一种无人机空气质量监测装置论文和设计

全文摘要

一种无人机空气质量监测装置，涉及一种监测装置，所述装置包括空气质量数据采集处理部分、空气质量接收显示部分以及GPRS无线网络传输部分；其中，空气质量数据采集处理部分包括空气质量传感器模块，A\/D转换模块，微控制处理器，存储模块，GPS定位模块，GPRS传输模块；空气质量接收显示部分包括存储模块、数据处理模块、显示器及Internet网络；空气质量数据采集处理部分与GPRS无线网络传输部分相连，GPRS无线网络传输部分与空气质量接收显示部分相连。本装置可以准确的采集实时大气环境数据，解决了目前大气环境监测装置实时性滞后、空间局限、精度低等问题。

主设计要求

1.一种无人机空气质量监测装置，其特征在于，所述装置包括空气质量数据采集处理部分、空气质量接收显示部分以及GPRS无线网络传输部分；其中，空气质量数据采集处理部分包括空气质量传感器模块，A\/D转换模块，微控制处理器，存储模块，GPS定位模块，GPRS传输模块；空气质量接收显示部分包括存储模块、数据处理模块、显示器及Internet网络；空气质量数据采集处理部分与GPRS无线网络传输部分相连，GPRS无线网络传输部分与空气质量接收显示部分相连；空气质量数据采集处理部分中的空气质量传感器模块经过A\/D转换模块与微控制处理器相连，微控制处理器与存储模块、GPRS传输模块相连，GPRS传输模块与GPS定位模块相连；空气质量接收显示部分中的数据处理模块分别与Internet网络、存储模块、显示器相连。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种无人机空气质量监测装置，其特征在于，所述空气质量传感器模块采用MQ135。

3.根据权利要求1所述的一种无人机空气质量监测装置，其特征在于，所述微控制处理器主控芯片采用STM32F103RC。

4.根据权利要求1所述的一种无人机空气质量监测装置，其特征在于，所述GPS定位模块和GPRS传输模块采用SIM928集成模块。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种监测装置，特别是涉及一种无人机空气质量监测装置。

背景技术

大气环境质量监测是我国环境保护工作的重要组成部分，根据相关资料显示，我国28个大中城市出现了较为严重的雾霾天气，雾霾天气会对交通安全以及人们的身体健康造成严重威胁。此外，科技的进步给地球带来了沉重的负荷，各种污染侵蚀着美丽的家园，不定性的自然人为灾害也时有发生，对于灾害发生地域的空气质量的准确检测，对人类的人身安全起到重要保障。我国目前在大气环境监测中主要采取实验室人工监测为主自动化监测为辅的监测方法，采用人工方式进行的空气质量监测装置，大都存在着监测实时性滞后、空间局限、精度低等问题。

随着飞行器技术的快速发展，无人机技术产品已渗透到社会生活的各个领域。无人机具有操作简便，成本低廉，可以远程飞行等多项优点，可以在人为或是自控条件下进入事故发生区域，完成对空气质量数据的采集并及时的传输使人们得到有效的数据并完成后续的工作。城市的工业化氛围浓厚，有害气体种类繁多，仅仅有数个观测点并不能准确掌握某具体位置的环境信息，而无人机可以任意飞行到任意角落，对于空气质量监测更方便和高效些。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种无人机空气质量监测装置，本实用新型装置采用空气质量传感器模块采集气体数据，选择微处理器处理数据，通过具有GPS监测定位和GPRS数据传输功能的SIM928模块，在地面终端完成数据的显示，最终实现无人机对空气质量的监测。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种无人机空气质量监测装置，所述装置包括空气质量数据采集处理部分、空气质量接收显示部分以及GPRS无线网络传输部分；其中，空气质量数据采集处理部分包括空气质量传感器模块，A\/D转换模块，微控制处理器，存储模块，GPS定位模块，GPRS传输模块；空气质量接收显示部分包括存储模块、数据处理模块、显示器及Internet网络；空气质量数据采集处理部分与GPRS无线网络传输部分相连，GPRS无线网络传输部分与空气质量接收显示部分相连；空气质量数据采集处理部分中的空气质量传感器模块经过A\/D转换模块与微控制处理器相连，微控制处理器与存储模块、GPRS传输模块相连，GPRS传输模块与GPS定位模块相连；空气质量接收显示部分中的数据处理模块分别与Internet网络、存储模块、显示器相连。

所述的一种无人机空气质量监测装置，所述空气质量传感器模块采用MQ135。

所述的一种无人机空气质量监测装置，所述微控制处理器主控芯片采用STM32F103RC。

所述的一种无人机空气质量监测装置，所述GPS定位模块和GPRS传输模块采用SIM928集成模块。

本实用新型的优点与效果是：

1.本实用新型装置采用MQ135空气质量传感器模块采集气体数据，选择STM32F103RC微处理器来处理数据，通过具有GPS监测定位和GPRS数据传输功能的SIM928模块，在地面终端完成数据的显示，最终实现无人机对空气质量的监测。所述MQ135空气质量传感器对硫化物、NH_{3<\/sub>的灵敏度较高，也可以监测烟雾或其他有害气体。所述SIM928芯片集成了GPRS和GPS两个作用，降低了成本，缩小了体积。所述STM32F103RC微处理器具有速度快，功耗低，性价比高的特点。本装置工作稳定可靠，可以准确的采集实时大气环境数据，解决了目前大气环境监测装置实时性滞后、空间局限、精度低等问题。}

2.本实用新型采用电动共轴双桨无人直升机为载体，具有噪音小，无尾气排放干扰，可以悬停探测，最大限度的低空飞行等优点。适用于城市空气质量或者突发事件的环境监测平台，不管是基于救援或是监测无人机的使用可以更加方便的监测特定地区的空气质量，而且无人机操作简便，成本低安全性强。

附图说明

图1是无人机空气质量监测装置组成框图；

图2是装置流程图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型无人机空气质量监测装置包括空气质量数据采集处理部分、空气质量接收显示部分以及GPRS无线网络传输部分。其中，空气质量数据采集处理部分包括空气质量传感器模块，A\/D转换模块，微控制处理器，存储模块，GPS定位模块，GPRS传输模块等。而空气质量接收显示部分包括存储模块，数据处理模块，显示器及Internet网络。通过GPRS网络，完成空气质量数据的采集，接收，处理，显示等功能。空气质量传感器模块采用MQ135。微控制处理器主控芯片采用STM32F103RC。GPS定位模块和GPRS传输模块采用SIM928集成模块。

本实用新型空气质量数据采集处理部分将采集到的数据通过GPRS无线网络传输到空气质量接收显示部分。所述空气质量数据采集处理部分与GPRS无线网络传输部分相连，

GPRS无线网络传输部分与空气质量接收显示部分相连。

空气质量数据采集处理部分中的空气质量传感器模块经过A\/D转换模块与微控制处理器相连，微控制处理器与存储模块、GPRS传输模块相连，GPRS传输模块与GPS定位模块相连。空气质量接收显示部分中的数据处理模块分别与Internet网络、存储模块、显示器相连。将数据采集平台的空气质量监测终端搭载在无人直升机上，把GSM和GPS天线固定到易接收信号的位置，地面终端为具有上网功能的PC机。利用无人直升机的飞行特性，可以实现远程空气质量数据的监测采集，并通过地面站显示数据，判断空气质量。

具体工作过程如下，首先，准备好GSM制式的开通GPRS网络的SIM卡一张，提前通过串口设置好PC网络状态，确保PC机的GPRS网络信号的连接和畅通。在空气质量数据采集后，通过I\/O口的AD变换功能将采集的模拟信号数据转换为数字信号，通过微控制处理器的处理，将信号通过GPRS网络传回到地面站PC机上。最后，空气质量监测装置将所完成的数据进行存储和观测。

设计图

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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