一种太阳能环境监测车制造技术

本发明专利技术公开了一种太阳能环境监测车，包括监测车本体、环境监测装置和中央处理器，监测车本体的顶部固定安装有电动机；电动机的顶部通过转动轴与旋转平台连接；旋转平台上固定安装有气泵；气泵通过气动伸缩杆与太阳能电池板的另一端活动连接；环境监测装置由大气监测装置、水质监测装置和土壤监测装置构成；中央处理器的输入端分别与太阳能电池板、输入模块、光强传感器和GPS定位模块的输出端电性连接；中央处理器的输出端通过采集数据分析模块与数据处理模块的输入端电性连接，该发明专利技术的有益效果是监测参数多样化，能对大气、水质和土壤的基本参数进行监测、分析和处理，太阳能电池板角度可随意调节。

Solar energy environment monitoring vehicle

The invention discloses a solar car environmental monitoring, including monitoring of car body, environmental monitoring device and a central processor, the top is fixed at the monitoring body of the vehicle motor; the motor rotating shaft is connected with the top of the rotating platform through a gas pump; fixed on the rotating platform; the air pump is connected with a pneumatic telescopic rod and solar panels the other end of the activities; environmental monitoring device by air monitoring device, water quality monitoring device and monitoring device of soil; the input end of the central processor is respectively connected with the solar battery board, input module, light intensity sensor and GPS positioning module output end is electrically connected with the output end of the CPU; by collecting the data analysis module and data processing module the input end is electrically connected with the beneficial effects of the invention are monitoring parameters of diversification, to the atmosphere, water and soil. The basic parameters are monitored, analyzed and processed, and the angle of the solar panel can be adjusted at will.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能环境监测车
本专利技术属于环境监测
，尤其涉及一种太阳能环境监测车。
技术介绍
随着经济社会的发展，环境质量日益受到国家和人民的重视，针对环境事件进行快速监测成为了迫切需求，移动式环境监测成为了一个必要的手段。可以进行现场采样、分析、储存样品的移动式环境监测车成为了一个较好的解决方案。目前存在的移动式环境监测车，在作业过程中，大部分使用车载柴油发电机作为电源供应，因此，不可避免的会对周围环境排放各类污染物，对环境监测结果数据准确性造成很大影响。尤其是对一些大气环境监测实验，车载发电机作为电源供应的环境监测车所造成的有机物、颗粒物、重金属污染对实验结果影响较大，从而导致了实验分析数据偏离结果，造成实验分析失误。少数的采用太阳能电池板进行发电，但是太阳能电池板的可活动角度为180°，不能进行全方位全角度的调节。另一方面现有的太阳能环境监测车器，监测手段和监测设备单一，不能对周围环境进行多方面的监测，对污染不能提供有效措施。还有就是针对海量数据的采集与分析的研究有很多，例如，对所采集的能耗数据进行预处理或执行简单固定的采集策略等，目前环境监测系统中的采集终端大多采用固定简单的模式进行能耗数据采集，会产生大量重复或者无效的数据，这对数据的存储、挖掘和分析造成额外负担，降低了整个系统的运行效率，另一方面就是本地数据的存储具有一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种监测参数多样化，能对大气、水质和土壤的基本参数进行监测、分析和处理，太阳能电池板角度可随意调节的一种太阳能环境监测车。本专利技术是这样实现的，一种太阳能环境监测车，包括监测车本体、环境监测装置和中央处理器，所述监测车本体的顶部固定安装有电动机；所述电动机的顶部通过转动轴与旋转平台连接；所述旋转平台上固定安装有气泵；所述气泵通过气动伸缩杆与太阳能电池板的另一端活动连接；所述环境监测装置由大气监测装置、水质监测装置和土壤监测装置构成；所述环境监测装置的输出端与采集数据控制模块的输入端电性连接；所述采集数据控制模块的输出端与输入模块的输入端电性连接；所述输入模块的输入端通过CCD图像传感器与CCD摄像机的输出端电性连接；所述中央处理器的输入端分别与太阳能电池板、输入模块、光强传感器和GPS定位模块的输出端电性连接；所述中央处理器的输出端分别与电动机、气泵和调光模块的输入端电性连接；所述中央处理器的输出端通过采集数据分析模块与数据处理模块的输入端电性连接；所述中央处理器分别与操作显示屏、RAM存储器、MRAM存储器、数据库和无线射频收发模块电性连接；所述无线射频收发模块通过GPRS网络分别与云端存储器和监控中心连接；第一摄像机、第二摄像机分别安装在监测车本体的内部和外部；与中央处理器有线连接；所述旋转平台的另一侧通过合页与太阳能电池板活动连接；所述大气监测装置由第一温度传感器、第一湿度传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、二氧化氮传感器、二氧化硫传感器、有机污染物监测仪构成；所述水质监测装置由电导率传感器、pH传感器、浊度传感器和溶解氧传感器构成；所述土壤监测装置由第二温度传感器、第二湿度传感器和重金属离子监测仪构成。进一步，所述环境监测装置设置有传感器空间配准模块；所述传感器空间配准模块与第一温度传感器、第一湿度传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、二氧化氮传感器、二氧化硫传感器、第二温度传感器、第二湿度传感器有线连接；所述传感器空间配准模块的传感器空间配准的方法包括时间对准过程和传感器系统误差估计过程，且伪量测方程的建立过程仅与目标的位置相关，而与目标的速度等状态无关；时间对准过程完成传感器数据之间在时间上的对准，传感器A、传感器B在本地直角坐标系下的量测数据分别为YA(ti)和YB(ti)，且传感器A的采样频率大于传感器B的采样频率，则由传感器A向传感器B的采样时刻进行配准，具体为：采用内插外推的时间配准算法将传感器A的采样数据向传感器B的数据进行配准，使得两个传感器在空间配准时刻对同一个目标有同步的量测数据，内插外推时间配准算法如下：在同一时间片内将各传感器观测数据按测量精度进行增量排序，然后将传感器A的观测数据分别向传感器B的时间点内插、外推，以形成一系列等间隔的目标观测数据，采用常用的三点抛物线插值法的进行内插外推时间配准算法得传感器A在tBk时刻在本地直角坐标系下的量测值为：其中，tBk为配准时刻，tk-1,tk,tk+1为传感器A距离配准时刻最近的三个采样时刻，YA(tk-1)，YA(tk)，YA(tk+1)分别为其对应的对目标的探测数据；完成时间配准后，根据传感器A的配准数据与传感器B的采样数据，采用基于地心地固坐标系下的伪量测法实现传感器A和传感器B的系统误差的估计；基于ECEF的系统误差估计算法具体为：k时刻目标在本地直角坐标系下真实位置为X'1(k)＝[x'1(k),y'1(k),z'1(k)]T，极坐标系下对应的量测值为分别为距离、方位角、俯仰角；转换至本地直角坐标系下为X1(k)＝[x1(k),y1(k),z1(k)]T；传感器系统偏差为分别为距离、方位角和俯仰角的系统误差；于是有：其中表示观测噪声，均值为零、方差为式(1)用一阶近似展开并写成矩阵形式为：X'1(k)＝X1(k)+C(k)[ξ(k)+n(k)]\*MERGEFORMAT(3)其中，设两部传感器A和B，则对于同一个公共目标，地心地固坐标系下为X'e＝[x'e,y'e,z'e]T，可得：X'e＝XAs+BAX'A1(k)＝XBs+BBX'B1(k)\*MERGEFORMAT(4)BA，BB分别为目标在传感器A与传感器B本地坐标下的位置转换到ECEF坐标系下的位置时的转换矩阵；定义伪量测为：Z(k)＝XAe(k)-XBe(k)\*MERGEFORMAT(5)其中，XAe(k)＝XAs+BAXA1(k)；XBe(k)＝XBs+BBXB1(k)将式(2)、式(3)代入式(4)可以得到关于传感器偏差的伪测量方程：Z(k)＝H(k)β(k)+W(k)\*MERGEFORMAT(6)其中，Z(k)为伪测量向量；H(k)为测量矩阵；β为传感器偏差向量；W(k)为测量噪声向量；由于nA(k)，nB(k)为零均值、相互独立的高斯型随机变量，因此W(k)同样是零均值高斯型随机变量，其协方差矩阵为R(k)。进一步，所述传感器的空间配准方法包括的步骤如下：步骤一、确定低采样率传感器的数据时刻；步骤二、采用内插外推时间配准算法，根据传感器A向传感器B进行配准的计算方法，计算高采样率传感器的时间配准结果；步骤三、根据伪量测构建过程计算伪量测方程；步骤四、根据所构建的状态方程与伪量测方程，采用卡尔曼滤波，估计传感器的系统误差。进一步，传感器A的量测模型如下：YA(tk-1)、YA(tk)、YA(tk+1)分别为传感器A对目标在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的量测值，分别为：其中，Y'A(tk-1)、Y'A(tk)、Y'A(tk+1)分别为传感器A在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的真实位置；CA(t)为误差的变换矩阵；ξA(t)为传感器的系统误差；为系统噪声，假设为零均值、相互独立的高斯型随机变量，噪声协本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能环境监测车，包括监测车本体、环境监测装置和中央处理器，其特征在于，所述监测车本体的顶部固定安装有电动机；所述电动机的顶部通过转动轴与旋转平台连接；所述旋转平台上固定安装有气泵；所述气泵通过气动伸缩杆与太阳能电池板的另一端活动连接；所述环境监测装置由大气监测装置、水质监测装置和土壤监测装置构成；所述环境监测装置的输出端与采集数据控制模块的输入端电性连接；所述采集数据控制模块的输出端与输入模块的输入端电性连接；所述输入模块的输入端通过CCD图像传感器与CCD摄像机的输出端电性连接；所述中央处理器的输入端分别与太阳能电池板、输入模块、光强传感器和GPS定位模块的输出端电性连接；所述中央处理器的输出端分别与电动机、气泵和调光模块的输入端电性连接；所述中央处理器的输出端通过采集数据分析模块与数据处理模块的输入端电性连接；所述中央处理器分别与操作显示屏、RAM存储器、MRAM存储器、数据库和无线射频收发模块电性连接；所述无线射频收发模块通过GPRS网络分别与云端存储器和监控中心连接；第一摄像机、第二摄像机分别安装在监测车本体的内部和外部；与中央处理器有线连接；所述旋转平台的另一侧通过合页与太阳能电池板活动连接；所述大气监测装置由第一温度传感器、第一湿度传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、二氧化氮传感器、二氧化硫传感器、有机污染物监测仪构成；所述水质监测装置由电导率传感器、pH传感器、浊度传感器和溶解氧传感器构成；所述土壤监测装置由第二温度传感器、第二湿度传感器和重金属离子监测仪构成。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能环境监测车，包括监测车本体、环境监测装置和中央处理器，其特征在于，所述监测车本体的顶部固定安装有电动机；所述电动机的顶部通过转动轴与旋转平台连接；所述旋转平台上固定安装有气泵；所述气泵通过气动伸缩杆与太阳能电池板的另一端活动连接；所述环境监测装置由大气监测装置、水质监测装置和土壤监测装置构成；所述环境监测装置的输出端与采集数据控制模块的输入端电性连接；所述采集数据控制模块的输出端与输入模块的输入端电性连接；所述输入模块的输入端通过CCD图像传感器与CCD摄像机的输出端电性连接；所述中央处理器的输入端分别与太阳能电池板、输入模块、光强传感器和GPS定位模块的输出端电性连接；所述中央处理器的输出端分别与电动机、气泵和调光模块的输入端电性连接；所述中央处理器的输出端通过采集数据分析模块与数据处理模块的输入端电性连接；所述中央处理器分别与操作显示屏、RAM存储器、MRAM存储器、数据库和无线射频收发模块电性连接；所述无线射频收发模块通过GPRS网络分别与云端存储器和监控中心连接；第一摄像机、第二摄像机分别安装在监测车本体的内部和外部；与中央处理器有线连接；所述旋转平台的另一侧通过合页与太阳能电池板活动连接；所述大气监测装置由第一温度传感器、第一湿度传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、二氧化氮传感器、二氧化硫传感器、有机污染物监测仪构成；所述水质监测装置由电导率传感器、pH传感器、浊度传感器和溶解氧传感器构成；所述土壤监测装置由第二温度传感器、第二湿度传感器和重金属离子监测仪构成。2.如权利要求1所述的太阳能环境监测车，其特征在于，所述环境监测装置设置有传感器空间配准模块；所述传感器空间配准模块与第一温度传感器、第一湿度传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、二氧化氮传感器、二氧化硫传感器、第二温度传感器、第二湿度传感器有线连接；所述传感器空间配准模块的传感器空间配准的方法包括时间对准过程和传感器系统误差估计过程，且伪量测方程的建立过程仅与目标的位置相关，而与目标的速度状态无关；时间对准过程完成传感器数据之间在时间上的对准，传感器A、传感器B在本地直角坐标系下的量测数据分别为YA(ti)和YB(ti)，且传感器A的采样频率大于传感器B的采样频率，则由传感器A向传感器B的采样时刻进行配准，具体为：采用内插外推的时间配准算法将传感器A的采样数据向传感器B的数据进行配准，使得两个传感器在空间配准时刻对同一个目标有同步的量测数据，内插外推时间配准算法如下：在同一时间片内将各传感器观测数据按测量精度进行增量排序，然后将传感器A的观测数据分别向传感器B的时间点内插、外推，以形成一系列等间隔的目标观测数据，采用常用的三点抛物线插值法的进行内插外推时间配准算法得传感器A在tBk时刻在本地直角坐标系下的量测值为：其中，tBk为配准时刻，tk-1,tk,tk+1为传感器A距离配准时刻最近的三个采样时刻，YA(tk-1)，YA(tk)，YA(tk+1)分别为其对应的对目标的探测数据；完成时间配准后，根据传感器A的配准数据与传感器B的采样数据，采用基于地心地固坐标系下的伪量测法实现传感器A和传感器B的系统误差的估计；基于ECEF的系统误差估计算法具体为：k时刻目标在本地直角坐标系下真实位置为X'1(k)＝[x'1(k),y'1(k),z'1(k)]T，极坐标系下对应的量测值为分别为距离、方位角、俯仰角；转换至本地直角坐标系下为X1(k)＝[x1(k),y1(k),z1(k)]T；传感器系统偏差为分别为距离、方位角和俯仰角的系统误差；于是有：其中表示观测噪声，均值为零、方差为式(1)用一阶近似展开并写成矩阵形式为：X'1(k)＝X1(k)+C(k)[ξ(k)+n(k)]\*MERGEFORMAT(3)其中，设两部传感器A和B，则对于同一个公共目标，地心地固坐标系下为X'e＝[x'e,y'e,z'e]T，可得：X'e＝XAs+BAX'A1(k)＝XBs+BBX'B1(k)\*MERGEFORMAT(4)BA，BB分别为目标在传感器A与传感器B本地坐标下的位置转换到ECEF坐标系下的位置时的转换矩阵；定义伪量测为：Z(k)＝XAe(k)-XBe(k)\*MERGEFORMAT(5)其中，XAe(k)＝XAs+BAXA1(k)；XBe(k)＝XBs+BBXB1(k)将式(2)、式(3)代入式(4)得到关于传感器偏差的伪测量方程：Z(k)＝H(k)β(k)+W(k)\*MERGEFORMAT(6)其中，Z(k)为伪测量向量；H(k)为测量矩阵；β为传感器偏差向量；W(k)为测量噪声向量；由于nA(k)，nB(k)为零均值、相互独立的高斯型随机变量，因此W(k)同样是零均值高斯型随机变量，其协方差矩阵为R(k)。3.如权利要求2所述的太阳能环境监测车，其特征在于，所述传感器的空间配准方法包括的步骤如下：步骤一、确定低采样率传感器的数据时刻；步骤二、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，
申请(专利权)人：张强，
类型：发明
国别省市：山东,37