一种大气pm2.5环境监测四轴飞行器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及数据监测仪器领域，具体涉及一种大气PM2.5环境监测四轴飞行器。
【背景技术】
[0002]PM2.5指大气环境中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质(例如，重金属、微生物等)，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
[0003]在现有技术中，通常通过放置多个大气PM2.5环境监测器的方法来监控环境的温湿度、光照度、PM2.5粉尘颗粒、气压等信息，但是这需要购买多个大气环境监测器，增加经济成本，如果靠人工手持监测器依次监测，则增加人力、时间成本，且十分不便，而且有时待监测的环境险恶复杂，人工监测难以实现。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种大气PM2.5环境监测四轴飞行器。
[0005]本实用新型的技术方案如下:
[0006]一种大气PM2.5环境监测四轴飞行器，包括四轴飞行器和大气PM2.5环境监测模块;所述四轴飞行器包括机身;所述机身中安装有飞行控制模块;所述机身四周安装有呈十字交叉状的四个机械臂，交叉角度为90°;每个机械臂的末端都固定有电子调速器和电机，电机上安装有螺旋桨;所述大气PM2.5环境监测模块安装在机身上，包括MCU核心模块、温湿度传感器、光照度传感器、粉尘颗粒传感器、气压传感器、无线通信模块、LCD显示屏和聚合物锂电池;所述M⑶核心模块包括UART接口、IIC接口、SPI接口和多个STM8通用输入输出接口；所述温湿度传感器、光照度传感器、粉尘颗粒传感器分别连接M⑶核心模块的STM8通用输入输出接口；所述气压传感器连接MCU核心模块的IIC接口；所述无线通信模块连接MCU核心模块的UART接口 ；所述IXD显示屏连接M⑶核心模块的SPI接口 ；所述聚合物锂电池为各部分供电。
[0007]其进一步的技术方案为:所述四个螺旋桨中，两个螺旋桨顺时针旋转，两个螺旋桨逆时针旋转;处于同一直线上的两个螺旋桨旋转方向相同。
[0008]其进一步的技术方案为:所述飞行控制模块是型号为MultiWiiSE v2.5的飞控板。
[0009]其进一步的技术方案为:所述M⑶核心模块的型号为STM8S105K4。
[0010]其进一步的技术方案为:所述温湿度传感器是型号为AOSONG AM2302的数字温湿度传感模块。
[0011]其进一步的技术方案为:所述光照度传感器是型号为T5528的光敏电阻。
[0012]其进一步的技术方案为:所述粉尘颗粒传感器是型号为SHARPGP2Y1050AU0F的粉尘颗粒传感模块。
[0013]其进一步的技术方案为:所述气压传感器是型号为BOSCH GY-68BMP180的气压传感模块。
[0014]其进一步的技术方案为:所述无线通信模块的型号为USR-WIFI232-TEVKV2。
[0015]其进一步的技术方案为:所述IXD显示屏的型号为Nokia 5110IXD。
[0016]本实用新型的有益技术效果是:
[0017]本实用新型解决了狭小环境监测大气PM2.5质量浓度垂直分布特性的难题，可应用于各个需要进行大气PM2.5环境监测的行业领域，也可用于民用近地低空大气的大气环境监测。一般情况下，只需精准控制四轴飞行器飞行至检测目标区域，通过智能移动终端即可获取目标区域的大气环境信息，结合气压高度转换方法，可以获得不同高度下的PM2.5质量浓度垂直分布特性。
[0018]本实用新型结构简单、使用方便；四轴飞行器和大气环境监测模块使用了聚合物锂电池进行供电，更加节约能源、利于环境保护;本实用新型使用范围广，具有很大的推广价值。
【附图说明】
[0019]图1是四轴飞行器的示意图。
[0020]图2是大气PM2.5环境监测模块安装在四轴飞行器上的示意图。
【具体实施方式】
[0021]图1是四轴飞行器的示意图，四轴飞行器包括机身，机身由机身上板I和机身下板2拼接组成，机身中安装有飞行控制模块。机身四周安装有呈十字交叉状的四个机械臂8，交叉角度为90°，每个机械臂8的末端都固定有电机3和电子调速器，电机3为无刷电机，每个电机3上都安装有一个螺旋桨。在四个螺旋桨中，两个螺旋桨顺时针旋转，两个螺旋桨逆时针旋转，处于同一直线上的两个螺旋桨旋转方向相同。在本实施例中，螺旋桨4和螺旋桨7按照逆时针方向旋转，螺旋桨5和螺旋桨6按照顺时针方向旋转。
[0022]图2是大气PM2.5环境模块安装在四轴飞行器上的示意图。大气PM2.5环境监测模块安装在机身中，包括温湿度传感器、光照度传感器、粉尘颗粒传感器、气压传感器、无线通信模块、LCD显示屏和聚合物锂电池。温湿度传感器、光照度传感器、粉尘颗粒传感器、气压传感器、无线通信模块均与MCU核心模块相连接。
[0023]MCU核心模块包括UART接口、IIC接口、SPI接口和多个STM8通用输入输出接口。UART接口为异步串行通信口。IIC接口为集成电路总线借口。SPI接口为串行外设接口。温湿度传感器、光照度传感器、粉尘颗粒传感器分别连接MCU核心模块的STM8通用输入输出接口 ；气压传感器连接M⑶核心模块的IIC接口 ；无线通信模块连接M⑶核心模块的UART接口 ；IXD显示屏连接MCU核心模块的SPI接口。聚合物锂电池为各部分供电。
[0024]温湿度传感器用于温湿度测量，光照度传感器用于光照度测量，粉尘颗粒传感器用于PM2.5粉尘颗粒测量，气压传感器用于气压测量，无线通信模块用于与智能移动终端传输数据。使用的电池为聚合物锂电池，电池固定在机身上板I和机身下板2上，为大气环境监测模块和四轴飞行器模块的各个部分供电。所测量的监测数据可通过无线通信模块发送到手机、平板电脑等Android智能移动终端上，并通过智能移动终端发送的相关指令读取大气环境的温湿度、光照度、PM2.5粉尘颗粒、气压等信息。
[0025]本实用新型的大气PM2.5环境监测模块中的各部分均为市售商品，可以直接购买至1J。在本实施例中，飞行控制模块是型号为fcltiWii SE v2.5的飞控板，可以通过ArduinoIDE软件来编辑和烧录相关程序；电子调速器的型号为新西达30A;电机3为无刷电机，型号为新西达A2212;螺旋桨的型号为1045。在大气PM2.5环境监测模块中，M⑶核心模块的型号为STM8S105K4;温湿度传感器是型号为AOSONG AM2302数字温湿度传感模块;光照度传感器是型号为T5528的光敏电阻;粉尘颗粒传感器是型号为SHARP GP2Y1050AU0F的粉尘颗粒传感模块;气压传感器是型号为BOSCH GY-68 BMP180的气压传感模块;无线通信模块的型号为USR-WIFI232-TEVKV2;LCD显示屏的型号为Nokia 5110 LCD。
[0026]使用时，首先将Android智能移动终端与大气PM2.5环境监测模块中的无线通信模块进行WiFi P2P配对成功，飞行控制模块控制电子调速器，电子调速器控制电机进而带动螺旋桨，使四轴飞行器在保证续航能力的前提下飞行至预定监测空间。通过Android智能移动终端向大气PM2.5环境监测模块发送读取大气环境参数的指令信息，大气PM2.5环境监测模块中型号为USR-WIFI232-TEVKV2的无线通信模块获取上位机指令后转发给MCU核心模块，由MCU核心模块读取温湿度传感器、光照度传感器、粉尘颗粒传感器和气压传感器实时监测的温湿度、光照度、PM2.5粉尘颗粒、气压等大气环境信息后，在IXD显示屏上显示，并且由无线通信模块将大气环境信息转发回Android智能移动终端。
[0027]以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种大气PM2.5环境监测四轴飞行器，其特征在于:包括四轴飞行器和大气PM2.5环境监测模块;所述四轴飞行器包括机身;所述机身中安装有飞行控制模块;所述机身四周安装有呈十字交叉状的四个机械臂，交叉角度为90°;每个机械臂的末端都固定有电子调速器和电机，电机上安装有螺旋桨;所述大气PM2.5环境监测模块安装在机身上，包括M⑶核心模块、温湿度传感器、光照度传感器、粉尘颗粒传感器、气压传感器、无线通信模块、IXD显示屏和聚合物锂电池;所述M⑶核心模块包括UART接口、IIC接口、SPI接口和多个STM8通用输入输出接口；所述温湿度传感器、光照度传感器、粉尘颗粒传感器分别连接MCU核心模块的STM8通用输入输出接口 ；所述气压传感器连接M⑶核心模块的IIC接口 ；所述无线通信模块连接M⑶核心模块的UART接口 ；所述LCD显示屏连接M⑶核心模块的SPI接口 ；所述聚合物锂电池为各部分供电； 所述MCU核心模块的型号为STM8S105K4;所述气压传感器是型号为BOSCH GY-68BMP180的气压传感模块。2.如权利要求1所述的一种大气PM2.5环境监测四轴飞行器，其特征在于:所述四个螺旋桨中，两个螺旋桨顺时针旋转，两个螺旋桨逆时针旋转;处于同一直线上的两个螺旋桨旋转方向相同。3.如权利要求1所述的一种大气PM2.5环境监测四轴飞行器，其特征在于:所述飞行控制模块是型号为MultiWii SE v2.5的飞控板。4.如权利要求1所述的一种大气PM2.5环境监测四轴飞行器，其特征在于:所述温湿度传感器是型号为AOSONG AM2302的数字温湿度传感模块。5.如权利要求1所述的一种大气PM2.5环境监测四轴飞行器，其特征在于:所述光照度传感器是型号为T5528的光敏电阻。6.如权利要求1所述的一种大气PM2.5环境监测四轴飞行器，其特征在于:所述粉尘颗粒传感器是型号为SHARP GP2Y1050AU0F的粉尘颗粒传感模块。7.如权利要求1所述的一种大气PM2.5环境监测四轴飞行器，其特征在于:所述无线通信模块的型号为USR-WIFI232-TEVKV2。8.如权利要求1所述的一种大气PM2.5环境监测四轴飞行器，其特征在于:所述LCD显示屏的型号为Nokia 5110 LCD。
【专利摘要】本实用新型公开了一种大气PM2.5环境监测四轴飞行器，包括四轴飞行器和大气PM2.5环境监测模块；所述四轴飞行器包括机身；所述大气PM2.5监测模块安装在机身上，包括MCU核心模块、温湿度传感器、光照度传感器、粉尘颗粒传感器、气压传感器、无线通信模块、LCD显示屏和聚合物锂电池；所述温湿度传感器、光照度传感器、粉尘颗粒传感器、气压传感器、无线通信模块均与MCU核心模块相连接；所述聚合物锂电池为各部分供电；本实用新型解决了近地大气空间环境中PM2.5实时监测的难题，结构简单、使用方便；更加节约能源、利于环境保护；使用范围广，具有很大的推广价值。
【IPC分类】B64C27/08, B64D47/00, G01D21/02, G01N15/06
【公开号】CN205221100
【申请号】CN201520995486
【发明人】邱晓荣, 黄能耿, 杜伟略, 吴朝晖
【申请人】无锡职业技术学院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月3日