无人机的扬尘在线监测预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无人机的扬尘在线监测预警系统。本发明专利技术通过在无人机的云台上搭载采样罐，在无人机的底部设置可打开的底盖，无人机内设置扬尘监测模块；无人机通过采样罐采集待检测区域内的扬尘样本，并将完成采集后的采样罐经打开的底盖运送至无人机内部，以通过扬尘监测模块对采样罐中的扬尘样本进行检测，获得第一颗粒物浓度；数据处理模块根据预设补偿函数及第一颗粒物浓度获得第二颗粒物浓度；监控模块在第二颗粒物浓度大于预设阈值时进行报警。将扬尘监测模块内置于无人机中进行监测，有效阻挡了部分气流，减少了无人机飞行对监测结果的干扰；通过补偿函数对颗粒物浓度进行修正，减少了颗粒物浓度因气压变化的影响，增加了监测的准确性。

On-line monitoring and early warning system for dust lifting of UAV

【技术实现步骤摘要】
无人机的扬尘在线监测预警系统
本专利技术涉及数据检测
，尤其涉及一种无人机的扬尘在线监测预警系统。
技术介绍
随着我国快速工业化、城镇化发展，高耗能、高排放、高污染等环境问题逐渐突显，其中，城市扬尘污染是环境污染的主要来源，严重降低了空气质量，影响居民的日常生活。为了全面了解区域内的扬尘污染情况，传统的定点扬尘监测已经不能满足用户对于监测范围及实时性的需求，无人机扬尘监测受到了用户的青睐。目前无人机扬尘监测通常将传感器搭载在无人机云台上，通过传感器直接与扬尘接触进行颗粒物浓度测量，然而无人机在飞行过程中会产生气压变化，甚至还会产生气流变化，导致传感器周边空气的流速处于快速变化的状态，极大干扰了传感器测量的准确性。上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种无人机的扬尘在线监测预警系统，旨在解决现有技术中无人机对扬尘监测时测量结果不准确的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种无人机的扬尘在线监测预警系统，所述无人机的扬尘在线监测预警系统包括无人机、数据处理模块及监控模块；所述无人机的下方设置有云台，所述云台上搭载采样罐，所述无人机的底部设置有可打开的底盖，所述无人机内设置有扬尘监测模块；其中，所述无人机，用于通过所述采样罐采集待检测区域内的扬尘样本，并将完成采集后的所述采样罐经打开的所述底盖运送至所述无人机内部；所述扬尘监测模块，用于对所述采样罐中的扬尘样本进行检测，获得第一颗粒物浓度；所述数据处理模块，用于根据预设补偿函数及所述第一颗粒物浓度获得第二颗粒物浓度，并判断所述第二颗粒物浓度是否大于预设阈值；所述监控模块，用于在所述第二颗粒物浓度大于预设阈值时进行报警。优选地，所述数据处理模块，还用于获取多个待检测区域内无人机在不同高度时对应的第三颗粒物浓度，并根据无人机在获取第三颗粒物浓度时的不同高度获取对应的气压信息，以根据所述气压信息与所述第三颗粒物浓度建立预设补偿函数。优选地，所述无人机内还设置有新风模块，用于在待检测区域变化时，对所述采样罐内的扬尘样本进行净化。优选地，所述扬尘监测模块包括颗粒物检测传感器、模数转换单元、放大单元及微控制器；其中，所述颗粒物检测传感器，用于对所述采样罐中的扬尘样本进行检测，获得模拟电压信号；所述模数转换单元，用于将所述模拟电压信号转换为第一数字信号；所述放大单元，用于将所述第一数字信号放大为第二数字信号；所述微控制器，用于根据所述第二数字信号获得第一颗粒物浓度。优选地，所述颗粒物检测传感器为泵吸式激光粉尘传感器。优选地，所述扬尘监测模块还包括湿度传感器，用于对所述采样罐中的扬尘样本进行检测，获得湿度信息。优选地，所述无人机与所述数据处理模块通过RS485、TTL及Zigbee中的至少一种协议进行数据传输。优选地，所述无人机的云台上搭载图像采集模块，用于在所述监控模块报警时，采集待检测区域的图像，并将所述图像发送至所述数据处理模块。优选地，所述监控模块包括报警单元及显示单元；所述报警单元为警报灯或蜂鸣器，所述显示单元为LED显示屏。优选地，所述数据处理模块，还用于将所述图像、在采集图像时的待检测区域所分别获得对应的第二颗粒物浓度及湿度信息进行叠加处理，以将叠加后的图像发送至所述显示单元进行显示。本专利技术通过在无人机的云台上搭载采样罐，在无人机的底部设置可打开的底盖，无人机内设置扬尘监测模块；无人机通过采样罐采集待检测区域内的扬尘样本，并将完成采集后的采样罐经打开的底盖运送至无人机内部，以通过扬尘监测模块对采样罐中的扬尘样本进行检测，获得第一颗粒物浓度；数据处理模块根据预设补偿函数及第一颗粒物浓度获得第二颗粒物浓度；监控模块在第二颗粒物浓度大于预设阈值时进行报警。将扬尘监测模块内置于无人机中进行监测，有效阻挡了部分气流，减少了无人机飞行对监测结果的干扰；通过补偿函数对颗粒物浓度进行修正，减少了颗粒物浓度因气压变化的影响，增加了监测的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1是本专利技术一种无人机的扬尘在线监测预警系统一实施例的结构示意图；图2是本专利技术一实施例中扬尘监测模块的结构示意图。附图标号说明：本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通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。需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。本专利技术提供一种无人机的扬尘在线监测预警系统。参照图1，在一实施例中，所述无人机的扬尘在线监测预警系统包括无人机100、数据处理模块200及监控模块300；所述无人机100的下方设置有云台(图未示)，所述云台上搭载采样罐110，所述无人机100的底部设置有可打开的底盖(图未示)，所述无人机100内设置有扬尘监测模块120；其中，所述无人机100，用于通过所述采样罐110采集待检测区域内的扬尘样本，并将完成采集后的所述采样罐110经打开的所述底盖运送至所述无人机100内部；所述扬尘监测模块120，用于对所述采样罐110中的扬尘样本进行检测，获得第一颗粒物浓度；所述数据处理模块200，用于根据预设补偿函数及所述第一颗粒物浓度获得第二颗粒物浓度，并判断所述第二颗粒物浓度是否大于预设阈值；所述监控模块300，用于在所述第二颗粒物浓度大于预设阈值时进行报警。需要说明的是，现有技术中为了实现大面积的扬尘监测，通常在无人机底部外挂传感器装置进行检测，但是由于无人机在上升过程中会产生气压变化，而且若使用多旋翼无人机，还可能会产生气流变化，从而影响传感器检测结果的准确性。本实施例通过将扬尘监测模块设置于无人机内部，有效阻挡了部分气流，减少了无人机飞行对监测结果的干扰。另外，考虑到扬尘中的颗粒物浓度因气压不同而有差异，本实施例通过利用补偿函数对颗粒物浓度进行修正，减少了颗粒物浓度因气压变化的影响，使扬尘监测结果更加准确。易于理解的是，扬尘中的颗粒物主要包括TSP(TotalSuspend本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机的扬尘在线监测预警系统，其特征在于，包括无人机、数据处理模块及监控模块；所述无人机的下方设置有云台，所述云台上搭载采样罐，所述无人机的底部设置有可打开的底盖，所述无人机内设置有扬尘监测模块；其中，所述无人机，用于通过所述采样罐采集待检测区域内的扬尘样本，并将完成采集后的所述采样罐经打开的所述底盖运送至所述无人机内部；所述扬尘监测模块，用于对所述采样罐中的扬尘样本进行检测，获得第一颗粒物浓度；所述数据处理模块，用于根据预设补偿函数及所述第一颗粒物浓度获得第二颗粒物浓度，并判断所述第二颗粒物浓度是否大于预设阈值；所述监控模块，用于在所述第二颗粒物浓度大于预设阈值时进行报警。

【技术特征摘要】
1.一种无人机的扬尘在线监测预警系统，其特征在于，包括无人机、数据处理模块及监控模块；所述无人机的下方设置有云台，所述云台上搭载采样罐，所述无人机的底部设置有可打开的底盖，所述无人机内设置有扬尘监测模块；其中，所述无人机，用于通过所述采样罐采集待检测区域内的扬尘样本，并将完成采集后的所述采样罐经打开的所述底盖运送至所述无人机内部；所述扬尘监测模块，用于对所述采样罐中的扬尘样本进行检测，获得第一颗粒物浓度；所述数据处理模块，用于根据预设补偿函数及所述第一颗粒物浓度获得第二颗粒物浓度，并判断所述第二颗粒物浓度是否大于预设阈值；所述监控模块，用于在所述第二颗粒物浓度大于预设阈值时进行报警。2.如权利要求1所述的无人机的扬尘在线监测预警系统，其特征在于，所述数据处理模块，还用于获取多个待检测区域内无人机在不同高度时对应的第三颗粒物浓度，并根据无人机在获取第三颗粒物浓度时的不同高度获取对应的气压信息，以根据所述气压信息与所述第三颗粒物浓度建立预设补偿函数。3.如权利要求2所述的无人机的扬尘在线监测预警系统，其特征在于，所述无人机内还设置有新风模块，用于在待检测区域变化时，对所述采样罐内的扬尘样本进行净化。4.如权利要求1至3中任一项所述的无人机的扬尘在线监测预警系统，其特征在于，所述扬尘监测模块包括颗粒物检测传感器、模数转换单元、放大单元及微控制器；其中，所述颗粒物检测传感器，用于对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：易丽德，沈卫明，燕翔，
申请(专利权)人：深圳市宇驰环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44