CN211085331U

CN211085331U - 一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置

Info

Publication number: CN211085331U
Application number: CN201922183327.8U
Authority: CN
Inventors: 沈杜海; 沈恩祈; 沈恩斌
Original assignee: Fuzhou Zhimin Technology Co ltd
Current assignee: Fuzhou Zhimin Technology Co ltd
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2020-07-24
Anticipated expiration: 2029-12-09

Abstract

本实用新型提供一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，其安装布置在无人机主体中，包括有主控单元、通讯单元、时钟单元、GNSS模块单元以及区块链组合单元，所述无人机主体对外延伸的机翼下端分别设置有颜色识别模块单元。本实用新型可以将监测的数据、测量时间、地理信息等同步打包成区块，经区块链组合单元处理后上链，使得测量数据不会轻易被篡改，可信度比较高。也可用于污染水体的水体颜色识别，其指标数据直接融入区块链中，用于替代常规的摄像机拍摄方式。本实用新型各个模块相对独立，技术实现方便，实用性比较强。

Description

一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置

技术领域

本实用新型涉及环境遥测等技术领域，尤其涉及一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置。

背景技术

环境污染监测一般有下述几种方式：其一是人工采样，回实验室进一步检测，这种方式费时费力，时效性很差；其二是工作人员携带手持式的检测仪器去现场检测，这种方式可检测的参数指标单一，数据没有连贯性，与测量时间及地点信息等无法直接关联，存在一定的局限性；其三是在现场布置在线检测设备，可以定点连续不间断的监测，可形成完整的数据链，但因为监测点都是固定的，无法随便移动监测，更不能适应一些环境条件比较复杂的场景，还是存在一定的局限性。

在无人机技术逐渐推进过程中，也有采用无人机进行低空环境污染监测，可以弥补在线监测的不足，带来一定程度上的便利性。

在现有技术中，采用无人机进行监测，主要是通过无人机携带各种监测传感器，飞到指定区域进行数据采集。在一些特定的环境污染监管场景，特别是在部分基层环境监管中，虽然可以在数据采集时同步记录测量时间和地点，但这个结果可以在事后被人为篡改，并没有及时进行定性。

同时，在现有技术中，一般都是在无人机上配备摄像机进行同步摄像，在部分特定的领域，比如水产养殖水域的水体，摄像得到的水体颜色有时候无法反应真实的水体情况，更为重要的是，摄像视频或者图片一般容量都比较大，也不太适合在数据监测时，同步将视频等信息一起传输，作为指标进行证据固定，更为适合的是可用于事后证据链的补充。

在专利号为201910134004.1的中国专利中，公开了一种无人机环境监测装置，其包括多旋翼无人机和环境监测装置，所述环境检测装置配置有微控制器、4G通信模块、GPS定位模块、温湿度传感器、颗粒物传感器、气压传感器、数据存储模块和电源管理模块。该专利是通过在低空区域将所采集的数据传输至PC或智能手机，在高空区域则将采集的数据存储起来，待返航后在导出数据。

此专利同样存在上述所描述的缺陷之一，其检测的数据要么存于手机，要么在事后导出，可以随便篡改，并不适合在环境污染监管等特定领域使用。

实用新型内容

本实用新型针对上述技术问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，满足更多的环境监测及监管场景，可以同步采集传输地理信息、时间信息及测量数据信息，并可将相关数据信息上链，防止数据被轻易篡改。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种技术方案是：一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，其特征在于，所述无人机环境污染遥测装置安装布置在无人机主体中，包括有主控单元，以及与所述主控单元连接的通讯单元、时钟单元和GNSS模块单元。

所述无人机环境污染遥测装置还包括有若干个颜色识别模块单元，所述颜色识别模块单元分别布置于所述无人机主体对外延伸的机翼下端，所述颜色识别模块单元与所述主控单元连接。

所述无人机环境污染遥测装置内设有区块链组合单元，所述区块链组合单元分别与所述主控单元以及所述通讯单元连接。

进一步地，所述无人机主体为多旋翼无人机，所述颜色识别模块单元与所述多旋翼无人机的机翼的个数相同。

进一步地，所述无人机环境污染遥测装置包括有用于近距离通讯的NFC单元，所述NFC单元与所述主控单元连接。

进一步地，所述无人机环境污染遥测装置包括有存储单元，所述存储单元包括铁电存储器和RAM存储器，并分别与所述主控单元连接。

进一步地，所述无人机环境污染遥测装置包括有气压模块单元，所述气压模块单元与所述主控单元连接。

进一步地，所述无人机环境污染遥测装置包括有温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述主控单元连接。

进一步地，所述无人机环境污染遥测装置连接粉尘颗粒物传感器，所述粉尘颗粒物传感器与所述主控单元连接。

进一步地，所述无人机环境污染遥测装置连接有害气体传感器，所述有害气体传感器与所述主控单元连接。

进一步地，所述无人机环境污染遥测装置连接二氧化碳传感器，所述二氧化碳传感器与所述主控单元连接。

进一步地，所述无人机环境污染遥测装置设置有接口单元，所述接口单元与所述主控单元连接，并与所述无人机主体连接，获取电源供应。

与现有的技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）通过区块链组合单元以及通讯单元，结合时间单元和GNSS模块单元，可以将监测的数据、测量时间、地理信息等同步打包成区块，经区块链组合单元处理后上链，使得测量数据不会轻易被篡改，可信度比较高；

（2）通过设置颜色识别模块单元，可用于部分污染水体的水体颜色分析记录，其指标数据可以直接融入区块链中，用于替代常规的无人机携带摄像机拍摄的方式，解决视频太大的问题；

（3）通过设置NFC单元，方便数据传输，可实现直接用手机对本装置进行参数配置，或者用于后续的功能升级；

（4）通过在无人机的机翼下端分别配置颜色识别模块单元，可以在靠近水体水面一定高度时悬停识别，多个识别结果可以相互对照比对分析，同时，可以保持无人机的重心平衡；

（5）本实用新型的各个模块相对独立，在技术实现上比较方便，可适应更多的特定场景，实用性比较强。

附图说明

图1为本实用新型实施例的基于区块链的无人机环境污染遥测装置的硬件组成示意图。

图2为本实用新型实施例的基于区块链的无人机环境污染遥测装置的使用示意图。

图1中：101-主控单元、102-通讯单元、103-区块链组合单元、104-GNSS模块单元、105-颜色识别模块单元、106-NFC单元、107-存储单元、108-时钟单元、109-接口单元、121-气压模块单元、122-温湿度传感器、123-粉尘颗粒物传感器、124-有害气体传感器、125-二氧化碳传感器。

图2中：20-无人机主体、201-机翼、10-环境污染遥测装置、30-供电模块、105-颜色识别模块单元、202-降落模块、203-控制模块。

具体实施方式

下面将对具体实施方式所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，附图是本实用新型一些实施方式，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形式的附图。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本实用新型描述中的术语“连接”、“相连”、“安装”应做广义理解，例如，可以是一体地连接、固定连接或者是可拆卸连接；可以是通过机械结构或者电子直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。

如图1所示，结合图2，一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，安装布置在无人机主体20中，所述无人机环境污染遥测装置包括有主控单元101，以及与所述主控单元101连接的通讯单元102、时钟单元108和GNSS模块单元104；所述无人机环境污染遥测装置还包括有若干个颜色识别模块单元105，所述颜色识别模块单元105分别布置于所述无人机主体20对外延伸的机翼201下端，所述颜色识别模块单元105与所述主控单元101连接。

所述无人机环境污染遥测装置内设有区块链组合单元103，所述区块链组合单元103分别与所述主控单元101以及所述通讯单元102连接。

结合图2所示，在本实施例中，所述GNSS模块单元104用于获取详细的地理坐标信息，用于记录当前监测的地理位置信息，同时可以将当前的海拔高度以及线速度等信息反馈给所述无人机主体20。优选地，所述GNSS模块单元104采用加拿大生产的NOVATEL模块。

所述时钟单元108内置有时钟芯片和后备电池，在本实施例中，后备电池选用纽扣电池，所述时钟芯片用于输出日期和详细的时间，通过所述主控单元101控制并记录下监测时的时间信息。

在本实施例中，所述区块链组合单元103采用内置有物理地址特征的区块链节点硬件模块，通过与所述主控单元101电气连接和数据互通，直接通过所述区块链节点硬件模块将监测的环境数据、地理位置信息以及时间信息等打包成数据区块，再通过所述通讯单元102对外通讯连接和数据传输。优选地，所述区块链节点硬件模块选用完整的智能模块，直接通过串行通讯与所述主控单元101连接。

在本实施例中，所述通讯单元102采用4G/5G通讯模组，并且内置有eSIM卡，所述eSIM卡固化有物联网专用号段的号码。

所述无人机主体20为多旋翼无人机，所述颜色识别模块单元105与所述多旋翼无人机的机翼201的个数相同。在本实施例中，选用的是拥有四臂的无人机主体20，所述无人机主体20对外延伸有四个机翼201，在每个所述机翼201的下端，都分别布置有所述颜色识别模块单元105，所述颜色识别模块单元105，用于在无人机主体20靠近污染水体时，识别并且记录当前水体的颜色。作为可实施的方式之一，所述无人机主体20可以布置摄像机或者照相机，其拍摄的视频或图像用于比对分析，形成比较完整的证据链，但这些信息容量相对比较大，没有同步传输到所述区块链组合单元103中进行数据打包入链。

所述无人机环境污染遥测装置包括有用于近距离通讯的NFC单元106，所述NFC单元106与所述主控单元101连接。在本实施例中，所述NFC单元106可以与数据读取终端等通讯连接，用于在非测量工作状态下，将历史数据无线拷贝备份。

所述无人机环境污染遥测装置包括有存储单元107，所述存储单元107包括铁电存储器和RAM存储器，并分别与所述主控单元101连接。在本实施例中，所述铁电存储器用于存储所述无人机环境污染遥测装置的设备参数，所述RAM存储器选用一个或者多个大容量存储器，用于临时存储记录测量数据，这些数据最终导入区块链组合单元103中。

在本实施例中，所述无人机环境污染遥测装置包括有气压模块单元121，所述气压模块单元121与所述主控单元101连接。所述气压模块单元121用于获取当前监测环境中的大气气压和温度，并传输至所述主控单元101中。优选地，所述气压模块单元121选用型号为BMP180的模块。

在本实施例中，所述无人机环境污染遥测装置包括有温湿度传感器122，所述温湿度传感器122与所述主控单元101连接。所述温湿度传感器122用于获取当前环境中的温度参数和湿度参数，所述温湿度传感器122中获取的温度与所述气压模块单元121获取的温度可以分别进行参考对比，可用于鉴别其中某种传感器是否无法正常工作或者测量数据严重不准。

所述无人机环境污染遥测装置连接粉尘颗粒物传感器123、有害气体传感器124和二氧化碳传感器125，并分别与所述主控单元101连接。在本实施例中，所述粉尘颗粒物传感器123、所述有害气体传感器124以及所述二氧化碳传感器125采集到的数据是判断环境污染情况的重要指标，所述粉尘颗粒物传感器123至少包括有PM2.5传感器，所述有害气体传感器124至少包括有氨气传感器、硫化物传感器以及一氧化碳传感器。

在实际的应用过程中，是根据拟监测现场的具体情况以及需要获取的指标来确定具体传感器的选用。

所述无人机环境污染遥测装置设置有接口单元109，所述接口单元109与所述主控单元101连接，并与所述无人机主体连接，获取电源供应。

如图2所示，被选用于测量的多旋翼无人机，至少还包括有降落模块202和控制模块203，并设置有供电模块30。所述无人机环境污染遥测装置通过所述接口单元109与所述供电模块30以及所述无人机主体20连接。

在实际使用时，通过无线控制所述多旋翼无人机到指定地点，根据需要测量的场景，调整所述多旋翼无人机的测量位置，通过所述粉尘颗粒物传感器123、所述有害气体传感器124以及所述二氧化碳传感器125采集环境数据，结合所述气压模块单元121和所述温湿度传感器122采集的数据，经过运算存储后送到所述区块链组合单元103进行数据加密并打包成区块，再通过所述通讯单元102进行通讯连接和数据传输，实现数据上链。

在一些水体环境，还可以控制所述多旋翼无人机到水面附近，并且悬停，通过所述颜色识别模块单元105采集并记录水体颜色，在水体污染比较严重的场景或者是在水产养殖场景，监测并分析水体颜色是比较有实用价值的。特别是水产养殖污染时，采用摄像机拍摄的视频或图像并不能真实反应实际情况，通过所述颜色识别模块单元105采集更能实际反应真实情况，而且方便存储、上报以及数据记录于区块链。

本实用新型提供的一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，通过区块链组合单元以及通讯单元，结合时间单元和GNSS模块单元，可以将监测的数据、测量时间、地理信息等同步打包成区块，经区块链组合单元处理后上链，使得测量数据不会轻易被篡改，可信度比较高。

本实用新型提供的一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，通过设置颜色识别模块单元，可用于部分污染水体的水体颜色分析记录，其指标数据可以直接融入区块链中，用于替代常规的无人机携带摄像机拍摄的方式，解决视频太大的问题。

本实用新型提供的一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，通过设置NFC单元，方便数据传输，可实现直接用手机对本装置进行参数配置，或者用于后续的功能升级。

本实用新型提供的一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，通过在无人机的机翼下端分别配置颜色识别模块单元，可以在靠近水体水面一定高度时悬停识别，多个识别结果可以相互对照比对分析，同时，可以保持无人机的重心平衡。

本实用新型的各个模块相对独立，在技术实现上比较方便，可适应更多的特定场景，实用性比较强。

以上所述仅为本实用新型较佳实施例，只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，但并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型涵盖范围。

Claims

1.一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，其特征在于，所述无人机环境污染遥测装置安装布置在无人机主体中，包括有主控单元（101），以及与所述主控单元（101）连接的通讯单元（102）、时钟单元（108）和GNSS模块单元（104）；

所述无人机环境污染遥测装置还包括有若干个颜色识别模块单元（105），所述颜色识别模块单元（105）分别布置于所述无人机主体对外延伸的机翼下端，所述颜色识别模块单元（105）与所述主控单元（101）连接；

所述无人机环境污染遥测装置内设有区块链组合单元（103），所述区块链组合单元（103）分别与所述主控单元（101）以及所述通讯单元（102）连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，其特征在于，所述无人机主体为多旋翼无人机，所述颜色识别模块单元（105）与所述多旋翼无人机的机翼的个数相同。

3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，其特征在于，所述无人机环境污染遥测装置包括有用于近距离通讯的NFC单元（106），所述NFC单元（106）与所述主控单元（101）连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，其特征在于，所述无人机环境污染遥测装置包括有存储单元（107），所述存储单元（107）包括铁电存储器和RAM存储器，并分别与所述主控单元（101）连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，其特征在于，所述无人机环境污染遥测装置包括有气压模块单元（121），所述气压模块单元（121）与所述主控单元（101）连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，其特征在于，所述无人机环境污染遥测装置包括有温湿度传感器（122），所述温湿度传感器（122）与所述主控单元（101）连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，其特征在于，所述无人机环境污染遥测装置连接粉尘颗粒物传感器（123），所述粉尘颗粒物传感器（123）与所述主控单元（101）连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，其特征在于，所述无人机环境污染遥测装置连接有害气体传感器（124），所述有害气体传感器（124）与所述主控单元（101）连接。

9.根据权利要求1所述的一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，其特征在于，所述无人机环境污染遥测装置连接二氧化碳传感器（125），所述二氧化碳传感器（125）与所述主控单元（101）连接。

10.根据权利要求1所述的一种基于区块链的无人机环境污染遥测装置，其特征在于，所述无人机环境污染遥测装置设置有接口单元（109），所述接口单元（109）与所述主控单元（101）连接，并与所述无人机主体连接，获取电源供应。