CN114594204A - 一种生态环境监测用高效节能型空气监测系统及实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生态环境监测用高效节能型空气监测系统及实施方法，属于空气监测技术领域，该系统包括主基站、副基站与环境监测无人机，主基站包括服务器、控制组件、自动充电组件与光伏组件，副基站包括基座与智能充电仓，环境监测无人机包括无人机体、定位终端、空气监测终端与控制终端；本发明设有主基站能统一规划调配环境监测无人机监测路径与接收环境监测无人机所采集的数据，进行显示与分析，还能为环境监测无人机进行全自动充电；副基站设置在各路线的公交车上能作为环境监测无人机的移动充电平台，解决环境监测无人机续航问题；而且采用环境监测无人机进行监测可打破监测空间的局限性，扩大监测范围和提高监测精度。

Description

一种生态环境监测用高效节能型空气监测系统及实施方法

技术领域

本发明涉及空气监测技术领域，具体涉及一种生态环境监测用高效节能型空气监测系统及实施方法。

背景技术

环境监测,是指环境监测机构对环境质量状况进行监视和测定的活动，环境监测是通过对反映环境质量的指标进行监视和测定，以确定环境污染状况和环境质量的高低，环境监测的内容主要包括物理指标的监测、化学指标的监测和生态系统的监测，环境监测(environmental monitoring)，是科学管理环境和环境执法监督的基础，是环境保护必不可少的基础性工作，环境监测的核心目标是提供环境质量现状及变化趋势的数据，判断环境质量，评价当前主要环境问题，为环境管理服务。

而目前用于环保监测的方法包括使用便携式污染分析仪进行检测和在固定地点安装连续监测的污染分析仪的方式，其存在以下不足：该便携式分析仪的方式一般只是监测较为常规的几个监测点，同时由人工携带便携式污染分析仪进行污染分析时，无法实现实时监测，因此其机动性较差，同时如果被监测的地点污染较为严重时，对工作人员身体本身也会造成伤害，且需要较长时间的安装部署，无法对污染排放源实现快速的监测；针对部分监测点上的监测装置不易安装或供电，影响工作人员的安装，同时由于安装位置的局限性，可能会造成部分区域空气质量监测的空白区，因此影响监测范围和监测精度，随着社会发展，提出采用无人机进行环境监测。

无人机作为近几年突然兴起的一个产业，其发展势头迅猛，各种各样的无人机不断涌现。例如用于航拍的消费机无人机、用于探矿或者农业市场的无人机等。在具有中远飞行距离的无人机中，其飞行距离和飞行时间较长。例如用于近海勘 察或者公路、铁路维护等用途的无人机，均具有较长的飞行距离。在此类无人机中，不像消费机无人机一样，始终通过人工遥控器操作。它们的起飞和降落通常是自动的。在飞行过程的各个地方，设有配合的地面基站为其起飞和导航提供引导。

但是此类无人机中，由于飞行距离较长，初始状态下的电量无法满足较长距离飞行的需求，在飞行过程中需要对其进行充电续航，而且如何布置一个监测范围广、监测精度高且环保节能的监测系统是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种生态环境监测用监测范围广、监测精度高且环保节能的空气监测系统及实施方法。

本发明所采取的技术方案如下： 一种生态环境监测用高效节能型空气监测系统，其包括主基站、副基站与环境监测无人机；

主基站，所述主基站包括服务器、控制组件、自动充电组件与光伏组件；

服务器，所述服务器用于统一规划调配环境监测无人机监测路径与接收环境监测无人机所采集的数据，进行显示与分析；

自动充电组件，所述自动充电组件外接电源用于为环境监测无人机进行充电；

光伏组件，所述光伏组件与自动充电组件连接用于为自动充电组件提供电力；

副基站，所述副基站包括基座与至少两个智能充电仓，所述副基站设置于公交车顶部，并与公交车电源连接为智能充电仓提供电力；

环境监测无人机，所述环境监测无人机包括无人机体、定位终端、空气监测终端与控制终端，所述环境监测无人机用于对空气中的污染物组分和颗粒物浓度进行检测；

定位终端，所述定位终端用于对环境监测无人机检测点进行定位，获取环境监测无人机检测点的经纬度与高度信息，以及与主基站和副基站之间的位置信息；

空气监测终端，所述空气监测终端设于无人机体底部，所述空气监测终端包括外壳、采集装置与检测装置；

采集装置，所述采集装置包括吸气泵，所述采集装置用于在无人机飞行至高空时，对周围空气进行吸气式采样；

检测装置，所述检测装置设置于外壳内部，其包括至少一种传感器模块与颗粒检测模块；

传感器模块，每种所述传感器用于在温度和湿度恒定的环境中，检测所采样的空气中是否具有对应的污染物，以获取污染物组分；

颗粒检测模块，所述颗粒检测模块用于分辨所采样的空气中的不同粒径的颗粒物，并对每种粒径的颗粒物进行浓度检测；

控制终端，所述控制终端包括微处理器、控制电路和信号模块，所述定位终端与空气监测终端均通过控制电路与微处理器电性连接；所述微处理器用于在采样时，控制所述吸气泵的吸气流量、控制空气监测终端对空气进行监测与控制信号模块将相关信息传送至主基站；

信号模块，所述信号模块用于将检测到的污染物组分和颗粒物浓度，环境监测无人机的位置信息与电量信息发送给主基站，以供数据显示、分析和规划。

所述自动充电组件充电方式可采用有线充电或者无线充电或者更换电池。

所述自动充电组件充电方式为有线充电，所述自动充电组件包括若干智能充电仓，所述智能充电仓包括仓体、双开门结构、停机平台与用于驱动双开门结构与停机平台动作的驱动装置；

仓体，所述仓体相对双开门结构对立的内壁上设有第二插接部；

停机平台，所述停机平台上设有磁吸固定座与用于发出信号牵引环境监测无人机降落的定点降落装置；

驱动装置，所述驱动装置包括固定在仓体底部的电机、主动齿轮、设置在停机平台底部的齿条、设置在停机平台两侧用于支撑停机平台伸出与缩回的滑轨和固定在仓体底部两侧的滑杆；所述滑杆上设有滑块，所述滑块上设有传动件，所述传动件与双开门结构连接用于在停机平台伸出时打开双开门结构，缩回时关闭双开门结构。

所述副基站包括两个设置在基座上的智能充电仓，所述基座与智能充电仓之间设有缓冲装置。

所述环境监测无人机上设有与所述第二插接部适配的第一插接部，所述定位终端包括用于与所述定点降落装置配合使环境监测无人机实现定点降落的定点降落模块。

所述环境监测无人机还包括垂直起落模块用于使环境监测无人机在停机平台垂直升降。

还包括用于处理意外情况的事故处理车。

一种实施方法应用于所述的一种生态环境监测用高效节能型空气监测系统，其包括如下：

主基站的设置，所述主基站以网格布点法分布设置，即将监测区域的地面按地理坐标划分成若干均匀监测单元，主基站设在每个监测单元中心；

主基站的功能，所述服务器控制环境监测无人机群在各自监测单元内进行巡航监测，并接收环境监测无人机所采集的数据，进行显示与分析；所述自动充电组件为各自监测单元内的环境监测无人机进行充电；所述光伏组件为自动充电组件提供额外电力；

副基站的设置，所述副基站分布在各线路的公交车上作为移动式充电平台为其附近的环境监测无人机进行充电；

环境监测无人机的功能，所述环境监测无人机依据所述服务器规划的监测路径进行巡航并在每个监测点对空气中的污染物组分和颗粒物浓度进行检测。

所述巡航监测包括：

确定环境监测无人机数量，所述服务器根据每个所述监测单元的功能类型设置不同数量的环境监测无人机进行空气监测；

制定监测路径与方式，在每个所述监测单元内以主基站为中心为每架环境监测无人机分配一定数量的监测点，再根据监测点制定监测路径；

规划充电路线，所述服务器根据环境监测无人机的控制终端反馈的电量信息与位置信息规划环境监测无人机航行至就近主基站或者副基站进行充电。

所述规划充电路线包括如下步骤：

步骤a1：所述服务器接收环境监测无人机的控制终端反馈的电量信息与位置信息；

步骤a2：电量低于一定值时，所述服务器根据环境监测无人机的位置信息判断最近的充电点；

当最近的充电点为主基站时，则航行至主基站进行充电；

当最近的充电点为副基站时，所述服务器结合搭载副基站公交车的公交路线与公交车当前位置判断直接航行至副基站进行充电，或者航行至副基站经过的公交站点等待进行充电。

本发明的有益效果如下：1.本发明设有主基站、副基站与环境监测无人机，主基站能统一规划调配环境监测无人机监测路径与接收环境监测无人机所采集的数据，进行显示与分析，还能为环境监测无人机进行全自动充电；副基站设置在各路线的公交车上能作为环境监测无人机的移动充电平台，解决环境监测无人机续航问题；而且采用环境监测无人机进行监测可打破监测空间的局限性，扩大监测范围和提高监测精度。

2.本发明对主基站采用网格布点法分布设置，再根据每个监测单元的功能类型设置不同数量的环境监测无人机进行空气监测，提升每架环境监测无人机的利用率，节约资源同时提升监测效率；而且副基站设置在各路线的公交车上，由于公交车一般规划路线是人越多的地方越密集，正好与空气监测时需在人口密集处设置更多的监测点相契合，可以有效保证每架环境监测无人机的续航，提高监测效率。

3.本发明设有环境监测无人机专用的智能充电仓，需对环境监测无人机进行充电时，智能充电仓自动弹出停机平台，环境监测无人机垂直降落在停机平台进行固定，再随着停机平台缩回仓体，环境监测无人机的第一插接部与智能充电仓的第二插接部实现电连接进行充电，充电结束后，停机平台自动弹出，环境监测无人机垂直起飞，停机平台再缩回仓体，整个充电过程无需人为干预，实现全自动化，并且智能充电仓可堆叠固定，节约空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明主基站的示意图；

图2为本发明主基站按网格布点法分布的示意图（不同图案代表不同功能区）；

图3为本发明副基站的示意图；

图4为本发明智能充电仓与环境监测无人机的示意图；

图5为本发明智能充电仓的示意图；

图6为本发明环境监测无人机的示意图；

图中，1-主基站，11-服务器，12-自动充电组件，13-光伏组件，2-副基站，21-基座，22-缓冲装置，23-智能充电仓，231-仓体，232-双开门结构，233-停机平台，234-磁吸固定座，235-第二插接部，236-驱动装置，2361-齿条，2362-滚轮，2363-主动齿轮，2364-电机，2365-传动件，2366-滑杆，2367-滑块，2368-滑轨，3-环境监测无人机，31-无人机体，32-第一插接部，33-空气监测终端，331-外壳，34-支脚，35-摄像头，4-监测单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是 为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二” 仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再 一一说明。

本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。

如图1至图6所示，为本发明提供的一种实施例：

一种生态环境监测用高效节能型空气监测系统，其包括主基站1、副基站2与环境监测无人机3；

主基站1，所述主基站1包括服务器11、控制组件、自动充电组件12与光伏组件13；

服务器11，所述服务器11用于统一规划调配环境监测无人机监3测路径与接收环境监测无人机3所采集的数据，进行显示与分析；

自动充电组件12，所述自动充电组件12外接电源用于为环境监测无人机3进行充电；

光伏组件13，所述光伏组件13与自动充电组件12连接用于为自动充电组件12提供电力；光伏发电一种安全可靠，无噪声，无污染排放外，十分环保的发电方式，用来作为自动充电组件的辅助电源，达到环保节能的目的。

副基站2，所述副基站包括基座21与至少两个智能充电仓23，所述副基站2设置于公交车顶部，并与公交车电源连接为智能充电仓23提供电力；副基站2设置在各路线的公交车上，由于公交车一般规划路线是人越多的地方越密集，正好与空气监测时需在人口密集处设置更多的监测点相契合，可以有效保证每架环境监测无人机的续航。

环境监测无人机3，所述环境监测无人机包括无人机体31、定位终端、空气监测终端33与控制终端，所述环境监测无人机3用于对空气中的污染物组分和颗粒物浓度进行检测；可打破监测空间的局限性，扩大监测范围和提高监测精度，其中环境监测无人机3需选飞行距离远且飞行时间长的；另外，还可以携带摄像头35。

定位终端，所述定位终端用于对环境监测无人机3检测点进行定位，获取环境监测无人机3检测点的经纬度与高度信息，以及与主基站1和副基站3之间的位置信息；

空气监测终端33，所述空气监测终端33设于无人机体31底部，所述空气监测终端33包括外壳331、采集装置与检测装置；

采集装置，所述采集装置包括吸气泵，所述采集装置用于在无人机飞行至高空时，对周围空气进行吸气式采样；在采集时需根据实际天气状况设置吸气泵的吸气量。

检测装置，所述检测装置设置于外壳331内部，其包括至少一种传感器模块与颗粒检测模块，

传感器模块，每种所述传感器用于在温度和湿度恒定的环境中，检测所采样的空气中是否具有对应的污染物，以获取污染物组分；传感器组件中一般设有多个气体传感器，每个气体传感器对应检测一种污染物，例如气体传感器包括一氧化氮传感器，二氧化氮传感器等等，其中，一氧化氮传感器检测空气中的一氧化氮，二氧化氮传感器检测空气中的二氧化氮。通过传感器组件可同时检测出常规大气污染物，如一氧化氮，二氧化氮，一氧化碳，二氧化碳，二氧化硫，臭氧等，也可检测出工业污染气体，如硫化氢，氨气，挥发性有机物等。另外，微型气体传感器的稳定性很大的程度上会受到外界环境条件的影响，尤其是外界环境温度和湿度的变化。为了保证高空环境条件下气体传感器的稳定测量，需要尽可能降低外界环境中温湿度对气体传感器性能的影响。本发明将气体传感器为超薄的均匀加热的恒温系统中，在空气流入传感器组件时，保证气体所处温度的同时也控制了气体的相对湿度，使得气体传感器测量稳定且精准。其中，气体传感器采用高效快速温度控制，即采用电化学、光学或金属氧化物传感器操作模式，通过PWM，PID等实现温度控制，从而极大降低高空监测在不同高度的短时间温差剧变对气体传感器工作性能的影响。

颗粒检测模块，所述颗粒检测模块用于分辨所采样的空气中的不同粒径的颗粒物，并对每种粒径的颗粒物进行浓度检测；切割头组件中一般设有多种规格的物理切割头，且可根据需求更换切割头，相对于现有技术中的光学检测仪来说，真实物理切割头(空气动力学中粒径小于或等于10微米，小于或等于2.5微米及小于或等于1微米的金属切割器)可以准确的分辨测量不同粒径的颗粒物，例如可吸入颗粒物PM10(颗粒直径小于10微米)，细颗粒物PM2.5(颗粒直径小于2.5微米)，以及极细颗粒物PM1(颗粒直径小于1微米)。采用切割头组件可细化测量颗粒物的总类，同时在复杂的高空监测环境下保证数据精准，对日后人类对颗粒污染物研究测量上，提供了宝贵的测量数据来源。

控制终端，所述控制终端包括微处理器、控制电路和信号模块，所述定位终端与空气监测终端均通过控制电路与微处理器电性连接；所述微处理器用于在采样时，控制所述吸气泵的吸气流量、控制空气监测终端对空气进行监测与控制信号模块将相关信息传送至主基站1；

信号模块，所述信号模块用于将检测到的污染物组分和颗粒物浓度，环境监测无人机3的位置信息与电量信息发送给主基站1，以供数据显示、分析和规划。

所述自动充电组件12充电方式可采用有线充电或者无线充电或者更换电池；若是采用无线充电，需一个无线充电平台与降落定位装置，若采用更换电池，可以借助机械手，或特殊的无人机电池结构。

在本实施例中，所述自动充电组件12充电方式为有线充电，所述自动充电组件12包括若干智能充电仓23，所述智能充电仓23包括仓体231、双开门结构232、停机平台233与用于驱动双开门结构232与停机平台233动作的驱动装置236；

仓体231，所述仓体231相对双开门结构232对立的内壁上设有第二插接部235；所述仓体231具有防水功能；

停机平台233，所述停机平台233上设有磁吸固定座234与用于发出信号牵引环境监测无人机3降落的定点降落装置；

驱动装置236，所述驱动装置236包括固定在仓体231底部的电机2364、主动齿轮2363、设置在停机平台233底部的齿条2361、设置在停机平台233两侧用于支撑停机平台233伸出与缩回的滑轨2368和固定在仓体231底部两侧的滑杆2366；所述滑杆2366上设有滑块2367，所述滑块2367上设有传动件2365，所述传动件2365与双开门结构232连接用于在停机平台233伸出时打开双开门结构232，缩回时关闭双开门结构232；

所述环境监测无人机3上设有与所述第二插接部235适配的第一插接部32，所述环境监测无人机3的支脚上还设有磁吸装置34，在降落时与磁吸固定座234配合，便于精准降落与固定，具体的，可采取电生磁结构，比如线圈通电产生磁力；所述定位终端包括用于与所述定点降落装置配合使环境监测无人机3实现定点降落的定点降落模块。

具体的，在环境监测无人机3需要返航充电时，服务器11先接收到电量不足的信息再判断最近的充电点，控制环境监测无人机3航行至充电点，当靠近充电点时，智能充电仓23收到信号，控制启动电机2364带动主动齿轮2363正向转动，在主动齿轮2363于齿条2361的配合下使停机平台233伸出仓体231，在伸出的过程中，由于停机平台233与双开门结构232之间设置的滑杆2366、滑块2367与传动件2365的配合下，双开门结构232随着开启，之后停机平台233上的定点降落装置发出信号牵引环境监测无人机3，同时环境监测无人机3启动定位终端中的定点降落模块，使环境监测无人机精准定点降落在停机平台233上并且通过磁吸固定座234对环境监测无人机3的支脚34上的磁吸装置进行吸引固定，其中，定点降落模块可采用红外线定位、蓝牙定位或超声波定位等；然后再次控制启动电机2364带动主动齿轮2363反向转动，在主动齿轮2363于齿条2361的配合下使停机平台233缩回仓体231并使双开门结构232关闭，在缩回的过程中，环境监测无人机3的第一插接部32与智能充电仓23的第二插接部235实现电连接进行充电，充电结束后，停机平台233再自动弹出，环境监测无人机3垂直起飞，停机平台233再缩回仓体231，整个充电过程无需人为干预，实现全自动化。

进一步的，智能充电仓23上设有连接结构，由于是停机平台233为伸缩的，智能充电仓23之间可以互相堆叠放置，或者设计配套的放置架，放置不同数量的智能充电仓23，提升空间利用率。

所述副基站2包括两个设置在基座21上的智能充电仓23，所述基座21与智能充电仓23之间设有缓冲装置22，由于副基站2是设置在公交车上，而且存在公交车行驶过程中充电，因此需缓冲装置22避免智能充电仓23剧烈振动，缓冲装置22结构可采用现有的防振平台或者类似摄像机云台的结构，优先选用多轴防抖的缓冲装置22。

所述环境监测无人机3还包括垂直起落模块用于使环境监测无人机3在停机平台233垂直升降。

还包括用于处理意外情况的事故处理车，应对一些紧急事故，如信号干扰导致环境监测无人机3故障等。

一种实施方法应用于所述的一种生态环境监测用高效节能型空气监测系统，其包括如下：

主基站1的设置，所述主基站1以网格布点法分布设置，即将监测区域的地面按地理坐标划分成若干均匀监测单元4，主基站设在每个监测单元4中心；

主基站1的功能，所述服务器11控制环境监测无人机群3在各自监测单元4内进行巡航监测，并接收环境监测无人机3所采集的数据，进行显示与分析；所述自动充电组件12为各自监测单元4内的环境监测无人机3进行充电；所述光伏组件13为自动充电组12件提供额外电力；

副基站2的设置，所述副基站2分布在各线路的公交车上作为移动式充电平台为其附近的环境监测无人机3进行充电；

环境监测无人机3的功能，所述环境监测无人机3依据所述服务11器规划的监测路径进行巡航并在每个监测点对空气中的污染物组分和颗粒物浓度进行检测。

其中，所述巡航监测包括：

确定环境监测无人机3数量，所述服务器11根据每个所述监测单元4的功能类型设置不同数量的环境监测无人机3进行空气监测；比如将监测单元4分成工业区、商业区、居住区、工业和居住混合区、交通不同功能区；

制定监测路径与方式，在每个所述监测单元4内以主基站为中心为每架环境监测无人机3分配一定数量的监测点，再根据监测点制定监测路径；其中，可按功能区的地形、气象、人口密度、建筑密度等，在每个功能区设若干监测点。

规划充电路线，所述服务器11根据环境监测无人机3的控制终端反馈的电量信息与位置信息规划环境监测无人机3航行至就近主基1站或者副基站2进行充电。

所述规划充电路线包括如下步骤：

步骤a1：所述服务器11接收环境监测无人机3的控制终端反馈的电量信息与位置信息；

步骤a2：电量低于一定值时，所述服务器11根据环境监测无人机3的位置信息判断最近的充电点；

当最近的充电点为主基站1时，则航行至主基站1进行充电，

当最近的充电点为副基站2时，所述服务器11结合搭载副基站2公交车的公交路线与公交车当前位置判断直接航行至副基站2进行充电，或者航行至副基站2经过的公交站点等待进行充电；一般优先在公交站点等待进行充电，公交车停稳后便于降落。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种生态环境监测用高效节能型空气监测系统，其特征在于，包括主基站（1）、副基站（2）与环境监测无人机（3）；

主基站（1），所述主基站（1）包括服务器（11）、控制组件、自动充电组件（12）与光伏组件（13）；

服务器（11），所述服务器（11）用于统一规划调配环境监测无人机监（3）测路径与接收环境监测无人机（3）所采集的数据，进行显示与分析；

自动充电组件（12），所述自动充电组件（12）外接电源用于为环境监测无人机（3）进行充电；

光伏组件（13），所述光伏组件（13）与自动充电组件（12）连接用于为自动充电组件（12）提供电力；

副基站（2），所述副基站包括基座（21）与至少两个智能充电仓（23），所述副基站（2）设置于公交车顶部，并与公交车电源连接为智能充电仓（23）提供电力；

环境监测无人机（3），所述环境监测无人机包括无人机体（31）、定位终端、空气监测终端（33）与控制终端，所述环境监测无人机（3）用于对空气中的污染物组分和颗粒物浓度进行检测；

定位终端，所述定位终端用于对环境监测无人机（3）检测点进行定位，获取环境监测无人机（3）检测点的经纬度与高度信息，以及与主基站（1）和副基站（3）之间的位置信息；

空气监测终端（33），所述空气监测终端（33）设于无人机体（31）底部，所述空气监测终端（33）包括外壳（331）、采集装置与检测装置；

采集装置，所述采集装置包括吸气泵，所述采集装置用于在无人机飞行至高空时，对周围空气进行吸气式采样；

检测装置，所述检测装置设置于外壳（331）内部，其包括至少一种传感器模块与颗粒检测模块；

传感器模块，每种所述传感器用于在温度和湿度恒定的环境中，检测所采样的空气中是否具有对应的污染物，以获取污染物组分；

颗粒检测模块，所述颗粒检测模块用于分辨所采样的空气中的不同粒径的颗粒物，并对每种粒径的颗粒物进行浓度检测；

控制终端，所述控制终端包括微处理器、控制电路和信号模块，所述定位终端与空气监测终端均通过控制电路与微处理器电性连接；所述微处理器用于在采样时，控制所述吸气泵的吸气流量、控制空气监测终端对空气进行监测与控制信号模块将相关信息传送至主基站（1）；

信号模块，所述信号模块用于将检测到的污染物组分和颗粒物浓度，环境监测无人机（3）的位置信息与电量信息发送给主基站（1），以供数据显示、分析和规划。

2.根据权利要求1所述的一种生态环境监测用高效节能型空气监测系统，其特征在于，所述自动充电组件（12）充电方式可采用有线充电或者无线充电或者更换电池。

3.根据权利要求2所述的一种生态环境监测用高效节能型空气监测系统，其特征在于，所述自动充电组件（12）充电方式为有线充电，所述自动充电组件（12）包括若干智能充电仓（23），所述智能充电仓（23）包括仓体（231）、双开门结构（232）、停机平台（233）与用于驱动双开门结构（232）与停机平台（233）动作的驱动装置（236）；

仓体（231），所述仓体（231）相对双开门结构（232）对立的内壁上设有第二插接部（235）；

停机平台（233），所述停机平台（233）上设有磁吸固定座（234）与用于发出信号牵引环境监测无人机（3）降落的定点降落装置；

驱动装置（236），所述驱动装置（236）包括固定在仓体（231）底部的电机（2364）、主动齿轮（2363）、设置在停机平台（233）底部的齿条（2361）、设置在停机平台（233）两侧用于支撑停机平台（233）伸出与缩回的滑轨（2368）和固定在仓体（231）底部两侧的滑杆（2366）；所述滑杆（2366）上设有滑块（2367），所述滑块（2367）上设有传动件（2365），所述传动件（2365）与双开门结构（232）连接用于在停机平台（233）伸出时打开双开门结构（232），缩回时关闭双开门结构（232）。

4.根据权利要求3所述的一种生态环境监测用高效节能型空气监测系统，其特征在于，所述环境监测无人机（3）上设有与所述第二插接部（235）适配的第一插接部（32），所述定位终端包括用于与所述定点降落装置配合使环境监测无人机（3）实现定点降落的定点降落模块。

5.根据权利要求4所述的一种生态环境监测用高效节能型空气监测系统，其特征在于，所述环境监测无人机（3）还包括垂直起落模块用于使环境监测无人机（3）在停机平台（233）垂直升降。

6.根据权利要求1所述的一种生态环境监测用高效节能型空气监测系统，其特征在于，所述副基站包括两个设置在基座（21）上的智能充电仓（23），所述基座（21）与智能充电仓（23）之间设有缓冲装置（22）。

7.根据权利要求1所述的一种生态环境监测用高效节能型空气监测系统，其特征在于，还包括用于处理意外情况的事故处理车。

8.一种实施方法应用于如权利要求1至7任一项所述的一种生态环境监测用高效节能型空气监测系统，其特征在于，包括如下：

主基站（1）的设置，所述主基站（1）以网格布点法分布设置，即将监测区域的地面按地理坐标划分成若干均匀监测单元（4），主基站设在每个监测单元（4）中心；

主基站（1）的功能，所述服务器（11）控制环境监测无人机群在各自监测单元（4）内进行巡航监测，并接收环境监测无人机（3）所采集的数据，进行显示与分析；所述自动充电组件（12）为各自监测单元（4）内的环境监测无人机（3）进行充电；所述光伏组件（13）为自动充电组件（12）提供额外电力；

副基站（2）的设置，所述副基站（2）分布在各线路的公交车上作为移动式充电平台为其附近的环境监测无人机（3）进行充电；

环境监测无人机（3）的功能，所述环境监测无人机（3）依据所述服务器（11）规划的监测路径进行巡航并在每个监测点对空气中的污染物组分和颗粒物浓度进行检测。

9.根据权利要求8所述一种应用于所述的生态环境监测用高效节能型空气监测系统的实施方法，其特征在于，所述巡航监测包括：

确定环境监测无人机（3）数量，所述服务器（11）根据每个所述监测单元（4）的功能类型设置不同数量的环境监测无人机（3）进行空气监测；

制定监测路径与方式，在每个所述监测单元（4）内以主基站为中心为每架环境监测无人机（3）分配一定数量的监测点，再根据监测点制定监测路径；

规划充电路线，所述服务器根据环境监测无人机（3）的控制终端反馈的电量信息与位置信息规划环境监测无人机航行至就近主基站（1）或者副基站（2）进行充电。

10.根据权利要求9所述一种应用于所述的生态环境监测用高效节能型空气监测系统的实施方法，其特征在于，所述规划充电路线包括如下步骤：

步骤a1：所述服务器（1）接收环境监测无人机（3）的控制终端反馈的电量信息与位置信息；

步骤a2：电量低于一定值时，所述服务器（11）根据环境监测无人机（3）的位置信息判断最近的充电点；

当最近的充电点为主基站（1）时，则航行至主基站（1）进行充电；

当最近的充电点为副基站（2）时，所述服务器（11）结合搭载副基站（2）公交车的公交路线与公交车当前位置判断直接航行至副基站（2）进行充电，或者航行至副基站（2）经过的公交站点等待进行充电。

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