CN204831555U - 一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，包括无人机本体，无人机本体的外壳上设置有声光报警器、用于无线感应露天煤场煤炭温度数据的红外温度传感器、用于探测无人机与煤炭间距的超声波发射探头、以及用于无线接收超声波发射探头感应的数据的超声波接收探头，无人机本体的内部设置有电子线路板；电子线路板上集成有微控制器、供电电源和与微控制器相接且与计算机无线数据传输的无线收发器，微控制器的输出端接有超声波发射电路，微控制器的输入端接有定位器和超声波接收电路；微控制器包括ARM芯片STM32F103C8T6。本实用新型设计新颖，无需在煤堆中安装传感器，可节省大量人力劳动，测温面积广，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型属于无线数据传输技术领域，具体涉及一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置。
背景技术
煤炭储备场所通常是开放式露天的，而露天存放的煤垛，由于天气环境、堆储时间等因素，会造成其堆内的温度升高，严重的甚至引发自燃，在我国，煤垛自燃的情况很严重，从“暗流涌动”到熊熊烈火形式多种多样，煤垛自燃火灾不但会带来了极大的经济损失，还会产生大量有害气体，如：S02，H2S，CO和C02等，严重污染环境加剧全球温室效应，为了避免煤垛自燃现有的技术多采用有漏风封堵法、注浆法、均压法、阻化法、注氮法、凝胶法以及插管冷却法，这些方法的原理大都为隔绝空气或是降低温度来达到控制或是预防煤炭火灾发生的，仅是作为预防或是补救措施，成本开销巨大，并且需要管理人员24小时实时了解储煤状态，由于有自燃倾向煤垛的热源点通常位于距离煤垛表面一定深度的位置，肉眼无法观察到，有着隐蔽性强的特点，这给储煤的日常管理带来了极大地隐患，因此煤炭早期自燃预测预报以及火源探测变得尤为重要，因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理、响应快，能够快速实现温度监测并信息传输的非接触式露天煤场测温装置，代替管理人员24小时实时监管煤垛安全，利用无人机，并在无人机上设置非接触式红外温度感应芯片测量温度数据，采用超声波测量无人机与煤垛表面距离，温度预警精度高且定位位置准确，操作简单，效果好。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其设计新颖合理，结构简单，无需在煤堆中安装传感器，可节省大量人力劳动，测温面积广，实用性强，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，包括无人机本体，其特征在于：所述无人机本体的外壳上设置有声光报警器、用于无线感应露天煤场煤炭温度数据的红外温度传感器、用于探测无人机与煤炭间距的超声波发射探头、以及用于无线接收所述超声波发射探头感应的数据的超声波接收探头，所述无人机本体的内部设置有电子线路板；所述电子线路板上集成有微控制器、供电电源和与所述微控制器相接且与计算机无线数据传输的无线收发器，所述微控制器的输出端接有用于驱动所述超声波发射探头发射超声波信号的超声波发射电路，所述微控制器的输入端接有定位器和与所述超声波接收探头输出端相接并将所述超声波接收探头接收的信号放大滤波的超声波接收电路；所述超声波发射探头的输入端与所述超声波发射电路的输出端相接，所述声光报警器的输入端与所述微控制器的输出端相接，所述红外温度传感器的输出端与所述微控制器的输入端相接，所述微控制器包括ARM芯片STM32F103C8T6。
上述的一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其特征在于：所述红外温度传感器包括传感器MLX90614,所述传感器MLX90614的SLC管脚与ARM芯片STM32F103C8T6的第10管脚相接，所述传感器MLX90614的SDA管脚与ARM芯片STM32F103C8T6的第11管脚相接。
上述的一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其特征在于：所述定位器包括芯片SIM908，所述芯片SIM908的GPS-VANT-OUT管脚、GPS-VANT-IN管脚、GPS/DBG-TXD管脚和GPS/DBG-RXD管脚分别与ARM芯片STM32F103C8T6的第27管脚、第28管脚、第21管脚和第22管脚相接。
上述的一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其特征在于：所述超声波发射电路包括芯片SP3232，所述芯片SP3232的T2IN管脚与ARM芯片STM32F103C8T6的第30管脚相接，芯片SP3232的T1IN管脚与ARM芯片STM32F103C8T6的第31管脚相接。
上述的一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其特征在于：所述超声波发射探头包括探头T40-16，所述探头T40-16的一端与芯片SP3232的T2OUT管脚相接，探头T40-16的另一端与芯片SP3232的T1OUT管脚相接。
上述的一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其特征在于：所述超声波接收探头包括探头R40-16。
上述的一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其特征在于：所述超声波接收电路包括运放NE5532，所述运放NE5532的第1管脚经电阻R7和电容C29与探头R40-16的一端相接，运放NE5532的第2管脚经电阻R10与电阻R7和电容C29的连接端相接，运放NE5532的第3管脚分两路，一路经电阻R6与运放NE5532的第1管脚相接，另一路经电容C20、电阻R8和电阻R9与ARM芯片STM32F103C8T6的第37管脚相接；电阻R8和电阻R9的连接端与稳压二极管D1的阴极相接，稳压二极管D1的阳极接地。
上述的一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其特征在于：所述无线收发器包括芯片NRF24L01，所述芯片NRF24L01的VDD管脚与3.3V电源输出端相接，芯片NRF24L01的IRQ管脚、CE管脚、CSN管脚、SCK管脚、MOSI管脚和MISO管脚分别与ARM芯片STM32F103C8T6的第18管脚、第13管脚、第14管脚、第15管脚、第17管脚和第16管脚相接，芯片NRF24L01的ANT2管脚分两路，一路经电感L2与芯片NRF24L01的ANT1管脚相接，另一路经电感L1和电容C11与BNC接口的外壳体相接，BNC接口的外壳体接地；芯片NRF24L01的ANT1管脚经电感L3与并联的电容C15和电容C16的一端相接，并联的电容C15和电容C16的另一端接地，电感L3与并联的电容C15和电容C16的一端的连接端与芯片NRF24L01的VDD_PA管脚相接。
上述的一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其特征在于：还包括天线，所述天线安装在所述BNC接口上。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型通过在无人机上设置超声波探测模块，并提前设置温度探测距离，当无人机与煤垛的距离达到阈值范围内时，无人机采集煤垛温度数据，避免环境温度的干扰，电路简单,便于推广使用。
2、本实用新型通过设置红外温度传感器，非接触式采集煤垛温度，并设置声光报警器和无线收发器，及时传输数据并提醒管理人员提前做好防范措施，避免带来巨大的损失，可靠稳定，使用效果好。
3、本实用新型通过设置定位器，定位准，效率高，将局部温度过高的位置准确传输给计算机，高效采取降温补救措施，精度高。
4、本实用新型设计新颖合理，体积小，操作简单，节省人力，测温范围广，响应速度快，灵活方便，实用性强，便于推广使用。
综上所述，本实用新型设计新颖合理，结构简单，无需在煤堆中安装传感器，可节省大量人力劳动，测温面积广，实用性强，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
图2为本实用新型红外温度传感器的电路原理图。
图3为本实用新型微控制器的电路原理图。
图4为本实用新型定位器的电路原理图。
图5为本实用新型超声波发射电路和超声波发射探头的电路连接关系示意图。
图6为本实用新型超声波接收探头和超声波接收电路的电路连接关系示意图。
图7为本实用新型无线收发器的电路原理图。
附图标记说明:
1—微控制器；2—超声波发射电路；3—超声波发射探头；
4—超声波接收探头；5—超声波接收电路；6—供电电源；
7—计算机；8—无线收发器；9—定位器；
10—红外温度传感器；11—声光报警器。
具体实施方式
如图1和图3所示，本实用新型包括无人机本体，其特征在于：所述无人机本体的外壳上设置有声光报警器11、用于无线感应露天煤场煤炭温度数据的红外温度传感器10、用于探测无人机与煤炭间距的超声波发射探头3、以及用于无线接收所述超声波发射探头3感应的数据的超声波接收探头4，所述无人机本体的内部设置有电子线路板；所述电子线路板上集成有微控制器1、供电电源6和与所述微控制器1相接且与计算机7无线数据传输的无线收发器8，所述微控制器1的输出端接有用于驱动所述超声波发射探头3发射超声波信号的超声波发射电路2，所述微控制器1的输入端接有定位器9和与所述超声波接收探头4输出端相接并将所述超声波接收探头4接收的信号放大滤波的超声波接收电路5；所述超声波发射探头3的输入端与所述超声波发射电路2的输出端相接，所述声光报警器11的输入端与所述微控制器1的输出端相接，所述红外温度传感器10的输出端与所述微控制器1的输入端相接，所述微控制器1包括ARM芯片STM32F103C8T6。
如图2所示，本实施例中，所述红外温度传感器10包括传感器MLX90614,所述传感器MLX90614的SLC管脚与ARM芯片STM32F103C8T6的第10管脚相接，所述传感器MLX90614的SDA管脚与ARM芯片STM32F103C8T6的第11管脚相接。
如图4所示，本实施例中，所述定位器9包括芯片SIM908，所述芯片SIM908的GPS-VANT-OUT管脚、GPS-VANT-IN管脚、GPS/DBG-TXD管脚和GPS/DBG-RXD管脚分别与ARM芯片STM32F103C8T6的第27管脚、第28管脚、第21管脚和第22管脚相接。
如图5所示，本实施例中，所述超声波发射电路2包括芯片SP3232，所述芯片SP3232的T2IN管脚与ARM芯片STM32F103C8T6的第30管脚相接，芯片SP3232的T1IN管脚与ARM芯片STM32F103C8T6的第31管脚相接。
实际接线中，所述芯片SP3232的C2+管脚经电容C24与芯片SP3232的C2-管脚相接，芯片SP3232的C1+管脚经电容C27与芯片SP3232的C1-管脚相接，芯片SP3232的VCC管脚分两路，一路与三极管Q1的发射极相接，另一路经电容C28接地；三极管Q1的集电极与5V电源输出端相接，三极管Q1的基极经电阻R3与ARM芯片STM32F103C8T6的第34管脚相接。
如图5所示，本实施例中，所述超声波发射探头3包括探头T40-16，所述探头T40-16的一端与芯片SP3232的T2OUT管脚相接，探头T40-16的另一端与芯片SP3232的T1OUT管脚相接。
如图6所示，本实施例中，所述超声波接收探头4包括探头R40-16。
如图6所示，本实施例中，所述超声波接收电路5包括运放NE5532，所述运放NE5532的第1管脚经电阻R7和电容C29与探头R40-16的一端相接，运放NE5532的第2管脚经电阻R10与电阻R7和电容C29的连接端相接，运放NE5532的第3管脚分两路，一路经电阻R6与运放NE5532的第1管脚相接，另一路经电容C20、电阻R8和电阻R9与ARM芯片STM32F103C8T6的第37管脚相接；电阻R8和电阻R9的连接端与稳压二极管D1的阴极相接，稳压二极管D1的阳极接地，探头R40-16的另一端接地，运放NE5532的第8管脚与5V电源输出端相接，运放NE5532的第4管脚接地。
如图7所示，本实施例中，所述无线收发器8包括芯片NRF24L01，所述芯片NRF24L01的VDD管脚与3.3V电源输出端相接，芯片NRF24L01的IRQ管脚、CE管脚、CSN管脚、SCK管脚、MOSI管脚和MISO管脚分别与ARM芯片STM32F103C8T6的第18管脚、第13管脚、第14管脚、第15管脚、第17管脚和第16管脚相接，芯片NRF24L01的ANT2管脚分两路，一路经电感L2与芯片NRF24L01的ANT1管脚相接，另一路经电感L1和电容C11与BNC接口的外壳体相接，BNC接口的外壳体接地；芯片NRF24L01的ANT1管脚经电感L3与并联的电容C15和电容C16的一端相接，并联的电容C15和电容C16的另一端接地，电感L3与并联的电容C15和电容C16的一端的连接端与芯片NRF24L01的VDD_PA管脚相接。
本实施例中，还包括天线，所述天线安装在所述BNC接口上。
本实用新型使用时，通过计算机7提前设置温度阈值数据、无人机飞行路线和超声波探测距离，当无人机与煤垛之间的距离过大时，红外温度传感器10采集的温度数据误差大，因此，提前设置距离阈值；供电电源6为无人机和无人机内各个电路模块提供电源，微控制器1驱动超声波发射电路2功率放大，激励超声波发射探头3发射超声波探测无人机到煤垛表面的距离，当距离达到设定的阈值时，超声波接收探头4接收超声波信息并将信息经过超声波接收电路5滤波去噪送入到微控制器1，此时红外温度传感器10和定位器9实时采集温度和位置有效信息，并将采集的温度和位置有效信息及时的经过无线收发器8发送给计算机7显示存储分析数据，当温度阈值超过提前设置的阈值数据时，安装在无人机上的声光报警器11和计算机7同时报警提醒管理人员快速采取降温补救措施，避免扩大损失，使用效果好。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，包括无人机本体，其特征在于：所述无人机本体的外壳上设置有声光报警器(11)、用于无线感应露天煤场煤炭温度数据的红外温度传感器(10)、用于探测无人机与煤炭间距的超声波发射探头(3)、以及用于无线接收所述超声波发射探头(3)感应的数据的超声波接收探头(4)，所述无人机本体的内部设置有电子线路板；所述电子线路板上集成有微控制器(1)、供电电源(6)和与所述微控制器(1)相接且与计算机(7)无线数据传输的无线收发器(8)，所述微控制器(1)的输出端接有用于驱动所述超声波发射探头(3)发射超声波信号的超声波发射电路(2)，所述微控制器(1)的输入端接有定位器(9)和与所述超声波接收探头(4)输出端相接并将所述超声波接收探头(4)接收的信号放大滤波的超声波接收电路(5)；所述超声波发射探头(3)的输入端与所述超声波发射电路(2)的输出端相接，所述声光报警器(11)的输入端与所述微控制器(1)的输出端相接，所述红外温度传感器(10)的输出端与所述微控制器(1)的输入端相接，所述微控制器(1)包括ARM芯片STM32F103C8T6。
2.按照权利要求1所述的一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其特征在于：所述红外温度传感器(10)包括传感器MLX90614,所述传感器MLX90614的SLC管脚与ARM芯片STM32F103C8T6的第10管脚相接，所述传感器MLX90614的SDA管脚与ARM芯片STM32F103C8T6的第11管脚相接。
3.按照权利要求1所述的一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其特征在于：所述定位器(9)包括芯片SIM908，所述芯片SIM908的GPS-VANT-OUT管脚、GPS-VANT-IN管脚、GPS/DBG-TXD管脚和GPS/DBG-RXD管脚分别与ARM芯片STM32F103C8T6的第27管脚、第28管脚、第21管脚和第22管脚相接。
4.按照权利要求1所述的一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其特征在于：所述超声波发射电路(2)包括芯片SP3232，所述芯片SP3232的T2IN管脚与ARM芯片STM32F103C8T6的第30管脚相接，芯片SP3232的T1IN管脚与ARM芯片STM32F103C8T6的第31管脚相接。
5.按照权利要求4所述的一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其特征在于：所述超声波发射探头(3)包括探头T40-16，所述探头T40-16的一端与芯片SP3232的T2OUT管脚相接，探头T40-16的另一端与芯片SP3232的T1OUT管脚相接。
6.按照权利要求1所述的一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其特征在于：所述超声波接收探头(4)包括探头R40-16。
7.按照权利要求6所述的一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其特征在于：所述超声波接收电路(5)包括运放NE5532，所述运放NE5532的第1管脚经电阻R7和电容C29与探头R40-16的一端相接，运放NE5532的第2管脚经电阻R10与电阻R7和电容C29的连接端相接，运放NE5532的第3管脚分两路，一路经电阻R6与运放NE5532的第1管脚相接，另一路经电容C20、电阻R8和电阻R9与ARM芯片STM32F103C8T6的第37管脚相接；电阻R8和电阻R9的连接端与稳压二极管D1的阴极相接，稳压二极管D1的阳极接地。
8.按照权利要求1所述的一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其特征在于：所述无线收发器(8)包括芯片NRF24L01，所述芯片NRF24L01的VDD管脚与3.3V电源输出端相接，芯片NRF24L01的IRQ管脚、CE管脚、CSN管脚、SCK管脚、MOSI管脚和MISO管脚分别与ARM芯片STM32F103C8T6的第18管脚、第13管脚、第14管脚、第15管脚、第17管脚和第16管脚相接，芯片NRF24L01的ANT2管脚分两路，一路经电感L2与芯片NRF24L01的ANT1管脚相接，另一路经电感L1和电容C11与BNC接口的外壳体相接，BNC接口的外壳体接地；芯片NRF24L01的ANT1管脚经电感L3与并联的电容C15和电容C16的一端相接，并联的电容C15和电容C16的另一端接地，电感L3与并联的电容C15和电容C16的一端的连接端与芯片NRF24L01的VDD_PA管脚相接。
9.按照权利要求8所述的一种基于无人机的非接触式露天煤场测温装置，其特征在于：还包括天线，所述天线安装在所述BNC接口上。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105487577A (zh) * | 2016-01-06 | 2016-04-13 | 陈星宏 | 一种基于无人机红外测温的冷藏库温度控制系统 |
| CN105652917A (zh) * | 2016-01-06 | 2016-06-08 | 陈星宏 | 一种基于无人机红外测温的冷藏库温度控制方法 |
| CN106355812A (zh) * | 2016-08-10 | 2017-01-25 | 安徽理工大学 | 基于温度场的火灾隐患预测方法 |
| CN107816368A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-03-20 | 河南理工大学 | 矿井火灾灾情无人机智能探测系统及探测方法 |
| CN109828604A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-31 | 东北农业大学 | 无人机中心管理控制装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105487577A (zh) * | 2016-01-06 | 2016-04-13 | 陈星宏 | 一种基于无人机红外测温的冷藏库温度控制系统 |
| CN105652917A (zh) * | 2016-01-06 | 2016-06-08 | 陈星宏 | 一种基于无人机红外测温的冷藏库温度控制方法 |
| CN106355812A (zh) * | 2016-08-10 | 2017-01-25 | 安徽理工大学 | 基于温度场的火灾隐患预测方法 |
| CN107816368A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-03-20 | 河南理工大学 | 矿井火灾灾情无人机智能探测系统及探测方法 |
| CN109828604A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-31 | 东北农业大学 | 无人机中心管理控制装置 |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20151202 Termination date: 20180818 |