CN215499585U - 一种生态环境监测数据临空采集连接系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生态环境监测数据临空采集连接系统，包括通过连接结构安装在无人机上的收发控制主体，以及周向安装在收发控制主体上的多个支撑架，支撑架远离收发控制主体端部通过角度调节组件安装有数据采集模块，支撑架靠近数据采集模块的位置竖直安装有电场感应模块，电场感应模块和数据采集模块电性连接收发控制主体。地面野外生态环境监测站与无人机数据平台之间建立通信连接的系统，实现用无人机数据平台获取地面野外生态环境监测站之间的数据准确链接，并且能够根据地面监测站点的电磁场的进行适应的调节获得最佳的数据传输路径。

Description

一种生态环境监测数据临空采集连接系统

技术领域

本实用新型涉及生态环境监测技术领域，具体涉及一种生态环境监测数据临空采集连接系统。

背景技术

基于GPRS的数据远程传输技术，对移动通信网络依赖非常高，在移动通信网络信号不足时，办公室计算机和远程数据采集器之间的连接非常不稳定，没有移动通信信号的地区，此技术方案不可行。

人工现场用笔记本电脑，通过USB转232口，连接数据采集器，通过数据采集软件下载数据，是比较普遍的方法。但是，在高山、冰川、戈壁、海洋、极地等特定地区，人工到现场难度比较大，风险比较高，效率非常低。往往被迫降低数据采集频率，造成关键数据晚获得，设备故障晚发现。

理论上，可以利用卫星传输数据，但是，大量地面生态环境监测数据通过卫星中转回传的经济成本过高，因为数据庞大，传输的效率过低。目前没有看到用卫星中转生态环境地面监测数据的应用，尤其在进行无人机和地面数据监测站点之间进行数据传输时，容易受到外界环境的影响，例如电磁场以及空间磁场的迁移变化，都会影响数据传输的保真度。

实用新型专利内容

本实用新型的目的在于提供一种生态环境监测数据临空采集连接系统，以解决现有技术中在无人机和地面数据站点之间的无线数据传输受到外界空间中电场因素的影响造成数据传输保真度降低的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型具体提供下述技术方案：

一种生态环境监测数据临空采集连接系统，包括通过连接结构安装在无人机上的收发控制主体，以及周向安装在所述收发控制主体上的多个支撑架，所述支撑架远离所述收发控制主体端部通过角度调节组件安装有数据采集模块，所述支撑架靠近所述数据采集模块的位置竖直安装有电场感应模块，所述电场感应模块和所述数据采集模块电性连接所述收发控制主体。

作为本实用新型的一种优选方案，所述支撑架的端部设置有开口竖直朝下的圆台孔，所述数据采集模块通过所述角度调节组件安装在所述圆台孔中；

所述角度调节组件包括设置在所述数据采集模块顶部的球铰件，以及安装在所述数据采集模块中间的四向微动机构，所述四向微动机构包括安装在所述圆台孔内壁上的环座，所述环座的内部设置有等间距分布有微型升降机构，且所述微型升降机构的输出轴铰接在所述数据采集模块上。

作为本实用新型的一种优选方案，所述数据采集模块包括外壳体，所述外壳体的表面设置有环形角度槽，且所述微型升降机构的输出轴铰接在所述环形角度槽上，所述外壳体内部设置有多通道接收模块，所述多通道接收模块电性连接轴向设置在所述外壳体底部的喇叭天线。

作为本实用新型的一种优选方案，所述电场感应模块包括三维轴向测量单元、驱动单元和控制电路，以及用于集成三维轴向测量单元、驱动单元和控制电路的底座，所述底座安装在所述支撑架端部的表面上，所述底座上设置有用于安装所述三维轴向测量单元的柱台承载座；

所述三维轴向测量单元包括环形设置在所述柱台承载座表面的四个感应电极，以及通过屏蔽转子结构安装在所述柱台承载座端面上的两个感应电极。

作为本实用新型的一种优选方案，其中，以所述支撑架端部的表面纵向上的方向为三维轴向测量单元的X轴方向、以所述支撑架端部的表面横向上的方向为三维轴向测量单元的Y轴方向，以垂直于所述支撑架端部的表面的方向为三维轴向测量单元的Z轴方向，以任意两个轴向上的相邻的所述感应电极电荷变化的差值为输出信号，形成由控制电路处理的空间电场的三维分量大小。

作为本实用新型的一种优选方案，所述连接结构包括法兰盘，以及套装在所述收发控制主体上的固定环，所述法兰盘套装在所述固定环上，所述固定环嵌入所述法兰盘内壁，且所述固定环的底部设置有橡胶垫圈。

本实用新型与现有技术相比较具有如下有益效果：

本实用新型目的在于提供一种在地面野外生态环境监测站与无人机数据平台之间建立通信连接的系统，实现用无人机数据平台获取地面野外生态环境监测站之间的数据准确链接，并且能够根据地面监测站点的电磁场的进行适应的调节获得最佳的数据传输路径。在人类到达监测现场比较困难的情况下，或存在较大危险情况下，能够以无人机数据采集平台临空的形式，实现无移动通信网络覆盖地区的生态环境地面监测准确的数据遥采集。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本实用新型实施例提供生态环境监测数据临空采集连接系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供四向微动机构和数据采集模块连接的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供电场感应模块的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供角度调节组件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供连接结构的结构示意图。

图中标识：

1-收发控制主体；2-连接结构；3-支撑架；4-角度调节组件；5-数据采集模块；6-电场感应模块；7-圆台孔；8-球铰件；9-四向微动机构；10-环座；11- 微型升降机构；

21-法兰盘；22-固定环；23-橡胶垫圈；

51-外壳体；52-环形角度槽；53-多通道接收模块；54-喇叭天线；

61-三维轴向测量单元；62-底座；63-柱台承载座；64-感应电极；65-屏蔽转子结构。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

如图1至图5所示，本实用新型提供了一种生态环境监测数据临空采集连接系统，包括通过连接结构2安装在无人机上的收发控制主体1，以及周向安装在收发控制主体1上的多个支撑架3，支撑架3远离收发控制主体1端部通过角度调节组件4安装有数据采集模块5，支撑架3靠近数据采集模块5的位置竖直安装有电场感应模块6，电场感应模块6和数据采集模块5电性连接收发控制主体1。

其中，数据采集模块5用于与地面监测站点或者数据采集站点进行无线数据传输，其无线传输方式可以是蓝牙、GPRS/GSM以及雷达微波中的任意一种或多种；

电场感应模块6用于实时感应地面监测站点或者数据采集站点附近的电磁场的变化，并且根据电场感应模块6的检测结果控制无人机或数据采集模块在采集位置或角度，获得最佳的数据采集位置来保证无线数据连接的稳定性和保真性，提高数据的传输效率。

支撑架3的端部设置有开口竖直朝下的圆台孔7，数据采集模块5通过角度调节组件4安装在圆台孔7中；

角度调节组件4包括设置在数据采集模块5顶部的球铰件8，以及安装在数据采集模块5中间的四向微动机构9，四向微动机构9包括安装在圆台孔7内壁上的环座10，环座10的内部设置有等间距分布有微型升降机构11，且微型升降机构11的输出轴铰接在数据采集模块5上。

数据采集模块5包括外壳体51，外壳体51的表面设置有环形角度槽52，且微型升降机构11的输出轴铰接在环形角度槽52上，外壳体51内部设置有多通道接收模块53，多通道接收模块53电性连接轴向设置在外壳体51底部的喇叭天线54。

电场感应模块6包括三维轴向测量单元61、驱动单元和控制电路，以及用于集成三维轴向测量单元61、驱动单元和控制电路的底座62，底座62安装在支撑架3端部的表面上，底座62上设置有用于安装三维轴向测量单元61的柱台承载座63；

三维轴向测量单元61包括环形设置在柱台承载座表面的四个感应电极 64，以及通过屏蔽转子结构65安装在柱台承载座63端面上的两个感应电极64，其中，屏蔽转子结构65具体包括安装在柱台承载座63内的电机，电机的输出轴连接有设置在柱台承载座63端部且与柱台承载座63等直径的圆盘状转子，两个感应电机64对称设置在圆盘状转子上。

屏蔽转子采用兼有轴向以及沿所述柱台承载座63径向屏蔽功能的结构，从而能够对底座62表面在的感应电极产生交替性的屏蔽作用。

其中，以支撑架3端部的表面纵向上的方向为三维轴向测量单元61的X轴方向、以支撑架3端部的表面横向上的方向为三维轴向测量单元61的Y轴方向，以垂直于支撑架3端部的表面的方向为三维轴向测量单元61的Z轴方向，以任意两个轴向上的相邻的感应电极64电荷变化的差值为输出信号。

从而有效避免了高空中点的电粒子的影响，形成由控制电路处理的空间电场的三维分量大小，具体为电机通过圆盘状转子转动，在空间电场强度适量轴向Z轴、Y轴、X轴的分量作用下，对Z轴和Y轴以及X轴感应电极产生交替性屏蔽作用，导致各个感应电极上的感应电荷量发生周期性变化，从而形成信号输出，并且以任意两个轴向上的相邻的感应电极64电荷变化的差值为输出信号，通过输出信号可以计算空间中的电场角度，控制电路通过将电场角度转换为四向微动机构9的微型升降机构11的伸缩量，从而来调节数据采集模块5的角度，或通过电场角度的变化来控制无人机的飞行角度。

进一步说明的是，本发明中的电场感应模块6的感应原理基于三维磁阻电路芯片的感应原理。

连接结构2包括法兰盘21，以及套装在收发控制主体1上的固定环22，法兰盘21套装在固定环22上，固定环22嵌入法兰盘21内壁，且固定环22的底部设置有橡胶垫圈23。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种生态环境监测数据临空采集连接系统，其特征在于，包括通过连接结构(2)安装在无人机上的收发控制主体(1)，以及周向安装在所述收发控制主体(1)上的多个支撑架(3)，所述支撑架(3)远离所述收发控制主体(1)端部通过角度调节组件(4)安装有数据采集模块(5)，所述支撑架(3)靠近所述数据采集模块(5)的位置竖直安装有电场感应模块(6)，所述电场感应模块(6)和所述数据采集模块(5)电性连接所述收发控制主体(1)。

2.根据权利要求1所述的一种生态环境监测数据临空采集连接系统，其特征在于，所述支撑架(3)的端部设置有开口竖直朝下的圆台孔(7)，所述数据采集模块(5)通过所述角度调节组件(4)安装在所述圆台孔(7)中；

所述角度调节组件(4)包括设置在所述数据采集模块(5)顶部的球铰件(8)，以及安装在所述数据采集模块(5)中间的四向微动机构(9)，所述四向微动机构(9)包括安装在所述圆台孔(7)内壁上的环座(10)，所述环座(10)的内部设置有等间距分布有微型升降机构(11)，且所述微型升降机构(11)的输出轴铰接在所述数据采集模块(5)上。

3.根据权利要求2所述的一种生态环境监测数据临空采集连接系统，其特征在于，所述数据采集模块(5)包括外壳体(51)，所述外壳体(51)的表面设置有环形角度槽(52)，且所述微型升降机构(11)的输出轴铰接在所述环形角度槽(52)上，所述外壳体(51)内部设置有多通道接收模块(53)，所述多通道接收模块(53)电性连接轴向设置在所述外壳体(51)底部的喇叭天线(54)。

4.根据权利要求3所述的一种生态环境监测数据临空采集连接系统，其特征在于，所述电场感应模块(6)包括三维轴向测量单元(61)、驱动单元和控制电路，以及用于集成三维轴向测量单元(61)、驱动单元和控制电路的底座(62)，所述底座(62)安装在所述支撑架(3)端部的表面上，所述底座(62)上设置有用于安装所述三维轴向测量单元(61)的柱台承载座(63)；

所述三维轴向测量单元(61)包括环形设置在所述柱台承载座表面的四个感应电极(64)，以及通过屏蔽转子结构(65)安装在所述柱台承载座(63) 端面上的两个感应电极(64)。

5.根据权利要求1所述的一种生态环境监测数据临空采集连接系统，其特征在于，所述连接结构(2)包括法兰盘(21)，以及套装在所述收发控制主体(1)上的固定环(22)，所述法兰盘(21)套装在所述固定环(22)上，所述固定环(22)嵌入所述法兰盘(21)内壁，且所述固定环(22)的底部设置有橡胶垫圈(23)。

Images