一种环境污染自动寻源方法技术

本发明专利技术公开了一种环境污染自动寻源方法，属于自动控制轨迹跟踪技术领域。本发明专利技术通过在无人机端搭载检测模块、高精度定位模块和无线通信模块，从而实现对污染物的超视距监控；同时，结合MATLAB软件对无人机采集的数据进行分析处理，通过污染物浓度公式计算出各点污染物的浓度大小，并分析污染物扩散路径，结合浓度梯度信息，对无人机的飞行轨迹进行控制，从而确定污染源的位置信息并反馈，完成自动寻源过程，机动性强，检测范围广，而且不受场地限制。

An automatic source seeking method for environmental pollution

【技术实现步骤摘要】
一种环境污染自动寻源方法
本专利技术属于自动控制轨迹跟踪
，更具体地说，涉及一种环境污染自动寻源方法。
技术介绍
近年来，随着人们对环境质量的关注度越来越高，为了进一步改善我国的空气质量，很多空气污染监测装置也陆续登上市场。其中，扬尘监测、PM2.5监测等各种监测系统已经比较成熟，该种监测设备大多是通过采用相关检测污染物的传感器实现对污染物浓度的监测，然后反馈相关监测数据，并对数据进行处理，最终实现对空气污染的监测。但是，由于气体污染物不断从污染源中释放后，在风力的作用下会向周围扩散，同时，污染物浓度会受到气体自身的物理特性、地形地貌、建筑物等因素的影响，从而呈现间歇、浓度递减状态分布。然而现有的大气污染监测点位置固定，对于突发事件导致的污染源，很难准确定位其具体的位置。同时，现在的环境污染具有区域范围大、区域间污染物传输量大、污染源种类多、污染因子相对复杂等特点，环境监管难度非常大。此外，由于成本原因及监测的数据和分析系统的大小问题，现有的检测系统无法搭载多个监测器，使得传统的监测装置虽然能够监测大气环境的污染物浓度，但每次只能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环境污染自动寻源方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一：将主控模块、检测模块、定位模块和无线通信模块搭载到无人机平台；/n步骤二：控制无人机在区域内飞行并进行污染物监测，然后将所得数据经地面接收站传输至数据分析模块；/n步骤三：数据分析模块对数据进行处理，利用污染物浓度公式计算出区域内最大污染物的浓度并获取其位置坐标；/n步骤四：以步骤三中所得最大污染物浓度的位置坐标为参考点构建大气污染物时空变化立体模型，并控制无人机飞往该模型区域，完成一个自动寻源过程；/n步骤五：无人机在步骤四中所构建的模型区域内重复步骤二至步骤四操作，最终找出污染源。/n

【技术特征摘要】
1.一种环境污染自动寻源方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将主控模块、检测模块、定位模块和无线通信模块搭载到无人机平台；
步骤二：控制无人机在区域内飞行并进行污染物监测，然后将所得数据经地面接收站传输至数据分析模块；
步骤三：数据分析模块对数据进行处理，利用污染物浓度公式计算出区域内最大污染物的浓度并获取其位置坐标；
步骤四：以步骤三中所得最大污染物浓度的位置坐标为参考点构建大气污染物时空变化立体模型，并控制无人机飞往该模型区域，完成一个自动寻源过程；
步骤五：无人机在步骤四中所构建的模型区域内重复步骤二至步骤四操作，最终找出污染源。


2.根据权利要求1所述的一种环境污染自动寻源方法，其特征在于：步骤二中，无人机进行区域飞行时，设定高度h后，先上升至1/3h的高度并以S型轨迹飞满所在平面，再上升至2/3h的高度以S型轨迹飞满所在平面，直至飞满整个区域，然后将测得的多个污染物浓度及位置坐标的数据经主控模块整合后，由无线通信模块发送回地面接收站；最后由地面接收站的无线通信模块接收后传输至主控模块处理，再由数据转化模块转换成USB数据传输至数据分析模块。


3.根据权利要求2所述的一种环境污染自动寻源方法，其特征在于：无人机采用APM自动驾驶控制器；所述主控模块采用STM32芯片；所述无线通信模块采用NRF24L01无线模块，且其通过SPI引脚与主控模块相连。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海金，袁凡，郁昌平，汪利胜，任浩，赵杰，胡梦姿，刘旭彪，傅民，朱子航，张金辉，钱靖，宿文志，毛钰，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34