一种搭载式大气瞭望监测系统及控制方法与流程

1.本发明涉及环境监测技术领域，特别涉及一种搭载式大气瞭望监测系统及控制方法。


背景技术：

2.由于我国工业园区数量大、分布广、涉及产业门类多、污染负荷大且发展不均衡，使得我国工业园区环境治理的市场需求大、治理要求高、治理难度大。早期国内市场的网格化空气质量监测迅速发展，但是存在监测精度不高，维护成本高，近年出现了光学测量方法的空气小型站。
3.现有技术的不足之处在于，目前大部分环境检测点为固定点位，受地面因素制约、缺乏机动性、无法快速立体化的执行任务的缺点。


技术实现要素：

4.本发明的目的克服现有技术存在的不足，为实现以上目的，采用一种搭载式大气瞭望监测系统及控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.一种搭载式大气瞭望监测系统及控制方法，所述监测系统包括单片机中控系统、气体采集系统、空气质量气体监测模块、粒径谱监测模块、环境监测模块、数据储存系统、通信系统，以及移动终端；
6.所述单片机中控系统用于资源调度和数据的采集与处理；
7.所述气体采集系统用于抽取周围环境中的空气，且实时输送至空气质量气体监测模块和粒径谱监测模块；
8.所述空气质量气体监测模块用于检测空气中各类气体的实时浓度值；
9.所述粒径谱监测模块用于粒径分布的监测；
10.所述环境监测模块用于实时获取当前地理环境信息，以及气压与速度信息；
11.所述数据储存系统用于储存采集到的各监测因子数据与环境参数值；
12.所述通讯系统用于将单片机中控系统处理的数据发送给移动终端；
13.所述移动终端用于系统功能设定，并接收和显示系统的监测数据。
14.作为本发明的进一步的方案：所述单片机中控系统与气体采集系统、空气质量气体监测模块、粒径谱监测模块、环境监测模块、通信系统，以及移动终端相连接。
15.作为本发明的进一步的方案：所述单片机中控系统、数据存储系统，以及通信系统均设置有外部通讯接口。
16.作为本发明的进一步的方案：所述气体采集系统包括气泵、进气口、第一出气口、第二出气口，以及第一外部电源，所述第一出气口与所述空气质量气体监测模块相连通，所述第二出气口与所述粒径谱监测模块相连通。
17.作为本发明的进一步的方案：所述空气质量气体监测模块包括so2电化学传感器、no2电化学传感器、o3电化学传感器、co电化学传感器，以及tvoc光电离传感器。
18.作为本发明的进一步的方案：所述环境监测模块包括gps高度监测模块、经纬度监测模块、气压监测模块，以及速度监测模块。
19.作为本发明的进一步的方案：所述移动终端包括上位机、设置于上位机的接收端，以及显示单元，所述接收端包括第二外部电源，以及接收模块。
20.作为本发明的进一步的方案：所述通讯系统采用433mhz和4g的兼容通讯方式。
21.作为本发明的进一步的方案：监测系统设置有用于连接多种移动工具的外部支撑搭载结构件。
22.另一方面的技术方案：一种搭载式大气瞭望监测系统的控制方法，具体步骤包括：
23.s1、设置监测系统的气泵、单片机中控系统，以及接收端依次得电；
24.s2、通过空气质量气体监测模块、粒径谱监测模块，以及环境监测模块采集数据并发送给单片机中控系统；
25.s3、单片机中控系统处理数据并存储到输出储存系统，通过通讯系统将存储的数据发送给接收端；
26.s4、接收端将接收的数据发送给移动终端；
27.s5、移动终端将数据进行处理，形成数据记录，同时重复步骤s2至s5直至形成单次任务的测试报告。
28.与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：
29.本发明监测系统的设计实现轻量化与小型化，不仅可以应用于车载走航的应用场景，同时也可以搭载于无人机上，实现了对污染区域快速、立体、准确的测量，而在一些重大事故后污染状况的应急勘察，有很高的应用推广价值。
30.其中粒径谱监测模块，突破弱散射光探测、高速大容量电子学计数存储等关机技术和pm2.5质量浓度反演算法，实现大气环境中气溶胶粒径分布。同时，为了适应不同复杂应用场景粒径谱的探测要求，研究设计了循环气路保护光学系统，以确保再高湿度、高盐度条件下系统测量的准确性。
31.且通讯系统采用433mhz通信方式，避免常规通信信号干扰；同时预留4g通信接口，方便后期与其它平台兼容需求。
32.本发明的方法中，通过监测装置作为远端移动式的控制媒介，接收远程信号进而控制监测参数与飞行或者车载走航路线等；结合空气六参数能够做到静态、动态模式相结合的园区的立体监测，实现路径规划、三维建模等功能，实现点位排查、边界走航、平面扫描垂直廓线和应急灯监测目标。
附图说明
33.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：
34.图1为本技术公开实施例的监测系统的结构示意图；
35.图2为本技术公开实施例的监测系统的设备搭载无人机的结构示意图；
36.图3为本技术公开实施例的监测系统的设备搭载走航车的结构示意图；
37.图4为本技术公开实施例的监测系统的工作方法的流程示意图。
38.图中：1、监测系统车载端；2、移动终端；3、接收端；4、走航车；5、走航车外部支撑搭载结构件；6、无人机；7、无人机外部支撑搭载结构件；8、监测系统无人机载端。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.请参考图1，本发明实施例中，一种搭载式大气瞭望监测系统及控制方法，所述监测系统包括单片机中控系统、气体采集系统、空气质量气体监测模块、粒径谱监测模块、环境监测模块、数据储存系统、通信系统，以及移动终端；
41.本实施例中，所述单片机中控系统与气体采集系统、空气质量气体监测模块、粒径谱监测模块、环境监测模块、通信系统，以及移动终端相连接。
42.所述单片机中控系统用于资源调度和数据的采集与处理；
43.所述气体采集系统用于抽取周围环境中的空气，且实时输送至空气质量气体监测模块和粒径谱监测模块；
44.所述空气质量气体监测模块用于检测空气中各类气体的实时浓度值；
45.所述粒径谱监测模块用于粒径分布的监测；
46.所述环境监测模块用于实时获取当前地理环境信息，以及气压与速度信息；
47.所述数据储存系统用于储存采集到的各监测因子数据与环境参数值；
48.所述通讯系统用于将单片机中控系统处理的数据发送给移动终端；
49.所述移动终端用于系统功能设定，并接收和显示系统的监测数据。
50.本实施例中，所述单片机中控系统、数据存储系统，以及通信系统均设置有外部通讯接口。
51.本实施例中，所述气体采集系统包括气泵、进气口、第一出气口、第二出气口，以及第一外部电源，所述第一出气口与所述空气质量气体监测模块相连通，所述第二出气口与所述粒径谱监测模块相连通，两者均是通过软管进行连通。
52.具体实施方式中，所述单片机中控系统和气体采集系统均可与第一外部电源连接，进行独立供电。具体的，所述第一外部电源连接于气泵进行供电抽取大气。
53.本实施例中，所述空气质量气体监测模块包括so2电化学传感器、no2电化学传感器、o3电化学传感器、co电化学传感器，以及tvoc光电离传感器。能够实时依次分别获得so2、no2、o3、co，以及tvoc的实时浓度值。
54.本实施例中，所述环境监测模块包括gps高度监测模块、经纬度监测模块、气压监测模块，以及速度监测模块，能够实时采集gps高度、经纬度、气压，以及速度等数据。
55.本实施例中，所述移动终端包括上位机、设置于上位机的接收端，以及显示单元，所述接收端包括第二外部电源，以及接收模块。具体实施方式中，所述第二外部电源与接收模块连接并为其供电；且接收模块将接收端接收数据通过显示单元进行展示。
56.本实施例中，所述通讯系统采用433mhz和4g的兼容通讯方式。
57.本实施例中，监测系统设置有用于连接多种移动工具的外部支撑搭载结构件。
58.如图2所示，图示为监测系统的设备搭载无人机的结构示意图；
59.通过将监测系统通过无人机的外部支撑搭载结构件与无人机进行连接，从而获取高空大气数据。
60.如图3所示，图示为监测系统的设备搭载走航车的结构示意图；
61.通过将监测系统通过走航车的外部支撑搭载结构件与走航车进行连接，从而快速获取大范围地面的大气数据。
62.搭载式大气瞭望监测系统可以应对高空立体大气污染状况，也可以大范围及时反馈应急区域的污染物浓度水平。大气瞭望监测系统可以搭载无人机与走航车上，主体包括空气质量气体监测模块和空气质量颗粒物监测模块，可实现国控点空气质量动态分析、数据异常快速溯源和环保执法。
63.另一方面的技术方案：
64.如图4所示，图示为监测系统的工作方法的流程示意图；一种搭载式大气瞭望监测系统的控制方法，具体步骤包括：
65.s1、设置监测系统的气泵、单片机中控系统，以及接收端依次得电；
66.s2、通过空气质量气体监测模块、粒径谱监测模块，以及环境监测模块采集数据并发送给单片机中控系统；
67.s3、单片机中控系统处理数据并存储到输出储存系统，通过通讯系统将存储的数据发送给接收端；
68.s4、接收端将接收的数据发送给移动终端；
69.s5、移动终端将数据进行处理，形成数据记录，同时重复步骤s2至s5直至形成单次任务的测试报告。
70.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定，均应包含在本发明的保护范围之内。