CN203838857U

CN203838857U - 秸秆焚烧点监控装置

Info

Publication number: CN203838857U
Application number: CN201420128330.4U
Authority: CN
Inventors: 张志伟
Original assignee: Shaanxi University of Technology
Current assignee: Shaanxi University of Technology
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2024-03-20

Abstract

本实用新型公开的秸秆焚烧点监控装置，包括遥感平台以及地面数据监控装置；遥感平台包括第一数据处理模块，第一数据处理模块分别通过导线连接有全球定位模块、第一存储模块、第一无线传输模块、遥感数据采集模块以及电源模块；地面数据监控装置包括第二数据处理模块，第二数据处理模块分别通过导线连接有第二无线传输模块、飞行控制模块和显示模块；第一无线传输模块与第二无线传输模块无线连接。该装置采用四旋翼飞行器搭载高速DSP数据测量处理系统对秸秆火点进行低空监测预警研究，在弥补卫星遥感监测的短板减少昂贵行政管理成本的同时，为环境污染的改善和治理、节能环保产业的发展和社会区域经济的可持续发展提供强有力支持。

Description

秸秆焚烧点监控装置

技术领域

本实用新型属于环保监控设备技术领域，具体涉及一种秸秆焚烧点监控装置。

背景技术

每年夏收秋收时分，我国广大城郊结合地区的农民都有大量焚烧秸秆的习惯。焚烧秸秆将直接产生出大量的PM2.5细颗粒物，导致空气中总悬浮颗粒数量增加,焚烧产生的滚滚浓烟中含有大量的CO、CO₂、SO₂等有毒有害气体，会对人体健康产生不良影响。此外焚烧秸秆所产生的烟雾不仅对空气的质量造成了严重的污染，还会造成严重的社会危害和增加交通事故发生率。

从2004年开始，原国家环保总局利用卫星遥感等现代科技手段，对全国夏秋两季秸秆焚烧情况实施了在线监控，将每日两次收到的有关焚烧火点数、焚烧时间、焚烧所在省地县名、经纬度、火区影响范围等信息以及卫星遥感火情监测图像编辑成《秸秆焚烧卫星遥感监测情况通报》。但高分辨率的卫星遥感用EOS-MODIS数据进行秸秆焚烧火点的监测和评估依然受天气限制，影像上经常有云覆盖，存在不确定性、精度有待提高等问题。由于所采用的气象卫星数据仅能探测最小为50-100m²的完全燃烧的火场，亦会导致焚烧持续时间较短小规模的秸秆焚烧被漏掉。此外卫星遥感监测主要依靠红外线监测温度，除了秸秆焚烧外，电焊、炼钢、热岛效应等情况，也可能在系统中显示为“火点”，从而导致误报现象。

因此虽然有卫星遥感指导秸秆禁烧工作，各地根据卫星遥感测得的火点经纬度信息仍需派专人持GPS等定位设备核实校对。更多的农村地区主要靠人海战术堵住秸秆焚烧，全面推广“县干部包镇、镇干部包村、村干部包组、组干部包片”的做法，组织相关部门分组上路实行24小时不间断巡查，对重点区域采取现场巡查和固定专人盯防相结合的方式查处秸秆焚烧行为。昂贵的行政成本下依然是管理低效的现实，更糟糕的是命令和禁止的方法无法为减轻环境损害的新技术提供激励。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种秸秆焚烧点监控装置，解决了现有的通过卫星遥感技术对秸秆焚烧点进行监控时，出现的精度低、漏查以及误报的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：秸秆焚烧点监控装置，包括遥感平台以及地面数据监控装置；遥感平台包括第一数据处理模块，第一数据处理模块分别通过导线连接有全球定位模块、第一存储模块、第一无线传输模块、遥感数据采集模块以及电源模块；地面数据监控装置包括第二数据处理模块，第二数据处理模块分别通过导线连接有第二无线传输模块、飞行控制模块和显示模块；第一无线传输模块与第二无线传输模块无线连接。

本实用新型的特点还在于，

遥感数据采集模块包括第二存储模块，第二存储模块分别连接有热电堆红外测温传感器、红外火焰探测器以及CCD摄像头，第二存储模块连接至第一数据处理模块。

遥感平台安装于四旋翼飞行器上。

所述的第二数据处理模块的型号为DSP56F807。

热电堆红外测温传感器的型号为TPD2T0625。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的秸秆焚烧点监控装置采用四旋翼飞行器搭载高速DSP数据测量处理系统对秸秆火点进行低空监测预警研究，在弥补卫星遥感监测的短板减少昂贵行政管理成本的同时，为环境污染的改善和治理、节能环保产业的发展和社会区域经济的可持续发展提供强有力支持。

附图说明

图1是本实用新型的秸秆焚烧点监控装置的结构示意图；

图2是本实用新型的秸秆焚烧点监控装置中遥感数据采集模块的结构示意图。

图中，101.数据处理模块，102.全球定位模块，103.第一存储模块，104.第一无线传输模块，105.遥感数据采集模块，106.电源模块；

51.第二存储模块，52.热电堆红外测温传感器，53.红外火焰探测器，54.CCD摄像头；

201.第二数据处理模块，202.第二无线传输模块，203.飞行控制模块，204.显示模块。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提供了一种秸秆焚烧点监控装置，如图1所示，包括遥感平台以及地面数据监控装置；遥感平台包括第一数据处理模块101，第一数据处理模块101分别通过导线连接有全球定位模块102、第一存储模块103、第一无线传输模块104、遥感数据采集模块105以及电源模块106；地面数据监控装置包括第二数据处理模块201，第二数据处理模块201分别通过导线连接有第二无线传输模块202、飞行控制模块203和显示模块204；第一无线传输模块104与第二无线传输模块202无线连接。

如图2所示，遥感数据采集模块105包括第二存储模块51，第二存储模块51分别连接有热电堆红外测温传感器52、红外火焰探测器53以及CCD摄像头54，第二存储模块51连接至第一数据处理模块101。

遥感平台安装于四旋翼飞行器上。

所述的第二数据处理模块201的型号为DSP56F807。

热电堆红外测温传感器52的型号为TPD2T0625。

四旋翼飞行器是20世纪90年代后发展起来的新一代能够垂直起降的、多旋翼式遥控自主飞行器，其成本低、适用性强、性能稳定，特别适合在近地面环境中执行监视、侦察任务。

四旋翼飞行器具有以下特点：可在云下低空飞行，弥补卫星遥感在有云覆盖地区上空不能有效采集数据的缺陷。采用四旋翼飞行器作为飞行平台，遥感数据采集成本比航天航空遥感平台低。采用数码相机模块或高性能视频采集模块作为传感器采集数据，采集速度快分辨率高。四旋翼飞行器构成的遥测遥感平台机动性强，气候适应性高，起降场地要求低。

使用时，由四旋翼飞行器装载着遥感平台在低空飞行，地面监控人员可以通过地面数据监控装置中的第二数据处理模块201，输入具体参数坐标让四旋翼飞行器按照规划的航线自动飞行，设置例如定点360度全景拍摄、围着定点目标进行环绕拍摄、沿飞行航线定距、定点拍摄等监控方案。除了规划自主飞行外，地面监控人员还可以通过飞行控制模块203切换四旋翼飞行器的飞行模式，由自主飞行模式进入远程遥控飞行模式，便于在某些特定环境下地面监控人员操控飞行器降低摄像高度或紧急着陆或紧急避障等操作。

四旋翼飞行器装载的遥感平台中的第一数据处理模块101开始起飞前的检测工作。起飞前的检测工作流程要分为2部：首先系统初始化，进行系统软硬件的初始化和参数预置；第二步遥控遥测，第一数据处理模块101通过第一无线传输模块104接收地面数据监控装置中第二无线传输模块202传输的指令，同时第一无线传输模块104分别将四旋翼飞行器自身传感器的飞行状态参数、遥感数据采集模块105采集的地表温度数据和视频信息流数据、全球定位模块102的GPS字节流信息发送回地面监测装置的第二数据处理模块201，地面监测装置的第二数据处理模块201接收到正常应答数据后，进行数据校对和控制解算，确定一切正常后发出升空指令。

第一数据处理模块101是遥感平台的核心计算模块，它在每个控制周期内实时处理四旋翼飞行器自身飞行状态传感器采集的数据和遥感数据采集模块105采集的数据，运算处理之后，得到四旋翼飞行器的姿态和位置信息，结合第一无线传输模块104接受到的地面数据监控装置发出的控制指令，计算出控制量，转化为相应的PWM信号，该PWM信号控制并保持四旋翼飞行器稳定飞行；同时将遥感数据采集模块105采集到的信息实时地通过第一无线传输模块104传送到地面数据监控装置。

由于需要实时处理包括视频数据在内的大量数据信息，因此需要采用高速DSP数据测量处理系统，第二数据处理模块201采用DSP56F807数字信号处理器。

全球定位模块102也就是GPS接收模块，与第一数据处理模块101直接通信。全球定位模块102一直处于工作状态，它会源源不断的把接收并计算出的GPS导航定位信息以字节流信息形式传送给第一数据处理模块101，再经第一数据处理模块104完成对字节流信息的处理，得到四旋翼飞行器的实时经度、纬度、接收到的卫星数、总卫星数、日期、时间、温度、速度、高度的信息。

遥感数据采集模块105主要包括热电堆红外测温传感器52、红外火焰探测器53和CCD摄像头54。热电堆红外测温传感器52负责检测局部温度的变化值；红外火焰探测器53负责工作波段限于红外波段范围之内的遥感，也就是火焰辐射强度的最大值位于波长为4.1-6um之间的红外波段范围。当检测出某一土地局部温度上升到50℃～100℃，红外线波长达4.1-6微米时，便判断为火点，四旋翼飞行器通过自主导航系统引导飞行至火点上空并自动工作于低空悬停状态，第一数据处理模块101立即发送指令启动CCD摄像头54，在采集确切地表温度信息的同时低空采集火点周围视频信息。遥感数据采集模块105将采集到的地表温度数据、视频信息流数据和GPS字节流信息均通过第一数据处理模块101进行处理，处理之后的数据存储在存储模块103中。在火点上空悬停摄像10S后，第一数据处理模块101控制第一无线传输模块104将存储模块103中的数据传输给第二无线传输模块202，再经第二数据处理模块201数据信息进行解析、图像重建和编址存储，地面数据监控装置通过显示模块204实时向地面工作人员显示监测到的火点现场视频和飞行器的各种飞行数据，包括电池电压、坐标、高度、方向、姿态、飞行时间、飞行速度、飞行路径、距起飞点的距离、环境温度、风速、电机工作状态、GPS状态等重要信息。地面监控人员根据地面数据监控装置显示的火点位置信息和现场视频，即可通知相关执法部门和相关责任人进行有说服力的处置，这样就解决了依靠人海战术堵住秸秆焚烧的困局，在减少昂贵行政管理成本的同时为环境污染的改善和治理、节能环保产业的发展和社会区域经济的可持续发展提供强有力支持。

通过上述方式，本实用新型的秸秆焚烧点监控装置解决了现有的通过卫星遥感技术对秸秆焚烧点进行监控时，出现的精度低、漏查以及误报的问题。该装置采用四旋翼飞行器搭载高速DSP数据测量处理系统对秸秆火点进行低空监测预警研究，在弥补卫星遥感监测的短板减少昂贵行政管理成本的同时，为环境污染的改善和治理、节能环保产业的发展和社会区域经济的可持续发展提供强有力支持。

Claims

1.秸秆焚烧点监控装置，其特征在于，包括遥感平台以及地面数据监控装置；所述遥感平台包括第一数据处理模块（101），所述第一数据处理模块（101）分别通过导线连接有全球定位模块（102）、第一存储模块（103）、第一无线传输模块（104）、遥感数据采集模块（105）以及电源模块（106）；所述地面数据监控装置包括第二数据处理模块（201），所述第二数据处理模块（201）分别通过导线连接有第二无线传输模块（202）、飞行控制模块（203）和显示模块（204）；所述第一无线传输模块（104）与所述第二无线传输模块（202）无线连接。

2.如权利要求1所述的秸秆焚烧点监控装置，其特征在于，所述的遥感数据采集模块（105）包括第二存储模块（51），所述第二存储模块（51）分别连接有热电堆红外测温传感器（52）、红外火焰探测器（53）以及CCD摄像头（54），所述第二存储模块（51）连接至所述第一数据处理模块（101）。

3.如权利要求1或2所述的秸秆焚烧点监控装置，其特征在于，所述的遥感平台安装于四旋翼飞行器上。

4.如权利要求1或2所述的秸秆焚烧点监控装置，其特征在于，所述的第二数据处理模块（201）的型号为DSP56F807。

5.如权利要求2所述的秸秆焚烧点监控装置，其特征在于，所述的热电堆红外测温传感器（52）的型号为TPD2T0625。