无人机飞行平台根据物联网模块传输的任务需求信息选择无人机类型；任务挂载吊舱模块根据物联网模块传输的任务需求信息选择挂载的设备，再通过更换挂载系统挂载选择的设备，经过硬件连接调试、航线规划后无人机起飞进入预定航线；
步骤二、将无人机飞控数据、吊舱的视频画面数据、气体检测仪数据以及其他需要传输的数据通过物联网实时上传至云系统平台，地面站操作人员登录系统授权的账号进行登录云系统平台从而实时监视无人机状态，环保监控大厅的执法人员通过监控大屏实时观看物联网数据的集成界面；
步骤三、环保监控大厅的执法人员根据界面上的实时位置信息以及现场回传图像，分发调度机动巡逻人员制止违法行为，并通过物联网数据的留证资料作为执法依据；地面站操作人员通过云系统平台存储在服务器上的物联网数据进行自动或半自动数据处理，而后导出任务报表，无人机返航落地。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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