[发明专利]一种基于飞行器的智能空气监测系统及监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气监测系统，具体涉及一种基于飞行器的智能空气监测系统及监测方法。

背景技术

伴随着社会经济的迅速发展,人类赖以生存的自然环境污染逐渐加重，雾霾对人类生命健康威胁越来越大，研究有效的空气质量有效检测手段变得尤为迫切。传统的空气质量监测方法(定点监测，人工巡查、车载流动巡检)不仅无法对工业园区高空区域进行准确测量，而且无法对人为偷排偷放等行为进行有效监督，限制了对城市空气质量监测全面性和有效分析，并且无法实现污染源取证。

近来出现的无人机携带空气质量监测装置对特定区域进行空气质量监测的方法可以较好的解决上述问题，但是由于检测装置和无人机是相互独立的设备，融合度差，不仅总成本较高，而且缺乏前端数据分析，导致通信数据量大，后续存储和处理复杂等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是由于检测装置和无人机是相互独立的设备，融合度差，不仅总成本较高，而且缺乏前端数据分析，导致通信数据量大，后续存储和处理复杂，目的在于提供一种基于飞行器的智能空气监测系统及监测方法，解决由于检测装置和无人机是相互独立的设备，融合度差，不仅总成本较高，而且缺乏前端数据分析，导致通信数据量大，后续存储和处理复杂的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于飞行器的智能空气监测系统，包括基于APM开源飞控平台的无人机和无人机的飞控系统，还包括设置在无人机上与飞控系统连接的嵌入式系统，所述嵌入式系统上还连接有定位模块和设置在无人机机壳外部的数据采集模块；所述嵌入式系统上还连接有通信模块；所述嵌入式系统上还连接有MTF FPV图像采集模块；所述数据采集模块和图像采集模块的安装位置与无人机的重心位于一条垂直于水平面方向的直线上；

飞控系统：接收嵌入式系统发送控制信号，根据控制信号进行飞行；

嵌入式系统：接收数据采集模块发送的空气质量参数，发送控制信号到飞控系统；接收数据采集模块发送的空气质量参数和定位模块发送的位置信息，处理后进行储存；接收数据采集模块发送的空气质量参数，发送触发信号到图像采集模块进行拍照取证；接收图像采集模块发送的图像数据进行储存；

定位模块：实时采集无人机的位置信息，将位置信息发送到嵌入式系统；

数据采集模块：采集空气质量参数，将空气质量参数发送到嵌入式系统；

通信模块：接收嵌入式系统发送的空气质量参数和位置信息，将空气质量参数和位置信息向其他设备发送；

图像采集模块：接收嵌入式系统发送的触发信号进行拍照取证，将拍摄的图像作为图像数据发送到嵌入式系统。

本方案通过在无人机与数据采集模块之间加入一套嵌入式系统，嵌入式系统自带智能数据分析功能，可实时对数据采集模块采集的空气质量参数进行分析，实现选择性存储数据，避免对大量数据的传输和存储，以避免数据传输不稳定和及时导致的关键数据丢失。同时嵌入式系统与无人机的飞控系统连接，使无人机不仅可以根据遥控或者预设的线路飞行，也可以通过接收来自嵌入式系统的控制信号进行飞行。同时定位模块的位置信息可以辅助嵌入式系统记录各项空气质量参数的位置坐标。在系统工作时飞控系统控制无人机的飞行，在无人机飞行的过程中，数据采集模块实时采集空气质量参数，将空气质量参数发送到嵌入式系统中进行实时处理，处理后的数据量远远小于数据采集模块采集的数据量，所需的储存空间大幅降低，使无人机能采集更多区域的空气质量参数，同时，当嵌入式系统判断数据采集模块实时采集的空气质量参数异常时，可以介入无人机的飞控系统，临时改变无人机的飞行轨迹。像采集模块采用触发工作方式，在数据采集模块采集的空气质量参数在正常范围内时，图像采集模块待机，当嵌入式系统判断数据采集模块采集的空气质量参数异常并启动，进行拍照或录像。由于是在无人机上进行图像采集工作，持续使用较为耗电，影响无人机的续航。同时，由于无人机本身自重较小，而数据采集模块如果安装的位置偏离了过无人机重心的垂线，则可能导致整个系统的重心出现大的偏移，不利于飞行的稳定。