CN205898761U - 一种空气质量监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气质量监测系统，包括设置于无人机上的、用于获取无人机的预设航线轨迹上预设位置点的空气质量监测数据，并实时发送至监测中心的机载监测装置；用于自动无线控制无人机按照预设航线轨迹飞行或手动无线控制无人机飞行的无人机控制装置。本实用新型不需要巡检人员到现场进行监测，故可以不通知待监测的企业，避免待监测的企业采取关闭排污设备等投机操作，且本实用新型中空气质量监测数据直接由机载监测装置实时发送到监测中心，不经过任何人员，保证数据无法篡改，保证了空气质量监测数据的真实性和实时性；同时，通过操纵无人机可以实现对人员无法达到的区域以及对人体有危害的区域的监测，监测区域范围全面。

Description

一种空气质量监测系统

技术领域

本实用新型涉及环境质量监测技术领域，特别是涉及一种空气质量监测系统。

背景技术

工业的发展给环境造成了污染，随着人们生活质量的提高，人们越来越重视环境问题，环保部门也加大了空气质量监控的力度。

传统的空气质量的监测过程中，需要由巡检人员到现场采样检测，然后再把检测数据反馈给环保局进行统计分析。这种监测过程存在如下缺陷：

在对排污企业进行监测时，由于企业相关人员知道监测人员的到来，超标排废气企业可以通过关停排污设备来实现空气质量“达标”；且无法避免个别巡检人员与企业一起进行作弊行为，例如通过改变检测地点来实现数据造假等。即现有的监测过程容易造假，检测数据的真实性无法得到保证。

另外，现有的监测过程中检测数据是在巡检完成后，才由巡检人员带回环保局，故可能对检测数据进行篡改，检测数据的实时性无法得到保证。

同时，由于巡检人员无法监测空中难于达到的区域，也无法对于具有有毒有害气体的区域进行监测，监测区域范围不全面。

因此，如何提供一种能够保证检测数据的真实性和实时性、且监测区域范围全面的空气质量监测系统是本领域技术人员目前需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种空气质量监测系统，能够保证空气质量监测数据的真实性和实时性，且能够实现对人员无法达到的区域以及对人体有危害的区域的监测，监测区域范围全面。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种空气质量监测系统，包括：

设置于无人机上的、用于获取所述无人机的预设航线轨迹上预设位置点的空气质量监测数据，并实时发送至监测中心的机载监测装置；

用于自动无线控制所述无人机按照所述预设航线轨迹飞行或手动无线控制所述无人机飞行的无人机控制装置。

优选地，所述机载监测装置具体包括：

用于获取所述预设位置点的空气质量数据的检测模块；

用于确定所述预设位置点的三维位置坐标的机载定位模块；

分别与所述检测模块以及所述机载定位模块相连的、用于在所述空气质量数据内加入对应的三维位置坐标，得到所述空气质量监测数据的数据处理模块；

与所述数据处理模块相连的、用于将所述空气质量监测数据实时发送至所述监测中心的第一无线传输模块；

与所述数据处理模块相连的、用于实时采集所述无人机所处位置的图像信息，并通过所述数据处理模块将所述图像信息发送至所述第一无线传输模块的图像获取模块。

优选地，所述图像获取模块为摄像头。

优选地，所述检测模块具体包括：

用于获取所述预设位置点的待测气体浓度数据的浓度检测单元；

用于获取所述预设位置点的待测气体温度数据的温度检测单元；

用于获取所述预设位置点的待测气体湿度数据的湿度检测单元；

用于获取所述预设位置点的待测气体气压数据的气压检测单元。

优选地，所述浓度检测单元包括VOC传感器、二氧化硫传感器、甲醛传感器、甲烷传感器中的一种或多种。

优选地，所述检测模块还包括：

在所述数据处理模块判断所述待测气体浓度数据超出预设浓度值时，由所述数据处理模块控制开启的、用于对所述预设位置点的待测气体进行采样并保存的气体采集单元。

优选地，所述机载监测装置还包括：

与所述数据处理模块相连的、用于按预设时间间隔对所述空气质量监测数据进行存储的存储模块。

优选地，所述无人机控制装置具体包括：

用于自动控制所述无人机按照所述预设航线轨迹飞行或手动控制所述无人机飞行的控制模块；

分别与所述控制模块以及显示装置相连的、用于发送控制指令至所述无人机，以及接收所述第一无线传输模块发送的所述图像信息并发送至所述显示装置的第二无线传输模块；

用于对所述图像信息进行显示的所述显示装置。

优选地，所述第一无线传输模块以及所述第二无线传输模块均分别为2.4G无线传输模块、3G通讯模块、4G通讯模块和GPRS通讯模块中的一种或多种的组合。

本实用新型提供了一种空气质量监测系统，采用设置于无人机上的机载监测装置来对空气质量进行监测，由于不需要巡检人员到现场进行监测，故可以不通知待监测的企业，而偷偷进行监测，来避免待监测的企业采取关闭排污设备等投机操作，且无人机可以是按照预设航线轨迹飞行，获取的空气质量监测数据也是该预设航线轨迹上的预设位置点处的数据，无人机也可以由巡检人员手动操作飞行，获取的空气质量监测数据直接由机载监测装置通过第一无线传输模块发送到监测中心，不经过任何人员，保证空气质量监测数据无法篡改，故保证了空气质量监测数据的真实性；另外，本实用新型能够将获取到的空气质量监测数据实时发送至监测中心，而不是在巡检全部完成后再上传，保证了空气质量监测数据的实时性；同时，通过操纵无人机可以实现对人员无法达到的区域以及对人体有危害的区域的监测，监测区域范围全面。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种空气质量监测系统的结构示意图；

图2为本实用新型提供的另一种空气质量监测系统的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种空气质量监测系统，能够保证空气质量监测数据的真实性和实时性，且能够实现对人员无法达到的区域以及对人体有危害的区域的监测，监测区域范围全面。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种空气质量监测系统，参见图1所示，图1为本实用新型提供的一种空气质量监测系统的结构示意图；该系统包括：

设置于无人机上的、用于获取无人机的预设航线轨迹上预设位置点的空气质量监测数据，并实时发送至监测中心的机载监测装置1；

用于自动无线控制无人机按照预设航线轨迹飞行或手动无线控制无人机飞行的无人机控制装置2。

其中，这里的无人机的预设航线轨迹是由工作人员预先设置在无人机控制装置2内的，这里的预设航线轨迹包括预设位置点的位置和高度以及停留时间等。通过设置不同高度的预设位置点，可以得到待检测区域内不同高度的空气质量情况，检测范围更为全面。当然，工作人员可根据实际需要自行设定无人机的预设航线轨迹。

可以理解的是，这里的无人机控制装置2一般位于地面上，方便工作人员操作，无人机控制装置2内设置有处理单元，能够将工作人员输入的数据转换为控制指令发送至无人机。当然，本实用新型不限定无人机控制装置2的设置位置。

另外，这里的监测中心主要包括监测中心服务器以及各种监测终端(例如手机、个人电脑、平板电脑等)。同时，监测中心具有数据显示、查询、存储、报表等功能，用于实现对排污企业及关注点的空气质量的整体监测管理。

参见图2所示，图2为本实用新型提供的另一种空气质量监测系统的结构示意图。

作为优选地，机载监测装置1具体包括：

用于获取预设位置点的空气质量数据的检测模块11；

用于确定预设位置点的三维位置坐标的机载定位模块14；

分别与检测模块11以及机载定位模块14相连的、用于在空气质量数据内加入对应的三维位置坐标，得到空气质量监测数据的数据处理模块12；

与数据处理模块12相连的、用于将空气质量监测数据实时发送至监测中心的第一无线传输模块13；

与数据处理模块12相连的、用于实时采集无人机所处位置的图像信息，并通过数据处理模块12将图像信息发送至第一无线传输模块13的图像获取模块16。

其中，这里的图像获取模块16为摄像头。当然，本实用新型不限定摄像头的类型、个数以及具体安装位置。

机载定位模块14可以是GPS、GNSS和北斗卫星导航系统中的一种或多种，能够将检测时间以及三维位置坐标等信息发送至数据处理模块12。

可以理解的是，将检测时间以及检测位置的三维位置坐标加入空气质量数据内，可以避免工作人员私自修改检测位置的举动，保证了空气质量监测数据的真实性和实时性。相对应的，监测中心接收到空气质量监测数据后，可通过判断是否包括有三维位置坐标以及检测时间来判断空气质量监测数据的有效性。同时，在空气质量监测数据内加入三维位置坐标后，监测中心可将空气质量监测数据导入地理信息系统GIS，来形成空气质量的三维立体信息图，使工作人员能够更直观的了解检测位置处的空气质量情况。

另外，由于监测中心设置有防火墙等，只有通过相关部门认证且具有许可的机载监测装置1才能够将获取到的空气质量监测数据发送至监测中心，从而进一步保证了空气质量监测数据的有效性。进一步的，可以由企业自主监测空气质量，或由第三方机构进行监测，环保部门只需对通过认证的企业或第三方机构的机载监测装置1发放数据传输许可即可。

另外，数据处理模块12还用于对空气质量监测数据进行加密，再发送至监测中心，减小了空气质量监测数据被窃取修改的风险，提高了系统的安全可靠性。

其中，这里的检测模块11具体包括：

用于获取预设位置点的待测气体浓度数据的浓度检测单元；

用于获取预设位置点的待测气体温度数据的温度检测单元；

用于获取预设位置点的待测气体湿度数据的湿度检测单元；

用于获取预设位置点的待测气体气压数据的气压检测单元。

可以理解的是，待测气体浓度数据是空气质量监测时的主要参数数据，但是由于该数据容易受到温度、湿度和气压的影响，而产生误差，故还需要设置温度检测单元、湿度检测单元以及气压检测单元，并由数据处理模块12根据检测到的待测气体的温度数据、湿度数据以及气压数据生成补偿量，来对待测气体浓度数据进行补偿，减小待测气体浓度数据的误差，提高空气质量监测数据的准确性。

其中，这里的浓度检测单元包括VOC(volatile organic compound，挥发性有机化合物)传感器、二氧化硫传感器、甲醛传感器、甲烷传感器中的一种或多种。当然，还可以为其他类型的传感器，工作人员可根据需要来选择合适的传感器，本实用新型对此不作限定。

作为优选地，检测模块11还包括：

在数据处理模块12判断待测气体浓度数据超出预设浓度值时，由数据处理模块12控制开启的、用于对预设位置点的待测气体进行采样并保存的气体采集单元。

可以理解的是，当待测浓度数据超出预设浓度值时，表明此处空气质量出现了问题，故进行采样保存后，可用于后期进行二次分析，提高了空气质量监测分析时的效率。

作为优选地，机载监测装置1还包括：

与数据处理模块12相连的、用于按预设时间间隔对空气质量监测数据进行存储的存储模块15。

可以理解的是，通过将空气质量监测数据进行存储，可便于工作人员进行后期查询，一旦监测中心内的空气质量监测数据丢失或出现错误时，即可通过查询存储模块15内存储的原始数据来进行数据补充或修正。这里的预设时间间隔可以为1s，当然，本实用新型对预设时间间隔的具体数值不作限定。

其中，无人机控制装置2具体包括：

用于自动控制无人机按照预设航线轨迹飞行或手动控制无人机飞行的控制模块21；

分别与控制模块21以及显示装置23相连的、用于发送控制指令至无人机，以及接收第一无线传输13模块发送的图像信息并发送至显示装置23的第二无线传输模块22；

用于对图像信息进行显示的显示装置23。

可以理解的是，通过图像获取模块16以及显示装置23，可以使工作人员实时了解无人机的位置以及所处的环境，当无人机为人工手动控制时，可方便工作人员操作，同时工作人员还可根据实地情况来调整无人机的飞行线路，大大提高了检测的便利性。

其中，第一无线传输模块13以及第二无线传输模块22均分别为2.4G无线传输模块、3G通讯模块、4G通讯模块和GPRS通讯模块中的一种或多种的组合。当然，第一无线传输模块13以及第二无线传输模块22均可采用其他类型的通讯模块，本实用新型对此不做限定。

另外，这里的第二无线传输模块22可与第一无线传输模块13采用相同类型的通讯模块，若第二无线传输模块22与第一无线传输模块13类型不同，也需要保证两者能够进行正常的数据传输。

本实用新型提供了一种空气质量监测系统，采用设置于无人机上的机载监测装置来对空气质量进行监测，由于不需要巡检人员到现场进行监测，故可以不通知待监测的企业，而偷偷进行监测，来避免待监测的企业采取关闭排污设备等投机操作，且无人机可以是按照预设航线轨迹飞行，获取的空气质量监测数据也是该预设航线轨迹上的预设位置点处的数据，无人机也可以由巡检人员手动操作飞行，获取的空气质量监测数据直接由机载监测装置通过第一无线传输模块发送到监测中心，不经过任何人员，保证空气质量监测数据无法篡改；同时，本实用新型获取的空气质量监测数据内带有三维位置坐标，即将空气质量监测数据与具体的空间位置一一对应起来，故保证了空气质量监测数据的真实性；另外，本实用新型能够将获取到的空气质量监测数据实时发送至监测中心，而不是在巡检全部完成后再上传，保证了空气质量监测数据的实时性；同时，通过操纵无人机可以实现对人员无法达到的区域以及对人体有危害的区域的监测，监测区域范围全面。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种空气质量监测系统，其特征在于，包括：

设置于无人机上的、用于获取所述无人机的预设航线轨迹上预设位置点的空气质量监测数据，并实时发送至监测中心的机载监测装置；

用于自动无线控制所述无人机按照所述预设航线轨迹飞行或手动无线控制所述无人机飞行的无人机控制装置。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机载监测装置具体包括：

用于获取所述预设位置点的空气质量数据的检测模块；

用于确定所述预设位置点的三维位置坐标的机载定位模块；

分别与所述检测模块以及所述机载定位模块相连的、用于在所述空气质量数据内加入对应的三维位置坐标，得到所述空气质量监测数据的数据处理模块；

与所述数据处理模块相连的、用于将所述空气质量监测数据实时发送至所述监测中心的第一无线传输模块；

与所述数据处理模块相连的、用于实时采集所述无人机所处位置的图像信息，并通过所述数据处理模块将所述图像信息发送至所述第一无线传输模块的图像获取模块。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述图像获取模块为摄像头。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述检测模块具体包括：

用于获取所述预设位置点的待测气体浓度数据的浓度检测单元；

用于获取所述预设位置点的待测气体温度数据的温度检测单元；

用于获取所述预设位置点的待测气体湿度数据的湿度检测单元；

用于获取所述预设位置点的待测气体气压数据的气压检测单元。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述浓度检测单元包括VOC传感器、二氧化硫传感器、甲醛传感器、甲烷传感器中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述检测模块还包括：

在所述数据处理模块判断所述待测气体浓度数据超出预设浓度值时，由所述数据处理模块控制开启的、用于对所述预设位置点的待测气体进行采样并保存的气体采集单元。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述机载监测装置还包括：

与所述数据处理模块相连的、用于按预设时间间隔对所述空气质量监测数据进行存储的存储模块。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述无人机控制装置具体包括：

用于自动控制所述无人机按照所述预设航线轨迹飞行或手动控制所述无人机飞行的控制模块；

分别与所述控制模块以及显示装置相连的、用于发送控制指令至所述无人机，以及接收所述第一无线传输模块发送的所述图像信息并发送至所述显示装置的第二无线传输模块；

用于对所述图像信息进行显示的所述显示装置。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一无线传输模块以及所述第二无线传输模块均分别为2.4G无线传输模块、3G通讯模块、4G通讯模块和GPRS通讯模块中的一种或多种的组合。