无人机多组分气体传感器系统技术方案

本实用新型专利技术公开了无人机多组分气体传感器系统，包括MCU、存储模块、通信传输模块、多组气体传感器模块、串口通信模块、网口通信模块、机载控制模块、电源转换模块、保护模块，MCU分别与存储模块、通信传输模块、串口通信模块、网口通信模块、电源转换模块项链，串口通信模块与多组气体传感器模块相连，网口通信模块与通信传输模块项链，机载控制模块与电源转换模块相连。本实用新型专利技术能够对不同气体敏感的气敏元件制作在一块芯片上组成传感器阵列,减少分立器件所占的体积二是将电路设计成专用集成电路,完成特定的检测任务，实现多气体的检测,并能和其他气体检测器兼容,降低测试多种气体的成本。

Multi component gas sensor system for UAVs

The utility model discloses a multi-component gas sensor system for an UAV, which comprises a MCU, a storage module, a communication transmission module, a multi-group gas sensor module, a serial port communication module, a network port communication module, an airborne control module, a power conversion module, a protection module, and a MCU respectively with a storage module, a communication transmission module, and a serial port. Communication module, network interface communication module, power conversion module necklace, serial communication module and a number of gas sensor modules connected, network interface communication module and communication transmission module necklace, airborne control module and power conversion module connected. The utility model can fabricate a sensor array on a chip sensitive to different gases, reduce the volume occupied by discrete devices, design a circuit into an ASIC, complete a specific detection task, realize the detection of multiple gases, and be compatible with other gas detectors to reduce the testing of multiple gases. Cost.

【技术实现步骤摘要】
无人机多组分气体传感器系统
本技术属于环境监测领域，尤其涉及一种无人机多组分气体传感器系统。
技术介绍
近几年来，国内对于无人机应用与大气污染物的研究才刚刚开展，目前主要用于环境应急和简单的大气环境指标监测，其中可监测的指标主要包括CO2、臭氧、粒子浓度、温度、湿度、NO2和压力等，如中科院微电子所于2010年设计了基于光子晶体阵列滤波器结构的红外MEMS气体传感器，能够实现针对多种气体探测的高灵敏度探测；中国科学院大气物理研究所设计了2种型号微型无人机，搭载了改进的臭氧传感器和粒子探测仪以及温度湿度传感器进行了探空试验，测量数据合理可信，无人机平台、机载传感器和地面系统都达到了设计指标；中科院安徽光机所利用大气物理研究所研制的无人飞机平台，搭载大气污染差分吸收光谱探测系统，成功获取大气污染成分的二维时空分布。事实上，近地空气成分的测量与估计精度与气流和风速等气象参数密切相关。现有的多旋翼无人机空气质量监测平台虽然能够测量多种气体的浓度，但并未考虑到旋翼无人机产生的气流等对于测量精度的影响。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术公开了无人机多组分气体传感器系统，能够对不同气体敏感的气敏元件制作在一块芯片上组成传感器阵列,减少分立器件所占的体积二是将电路设计成专用集成电路,完成特定的检测任务，实现多气体的检测,并能和其他气体检测器兼容,降低测试多种气体的成本。为了达到以上目的，本技术提供如下技术方案：无人机多组分气体传感器系统，包括MCU、存储模块、通信传输模块、多组气体传感器模块、串口通信模块、网口通信模块、机载控制模块、电源转换模块、保护模块，MCU分别与存储模块、通信传输模块、串口通信模块、网口通信模块、电源转换模块项链，串口通信模块与多组气体传感器模块相连，网口通信模块与通信传输模块项链，机载控制模块与电源转换模块相连，多组气体传感器模块分别与保护模块相连，保护模块包括采集模块和保护控制模块，采集模块与保护控制模块相连，机载控制模块内部设置有漏电保护模块。作为本技术的一种优选方案，所述多组气体传感器模块包括一氧化碳、硫化氢、氨气、二氧化氮、一氧化氮、氯气、二氧化硫、氟化氢传感器，且各传感器采用电化学传感器。作为本技术的一种优选方案，所述通信传输模块包括WIFI单元和4G通信单元，所述串口通信模块分别与WIFI单元和4G通信单元相连。作为本技术的一种优选方案，所述传感器模块中可加入红外MEMS气体传感器。作为本技术的一种优选方案，所述串口通信模块包括串口及Modbus协议单元。作为本技术的一种优选方案，所述MCU采用FPGA芯片。作为本技术的一种优选方案，所述多组气体传感器模块嵌入在无人机的探测器范围内。作为本技术的一种优选方案，所述多组气体传感器模块还可采用Module气体传感器。与现有技术相比，本技术具备的有益效果：本技术主要包括多种主控设备、气体传感器、WIFI、4G通信模块、机载电源、电源转换模块、SD卡。主控设备通过串口及Modbus协议读取各传感器气体浓度，将读到的气体浓度经由网口发送至WIFI或4G模块，然后经由这些远程通信模块将气体浓度发送至地面站。同时，读取到的气体浓度还可保存至本地的SD卡中。WIFI、4G通信模块除了可以将无人机传感器采集到的数据发送至地面站以外，还可接收地面站的控制指令远程对无人机及传感器进行控制。电源转换模块将机载电源进行转换，为硬件设备进行供电。附图说明图1为多组分气体传感器系统的机构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。如图1所示的无人机多组分气体传感器系统，包括MCU1、存储模块7、通信传输模块4、多组气体传感器模块5、串口通信模块3、网口通信模块2、机载控制模块9、电源转换模块、保护模块，MCU1分别与存储模块7、通信传输模块4、串口通信模块3、网口通信模块2、电源转换模块8项链，串口通信模块3与多组气体传感器模块5相连，网口通信模块2与通信传输模块4项链，机载控制模块9与电源转换模块8相连，多组气体传感器模块5分别与保护模块相连，多组气体传感器模块5包括一氧化碳、硫化氢、氨气、二氧化氮、一氧化氮、氯气、二氧化硫、氟化氢传感器，且各传感器采用电化学传感器，保护模块6包括采集模块和保护控制模块，采集模块与保护控制模块相连，机载控制模块9内部设置有漏电保护模块10，多组气体传感器模块5能够集成传感器模块，将多个传感器集成一体。优选的，传感器模块中可加入红外MEMS气体传感器，MEMS气体传感器作为国内先进的红外传感器，能够实现针对多种气体探测的高灵敏度探测。优选的，通信传输模块4包括WIFI单元和4G通信单元，串口通信模块3分别与WIFI单元和4G通信单元相连，通过WIFI、4G模块控制无人机和接收传感器数据，并对气体浓度进行实时显示和记录，4G通信相对于原有通信技术通信速度更快、网络频谱更宽、频率使用效率更高、通信应用更加丰富，不仅可以实现随时随地通信，而且可以双向传输资料、图像，智能型更高、终端兼容性更好，能跟多种网络互连。WIFI通信是基于无线电波的通信，通过放大器甚至可以将通信范围覆盖到公里级，而且传输速度快可以大大11mbps，同时组网方式非常简单、便于实施。双通信的方式不仅增强了通信的可靠性，而且为用户在不同场景下提供了更多的选择，使产品的适用性大大增强。优选的，串口通信模块3包括串口及Modbus协议单元，主控设备通过串口及Modbus协议读取各传感器气体浓度，将读到的气体浓度经由网口发送至WIFI或4G模块，由其他设备对具体的读取单元进行监测。在具体实施过程中，WIFI、4G通信模块除了可以将无人机传感器采集到的数据发送至地面站以外，还可接收地面站的控制指令远程对无人机及传感器进行控制。电源转换模块8将机载电源进行转换，为硬件设备进行供电。本技术方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无人机多组分气体传感器系统，其特征在于：包括MCU、存储模块、通信传输模块、多组气体传感器模块、串口通信模块、网口通信模块、机载控制模块、电源转换模块、保护模块，所述MCU分别与存储模块、通信传输模块、串口通信模块、网口通信模块、电源转换模块项链，所述串口通信模块与多组气体传感器模块相连，所述网口通信模块与通信传输模块项链，所述机载控制模块与电源转换模块相连，所述多组气体传感器模块分别与保护模块相连，所述保护模块包括采集模块和保护控制模块，所述采集模块与保护控制模块相连，所述机载控制模块内部设置有漏电保护模块。

【技术特征摘要】
1.无人机多组分气体传感器系统，其特征在于：包括MCU、存储模块、通信传输模块、多组气体传感器模块、串口通信模块、网口通信模块、机载控制模块、电源转换模块、保护模块，所述MCU分别与存储模块、通信传输模块、串口通信模块、网口通信模块、电源转换模块项链，所述串口通信模块与多组气体传感器模块相连，所述网口通信模块与通信传输模块项链，所述机载控制模块与电源转换模块相连，所述多组气体传感器模块分别与保护模块相连，所述保护模块包括采集模块和保护控制模块，所述采集模块与保护控制模块相连，所述机载控制模块内部设置有漏电保护模块。2.根据权利要求1所述的无人机多组分气体传感器系统，其特征在于：所述多组气体传感器模块包括一氧化碳、硫化氢、氨气、二氧化氮、一氧化氮、氯气、二氧化硫、氟化氢传感器，且各传感器采用电化学传感器。...

【专利技术属性】
技术研发人员：马贺平，
申请(专利权)人：苏州天地衡遥感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32