一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统和方法，该系统包括多旋翼无人机、地面站系统及有毒有害气体检测装置，有毒有害气体检测装置通过POGOPIN方式与多旋翼无人机连接；其中，多旋翼无人机包括飞控系统，飞控系统与地面站系统通过数据链路系统进行数据通信；地面站系统通过无线数据链路系统获取多旋翼无人机的飞行状态数据及有毒有害气体检测装置采集的气体浓度数据以实现自主任务航线规划。本发明专利技术中有毒有害气体检测装置通过POGOPIN方式与多旋翼无人机连接可进行快速安装连接，缩短现场执行任务时的安装准备时间，还可同时对多种气体进行检测，并将监测的数据通过数据链路传输到地面站系统以便及时排险。

A detection system and method of toxic and harmful gas based on multi rotor unmanned aerial vehicle

The invention provides a multi rotor UAV Based on the toxic and harmful gas detection system and method, the system includes a multi rotor UAV, ground station system and toxic gas detection device, toxic and harmful gas detection device by means of POGOPIN and multi rotor UAV connected; wherein, including multi rotor UAV flight control system the flight control system and ground station system data communication via a data link system; flight data of ground station system through the wireless data link system for multi rotor UAV and toxic gas detection device of mining gas concentration data sets to realize autonomous route planning task. The invention of toxic and harmful gas detection device by means of POGOPIN and multi rotor UAV connection can be quickly connected, shorten the mission installation time to prepare, but also at the same time to detect gases, and the monitoring data through the data link is transmitted to the ground station system for timely risk.

【技术实现步骤摘要】
一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统和方法
本专利技术涉及有毒有害气体检测
，尤其涉及一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统和方法。
技术介绍
多旋翼无人机，是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的无人机。其通过每个轴上的电机转动，带动旋翼，从而产生升推力，通过改变不同旋翼之间的相对转速，可以改变单轴推进力的大小，从而控制飞行器的运行轨迹。目前多旋翼无人机应用范围比较有限，主要集中在消费娱乐和行业应用方面；在行业应用中可以用于森林、公共安全、急救、测绘等方面。随着城市化发展越来越迅速，在发展过程中产生的工业废气、PM2.5、消防有毒有害气体等严重影响着人们的生活健康。目前应用无人机进行的有毒有害气体检测主要是采用气体采集袋、泵入式气体传感器等方式实现。采用气体采集袋的方式是将采集袋安装在无人机上，无人机通过待检测区域上空时收集样本气体，然后地面端工作人员对所采集的气体进行后处理分析以确定气体情况，这种方式所会存在气体腐蚀采集袋、收集气体不充分、不能重复检测、成本高、操作复杂的问题。另一种方式是采用泵入式气体传感器方式，将泵入式气体传感器安装在无人机上，无人机在待检测区域通过泵入空气到气体传感器中实现气体的实时采集。这种方式中的泵为易损件，在工作过程中容易出现故障，且这种故障会导致检测的气体数据不准确，从而导致地面站系统判断决策出错。
技术实现思路
本专利技术针对现有方式的缺点，提出一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统和方法，用以解决现有技术存在的上述问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统，包括多旋翼无人机、地面站系统及有毒有害气体检测装置：所述有毒有害气体检测装置包括采集板和至少八个检测不同气体的气体传感器，每个所述气体传感器采用底座插拔式安装在所述采集板上；所述有毒有害气体检测装置通过POGOPIN方式与所述多旋翼无人机连接；所述地面站系统通过数据链路系统获取所述多旋翼无人机的飞行状态数据及所述有毒有害气体检测装置采集的气体浓度数据。其中，所述地面站系统与多旋翼无人机中的飞控系统通过无线数据链路系统进行数据通信。进一步的，所述有毒有害气体检测装置还包括控制器，每个所述气体传感器通过拓扑方式与所述控制器相连，具体是指在每个所述气体传感器的发送端RXD与所述控制器的发送端TXD之间串接一个隔离二极管。进一步的，每个所述气体传感器均采用串口方式向所述飞控系统输出采集的气体浓度数据。进一步的，每个所述气体传感器内部均具有ID号以供所述有毒有害气体检测装置判断所述气体传感器检测气体的类型。进一步的，所述气体传感器均采用统一供电方式供电；若所述气体传感器为八个，其中的六个所述气体传感器采用电化学方式原理检测气体，其中的两个所述气体传感器采用红外检测原理检测气体。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测方法，具体步骤如下：挂载了有毒有害气体检测装置的多旋翼无人机开机以执行检测目标区域有毒有害气体的飞行任务；所述有毒有害气体检测装置通过所述多旋翼无人机的飞控系统接收地面站系统发出的检测有毒有害气体指令；至少八个检测不同气体的气体传感器进行气体采集，所述有毒有害气体检测装置对所采集的气体进行分析、处理以获取相应的气体浓度数据，再传输所述气体浓度数据至所述飞控系统；所述飞控系统将气体浓度数据进行统一打包，并按照数据传输协议将打包的数据通过无线数据链路系统发送到地面站系统；所述地面站系统对打包的数据进行解包、分析、处理以获取并存储所述气体浓度数据，并发出让所述有毒有害气体检测装置停止采集气体的指令；所述有毒有害气体检测装置停止采集气体，飞控系统控制多旋翼无人机返航；其中，所述有毒有害气体检测装置还包括采集板，每个所述气体传感器采用底座插拔式安装在所述采集板上；所述有毒有害气体检测装置通过POGOPIN方式与所述多旋翼无人机连接；所述地面站系统通过数据链路系统获取所述多旋翼无人机的飞行状态数据及所述有毒有害气体检测装置采集的气体浓度数据。进一步的，所述有毒有害气体检测装置还包括控制器，每个所述气体传感器通过拓扑方式与所述控制器相连，具体是指在每个所述气体传感器的发送端RXD与所述控制器的发送端TXD之间串接一个隔离二极管。进一步的，每个所述气体传感器均采用串口方式向所述飞控系统输出采集的气体浓度数据。进一步的，每个所述气体传感器内部均具有ID号以供所述有毒有害气体检测装置判断所述气体传感器检测气体的类型。进一步的，所述气体传感器均采用统一供电方式供电；若所述气体传感器为八个，其中的六个所述气体传感器采用电化学方式原理检测气体，其中的两个所述气体传感器采用红外检测原理检测气体。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、有毒有害气体检测装置通过POGOPIN方式与多旋翼无人机连接可进行快速安装连接，缩短现场执行任务时的安装准备时间，还可同时对至少八种气体进行检测，并将监测的数据通过无线数据链路传输到地面站系统以便及时排险；2、八种气体传感器采用独立方式安装在一个采集板上，可以同时检测八种气体浓度，集成度高，成本更低，应用范围更广；3、气体传感器采用底座插拔式安装，可以快速进行更换以最大限度保证多旋翼无人机的应用范围。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术实施例一的一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统的结构图；图2为本专利技术实施例一中的多旋翼无人机结构图；图3为本专利技术实施例一中的有毒有害气体检测装置结构图；图4为本专利技术实施例一中的八种气体传感器串联通信的拓扑结构图；图5为本专利技术实施例一的一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统检测有毒有害气体的流程图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”和“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分例，实施而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。因此，为了解决上述问题，提供了一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统。实施例一如图1所示，本专利技术实施例一提供了一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统，包括多旋翼无人机101、飞控系统102、地面站系统103及有毒有害气体检测装置104，有毒有害气体检测装置包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统，其特征在于，包括多旋翼无人机、地面站系统及有毒有害气体检测装置：所述有毒有害气体检测装置包括采集板和至少八个检测不同气体的气体传感器，每个所述气体传感器采用底座插拔式安装在所述采集板上；所述有毒有害气体检测装置通过POGOPIN方式与所述多旋翼无人机连接；所述地面站系统通过数据链路系统获取所述多旋翼无人机的飞行状态数据及所述有毒有害气体检测装置采集的气体浓度数据。其中，所述地面站系统与多旋翼无人机中的飞控系统通过无线数据链路系统进行数据通信。

【技术特征摘要】
1.一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测系统，其特征在于，包括多旋翼无人机、地面站系统及有毒有害气体检测装置：所述有毒有害气体检测装置包括采集板和至少八个检测不同气体的气体传感器，每个所述气体传感器采用底座插拔式安装在所述采集板上；所述有毒有害气体检测装置通过POGOPIN方式与所述多旋翼无人机连接；所述地面站系统通过数据链路系统获取所述多旋翼无人机的飞行状态数据及所述有毒有害气体检测装置采集的气体浓度数据。其中，所述地面站系统与多旋翼无人机中的飞控系统通过无线数据链路系统进行数据通信。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述有毒有害气体检测装置还包括控制器，每个所述气体传感器通过拓扑方式与所述控制器相连，具体是指在每个所述气体传感器的发送端RXD与所述控制器的发送端TXD之间串接一个隔离二极管。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，每个所述气体传感器均采用串口方式向所述飞控系统输出采集的气体浓度数据。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，每个所述气体传感器内部均具有ID号以供所述有毒有害气体检测装置判断所述气体传感器检测气体的类型。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述气体传感器均采用统一供电方式供电；若所述气体传感器为八个，其中的六个所述气体传感器采用电化学方式原理检测气体，其中的两个所述气体传感器采用红外检测原理检测气体。6.一种基于多旋翼无人机的有毒有害气体检测方法，其特征在于，具体步骤如下：挂载了有毒有害气体检测装置的多旋翼无人机开机以执行检测目标区域有毒有害气体的飞行任务；所述有毒有害气体检测装置通过所述多旋翼无人机的飞控系统接收地面站系统发出的检测有毒有害气体指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明政，
申请(专利权)人：深圳市智璟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44