CN206096512U - 一种基于无人机的全天候气象探测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于无人机的全天候气象探测系统，包括无人机探测模块、控制中心模块；其中，无人机探测模块包括球形无人机、探空仪、第一无线收发模块，所述探空仪、第一无线收发模块均搭载在无人机上；控制中心模块包括第二无线收发模块、控制中心、收发舱、无线充电装置、4个定位信标，所述第二无线收发模块、收发舱、无线充电装置、定位信标分别与控制中心连接，且无线充电装置设置于收发舱底部，定位信标均匀设置于收发舱四周；第二无线收发模块与第一无线收发模块之间无线通信。本实用新型通过无人值守的自动起降无人机，实现大气边界层气象要素的长期、定点、连续监测，可在特定的观测场合代替传统的探空气球观测，降低观测成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于无人机的全天候气象探测系统，属于无人机气象探测技术领域。
背景技术
大气边界层探测主要包括：基本气象要素(温度、湿度、风速等)平均量和脉动量测量；湍流通量以及相关特征量的测量；地表状况及其过程的测量；稀有气体成分和大气污染物浓度和通量的测量。随着科技水平的提高和科研的深入，大气边界层探测范围和内容还在不断扩展。大气边界层的探测手段极其丰富，常规的高空探测资料一般都包括边界层的资料。此外，应用GPS探测和飞机探测也是有效的探测手段。边界层的研究需要高密度高精度的探测资料，常规的高空探测资料一般难以满足。
经对现有技术文献检索发现，中国专利申请号：201610035319.7，专利名称为：基于多旋翼无人机的气象监测系统。根据该系统提供的测量方法可以看出，它是通过研制一种气象监测系统，而没有涉及自动降落收发舱、无线感应式充电、无人值守等领域的研究。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于无人机的全天候气象探测系统，利用无人机进行全天候气象探测，并提供无人机收发舱及无线充电，实现无人值守的气象探测。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于无人机的全天候气象探测系统，包括无人机探测模块、控制中心模块；其中，无人机探测模块包括球形无人机、探空仪、第一无线收发模块，所述探空仪、第一无线收发模块均搭载在无人机上；控制中心模块包括第二无线收发模块、控制中心、收发舱、无线充电装置、4个定位信标，所述第二无线收发模块、收发舱、无线充电装置、定位信标分别与控制中心连接，且无线充电装置设置于收发舱底部，定位信标均匀设置于收发舱四周；第二无线收发模块与第一无线收发模块之间无线通信。
作为本发明的一种优选方案，所述收发舱包括半球形舱体、与半球形舱体直径相等的圆形舱盖，该圆形舱盖由两个大小相同的半圆形舱盖组成。
作为本发明的一种进一步方案，所述控制中心模块还包括地面自动气象站，所述地面自动气象站通过第二无线收发模块与控制中心通信。
作为本发明的一种进一步方案，所述系统还包括远程终端，所述远程终端通过第二无线收发模块与控制中心通信。
作为本发明的一种优选方案，所述远程终端为上位机、手机客户端、移动终端三个中的至少一个。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本实用新型基于无人机的全天候气象探测系统，通过无人值守的自动起降无人机，实现大气边界层气象要素的长期、定点、连续监测，可在特定的观测场合代替传统的探空气球观测，降低观测成本。
2、本实用新型基于无人机的全天候气象探测系统，无人机携带多种气象传感器实现自主起飞、垂直爬升、原地降落等功能，最大载重6Kg，满载续航时间约30分钟。
3、本实用新型基于无人机的全天候气象探测系统，实现0-700米的大气边界层气象要素探测、数据处理、存储和实时上传等功能，观测数据可在多种远程终端显示，同时远程终端也可实现对飞行、数据采集的远程遥控。
附图说明
图1是本实用新型基于无人机的全天候气象探测系统的结构框图。
图2是本实用新型基于无人机的全天候气象探测系统的总体结构示意图。
图3是本实用新型系统中球形无人机的结构示意图。
图4是本实用新型系统中收发舱的结构示意图，其中，(a)为舱盖打开时的俯视图，(b)为舱盖关闭时的俯视图。
图5是本实用新型无线充电装置无线充电的工作示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
针对目前无人机气象探测领域的问题与不足，自主设计一种全新的大气边界层的观测手段，通过无人值守的自动起降无人机飞行平台，实现大气边界层气象要素的长期、定点、连续监测，可在一定范围内取代传统探空气球、系留汽艇、低空超声雷达等，同时为下一步多点同步组网观测奠定基础。
如图1、图2所示，分别为本实用新型基于无人机的全天候气象探测系统的结构框图、总体结构示意图。基于无人机的全天候气象探测系统包括无人机探测模块、控制中心模块；其中，无人机探测模块包括球形无人机、探空仪、第一无线收发模块，探空仪、第一无线收发模块均搭载在无人机上；控制中心模块包括第二无线收发模块、控制中心、收发舱、无线充电装置、4个定位信标、地面自动气象站，第二无线收发模块、收发舱、无线充电装置、定位信标分别与控制中心连接，且无线充电装置设置于收发舱底部，定位信标均匀设置于收发舱四周；第二无线收发模块与第一无线收发模块之间无线通信，地面自动气象站通过第二无线收发模块与控制中心通信。
其中，球形无人机如图3所示，球形无人机可以搭载探空仪器实现0-700米高度的自动起降，具有较高的运行可靠性和稳定性，探空仪可以对气象要素(如温度、湿度、气压)数据进行实时探测并通过第一无线收发模块进行数据上传。
收发舱如图4所示，其中(a)为舱盖打开时的俯视图，(b)为舱盖关闭时的俯视图，采用高精度的无线定位技术保证无人机准确的落入收发舱内，实现无人值守；收发舱采用半球形设计，与球形无人机结构设计相呼应，为更准确的实现自动降落到收发舱进行无线充电。
无线充电装置安置在收发舱底部，实现对球形无人机进行无线感应式充电，保证其长期运行，其无线充电工作示意图如图5所示。
控制中心实时与地面自动气象站通信，获取实时天气状况，保证恶劣天气状况下球形无人机不执行飞行任务，从而保障整个系统能够全天候安全运行。
远程终端通过第二无线收发模块与控制中心无线通信，远程终端包括上位机、手机客户端、移动终端三个中的至少一个，球形无人机飞行过程及周边场景可以在远程终端进行动态显示。
本实用新型基于无人机的全天候气象探测系统工作流程为：通过无人值守的自动起降球形无人机，实现大气边界层气象要素的长期、定点、连续监测，可在特定的观测场合代替传统的探空气球观测，降低观测成本。并且能实时获取天气状况，在天气恶劣时，控制球形无人机待在收发舱内，不执行飞行任务，保证整个系统的安全运行。
以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于无人机的全天候气象探测系统，其特征在于，包括无人机探测模块、控制中心模块；其中，无人机探测模块包括球形无人机、探空仪、第一无线收发模块，所述探空仪、第一无线收发模块均搭载在无人机上；控制中心模块包括第二无线收发模块、控制中心、收发舱、无线充电装置、4个定位信标，所述第二无线收发模块、收发舱、无线充电装置、定位信标分别与控制中心连接，且无线充电装置设置于收发舱底部，定位信标均匀设置于收发舱四周；第二无线收发模块与第一无线收发模块之间无线通信。
2.根据权利要求1所述基于无人机的全天候气象探测系统，其特征在于，所述收发舱包括半球形舱体、与半球形舱体直径相等的圆形舱盖，该圆形舱盖由两个大小相同的半圆形舱盖组成。
3.根据权利要求2所述基于无人机的全天候气象探测系统，其特征在于，所述控制中心模块还包括地面自动气象站，所述地面自动气象站通过第二无线收发模块与控制中心通信。
4.根据权利要求2所述基于无人机的全天候气象探测系统，其特征在于，所述系统还包括远程终端，所述远程终端通过第二无线收发模块与控制中心通信。
5.根据权利要求4所述基于无人机的全天候气象探测系统，其特征在于，所述远程终端为上位机、手机客户端、移动终端三个中的至少一个。
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Cited By (2)
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| CN107352022A (zh) * | 2017-06-08 | 2017-11-17 | 国蓉科技有限公司 | 一种耐碰撞四旋翼球形无人机系统 |
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