专利名称：一种移动监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种监控装置，尤其涉及一种移动监控系统，具体适用于地质灾害调查、新闻摄影、国土勘探、野生动物保护、高压电线巡查等多种情况中的实时监控。
背景技术：
目前，随着社会的高速发展，在高楼火灾、新闻摄影、国土勘探、野生动物保护、地质灾害调查、森林防火等领域，人们对移动监控的需求越来越大。现有技术中使用的移动监控装置一般是由直升飞机、固定翼飞行器或者热气球加上一套无线视频监控设备所组成，使用时，通过熟练的操控者控制飞行器进行飞行，同时由飞行器进行移动监控。但是该种移动监控装置具有以下缺陷首先，随着社会的发展，人们需要对监控对象获取更全面的信息，这就对监控数据提出了高要求，而现有技术只能提供视频数据，远远不能满足人们的监控需要，此外，现有技术只能实现空中监控装置与地面站之间的信息交流，而不能实现远程监控，这就限制了监控效果的实现，不利于后续操作的进行。由此可见，现有技术的功能不够全面。其次，现有的移动监控装置必需多个熟练的操控者进行控制，而整个移动监控装置的各个操作基本都是单独操作、单独进行，各环节操作人员之间需要互相交流，一旦某一环节出现问题，就无法顺利进行监控，虽然凭借现有的自动化技术，能够智能化一部分操作，但由于多数仍然处于初步阶段，故无法真正的做到合理的统筹安排与有效智能化，这就意味着各个环节离不开熟练的操控者参与，一旦操控者之间缺乏有效调度，就会出现监控失误，从而降低监控效果。由此可见，现有技术的智能化程度较低。第三，现有的移动监控装置采取直升机、固定翼飞行器或者热气球作为飞行器，该些飞行器不仅不能在近地面飞行，而且成本高昂，维护不便，故难以普遍应用。由此可见，现有技术的应用难度较高。中国专利授权公告号为CN201753105U，授权公告日为2011年3月2日的实用新型专利公开了一种空中监控装置，它包括无人飞行器，无人飞行器的底部设有机架，机架上设有摄像头，机架包括一对转动轴基座和一对电机基座，两转动轴基座之间设有转动轴，转动轴两端分别与两转动轴基座转动连接，转动轴的径向上固定设有第二传动杆，摄像头设置在转动轴上，两电机基座之间设有步进电机，步进电机固定在一电机基座上，步进电机的输出轴与另一电机基座转动连接，输出轴的径向上固定设有第一传动杆，第一传动杆和第二传动杆之间设有连杆，连杆两端分别与第一传动杆和第二传动杆铰接。虽然该实用新型不仅能快速到达现场，而且能在空中悬停详细地了解现场情况，并能通过摄像头全方位立体拍摄现场画面，但其只能传输视频数据给地面站，不仅数据不丰富，而且不能远程监控，因而其功能不齐全。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术中存在的功能不齐全、智能化程度较低、应用难度较高的缺陷与问题，提供一种功能较齐全、智能化程度较高、应用难度较低的移动监控系统。为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是一种移动监控系统，包括空中飞行监控平台与地面站系统，所述空中飞行监控平台包括飞行模块、监控设备模块与飞行无线数据传输模块，地面站系统包括移动监控计算机与地面无线数据传输模块，地面无线数据传输模块与飞行无线数据传输模块无线连接；所述移动监控系统还包括远程监控中心，远程监控中心与地面站系统网络连接； 所述空中飞行监控平台还包括导航模块与电机调速模块，导航模块、电机调速模块、监控设备模块、飞行无线数据传输模块都与飞行模块相连接，飞行模块包括飞行控制器及其上设置的三轴加速度传感器、大气压强传感器与三轴角速度传感器。所述导航模块包括电子罗盘、导航控制器与GPS定位装置。所述电机调速模块的一端与飞行控制器相连接，另一端与无刷直流电机相连接， 无刷直流电机的另一端与螺旋桨相连接。所述电机调速模块通过I2C总线与飞行控制器相连接。所述监控设备模块包括摄像机、红外成像仪、照相机或气体传感器。所述地面站系统还包括地面网络通信模块与移动电源系统，地面网络通信模块、 移动电源系统、地面无线数据传输模块都与移动监控计算机相连接，所述远程监控中心包括远程计算机、监控显示屏与远程网络通信模块，且远程网络通信模块与地面网络通信模块网络连接。所述移动监控计算机包括监控软件、历史数据库、人机界面与数字地图。所述移动电源系统包括蓄电池和逆变电源。所述远程网络通信模块通过3G网络或有线宽带与地面网络通信模块进行网络连接。与现有技术相比，本实用新型的有益效果为1、由于本实用新型一种移动监控系统包括空中飞行监控平台、地面站系统与远程监控中心，其中，空中飞行监控平台中的飞行无线数据传输模块与地面站系统中的地面无线数据传输模块无线连接，地面站系统与远程监控中心网络连接，该设计不仅实现了空中飞行监控平台与地面站系统之间的信息交流，而且实现了远程监控中心与空中飞行监控平台、地面站系统之间的信息交流，使得本实用新型具有远程控制功能；此外，空中飞行监控平台中的监控设备模块包括摄像机、红外成像仪、照相机与气体传感器，导航模块包括电子罗盘、导航控制器与GPS定位装置，这些仪器能够给地面站系统、远程监控中心提供更丰富的信息，便于提高监控效果。因此本实用新型不仅功能较齐全，而且监控效果较好。2、由于本实用新型一种移动监控系统包括空中飞行监控平台、地面站系统与远程监控中心，其中，空中飞行监控平台包括飞行模块、导航模块、电机调速模块、监控设备模块与飞行无线数据传输模块，地面站系统包括移动监控计算机、移动电源系统、地面网络通信模块与地面无线数据传输模块，远程监控中心包括远程计算机、监控显示屏与远程网络通信模块，使用时，通过空中飞行监控平台的各个模块采集数据与监控，并传输给地面站系统，然后传输给远程监控中心，再由操纵者根据数据对空中飞行监控平台进行控制，该控制既可以直接通过地面站系统作出，也可以通过远程监控中心作出，十分方便，而不需要像现有技术那样，各个环节都必须配备操作人员，不仅大大节省了人力，而且提高了统筹安排与智能化效果，尤其当远程监控中心配有监控显示屏，地面站系统配有监控软件、历史数据库、人机界面与数字地图时，操作将会更加简易，直观度将会更强，从而进一步减少人力，提高监控效果。因此本实用新型不仅智能化程度较高，而且监控效果较好。3、由于本实用新型一种移动监控系统中使用的空中飞行监控平台、地面站系统与远程监控中心都由各种模块构成，不仅使用方便，有利于提高数据采集、信号传输与控制效果，而且即使当某一模块出现问题时，也可以直接替换继续工作，大大降低了维护难度，此外，本实用新型采取的空中飞行监控平台以无刷直流电机、螺旋桨提供飞行动力，不仅体积较小，成本较低，而且易控制飞行高度，宜高宜低，具有较广阔的应用范围。因此本实用新型的应用难度较低。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是图1中空中飞行监控平台的结构示意图。图3是图1中地面站系统的结构示意图。图4是图1中远程监控中心的结构示意图。图中空中飞行监控平台1，地面站系统2，远程监控中心3，远程计算机31，监控显示屏32，远程网络通信模块33，飞行模块4，飞行控制器41，三轴加速度传感器42，大气压强传感器43，三轴角速度传感器44，监控设备模块5，摄像机51，红外成像仪52，照相机53， 气体传感器M，移动监控计算机6，监控软件61，历史数据库62，人机界面63，数字地图64， 导航模块7，电子罗盘71，导航控制器72，GPS定位装置73，电机调速模块8，无刷直流电机 81,螺旋桨82，移动电源系统9，飞行无线数据传输模块10，地面无线数据传输模块11，地面网络通信模块12。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。参见图1-图4，一种移动监控系统，包括空中飞行监控平台1与地面站系统2，所述空中飞行监控平台1包括飞行模块4、监控设备模块5与飞行无线数据传输模块10，地面站系统2包括移动监控计算机6与地面无线数据传输模块11，地面无线数据传输模块11与飞行无线数据传输模块10无线连接；所述移动监控系统还包括远程监控中心3，远程监控中心3与地面站系统2网络连接；所述空中飞行监控平台1还包括导航模块7与电机调速模块8，导航模块7、电机调速模块8、监控设备模块5、飞行无线数据传输模块10都与飞行模块4相连接，飞行模块4包括飞行控制器41及其上设置的三轴加速度传感器42、大气压强传感器43与三轴角速度传感器44。所述导航模块7包括电子罗盘71、导航控制器72与GPS定位装置73。其中，导航控制器72选择ARM9主控芯片时的效果较佳。所述电机调速模块8的一端与飞行控制器41相连接，另一端与无刷直流电机81 相连接，无刷直流电机81的另一端与螺旋桨82相连接。[0033]所述电机调速模块8通过I2C总线与飞行控制器41相连接。其中，电机调速模块 8主要由微处理器与场效应管组成。所述监控设备模块5包括摄像机51、红外成像仪52、照相机53或气体传感器M。所述地面站系统2还包括地面网络通信模块12与移动电源系统9，地面网络通信模块12、移动电源系统9、地面无线数据传输模块11都与移动监控计算机6相连接，所述远程监控中心3包括远程计算机31、监控显示屏32与远程网络通信模块33，且远程网络通信模块33与地面网络通信模块12网络连接。所述移动监控计算机6包括监控软件61、历史数据库62、人机界面63与数字地图 64。所述移动电源系统9包括蓄电池和逆变电源。所述远程网络通信模块33通过3G网络或有线宽带与地面网络通信模块12进行网络连接。使用时，先在地面站系统2的数字地图64上设置空中飞行监控平台1的自动巡航路径，然后让空中飞行监控平台1沿着设定的路线实施移动监控，也可以手动遥控空中飞行监控平台1飞行，当空中飞行监控平台1飞行时，其上设置的三轴加速度传感器42、大气压强传感器43、三轴角速度传感器44、气体传感器54、电子罗盘71、导航控制器72、GPS定位装置73能够采集空中飞行监控平台1的实时飞行数据，如飞行姿态参数、经纬度、高度、 电量、飞行速度等，同时，监控设备模块5上设置的摄像机51、红外成像仪52或照相机53能够采集被监控对象的视频、图像等监控数据，被采集的监控数据与飞行数据将通过飞行无线数据传输模块10、地面无线数据传输模块11之间的无线连接传送给地面站系统2中的移动监控计算机6，再由人机界面63进行显示，并通过监控软件61对传送来的数据进行处理，同时，历史数据库62会记录空中飞行监控平台1每一次执行任务时的各项数据，包括视频图像、飞行姿态参数、经纬度、高度、电量、飞行速度等，当操纵者通过人机界面63对数据进行处理后，再将处理信号反馈给空中飞行监控平台1内的飞行控制器41，然后由飞行控制器41对空中飞行监控平台1进行控制，如通过I2C总线、电机调速器模块8改变PWM信号占空比，从而改变无刷直流电机81、螺旋桨82的转速；通过导航模块7生成一条最优路线并发送给飞行控制器41，并在飞行过程中进行不断的校正，即通过GPS定位装置73和电子罗盘71采集当前飞行的即时值，再跟设定的路线作一个比较以得出是否偏离所设定的路线，从而实现一个闭环控制，进而完成自动巡航、一键回家功能的路线设定。此外，还可以通过远程网络通信模块33、地面网络通信模块12实现地面站系统2与远程监控中心3之间的网络连接，如3G网络连接或有线宽带连接，从而实现远程监控功能，即将实时数据传输到远程计算机31上，并且在监控显示屏32上显示，使用者在远程监控中心3内就可以对飞行监控情况有个实时的了解，并可以在网络上通过密码访问地面站系统2，并对其进行远程操控。在使用过程中，由一个大容量的蓄电池、一个逆变电源组成的移动电源系统9负责给地面站系统2供电以及给空中飞行监控平台1充电。它至少可供地面站系统2连续工作50小时以上，同时，当空中飞行监控平台1电量不足时，它可以飞回地面站系统2进行补给。该移动电源系统9采用锂电池平衡充电技术，能够更大限度的保护地面站系统2的电力系统。[0041] 由上可见，本实用新型不仅功能齐全、监控效果较好，而且智能化程度较高、应用难度较低。
权利要求1.一种移动监控系统，包括空中飞行监控平台(1)与地面站系统0)，所述空中飞行监控平台(1)包括飞行模块G)、监控设备模块( 与飞行无线数据传输模块(10)，地面站系统( 包括移动监控计算机(6)与地面无线数据传输模块(11)，地面无线数据传输模块 (11)与飞行无线数据传输模块(10)无线连接，其特征在于所述移动监控系统还包括远程监控中心(3)，远程监控中心C3)与地面站系统( 网络连接；所述空中飞行监控平台(1)还包括导航模块(7)与电机调速模块(8)，导航模块(7)、 电机调速模块(8)、监控设备模块(5)、飞行无线数据传输模块(10)都与飞行模块(4)相连接，飞行模块(4)包括飞行控制器Gl)及其上设置的三轴加速度传感器(42)、大气压强传感器^幻与三轴角速度传感器G4)。
2.根据权利要求1所述的一种移动监控系统，其特征在于所述导航模块(7)包括电子罗盘(71)、导航控制器(72)与GPS定位装置(73)。
3.根据权利要求1所述的一种移动监控系统，其特征在于所述电机调速模块(8)的一端与飞行控制器Gl)相连接，另一端与无刷直流电机(81)相连接，无刷直流电机(81) 的另一端与螺旋桨(8 相连接。
4.根据权利要求3所述的一种移动监控系统，其特征在于所述电机调速模块(8)通过I2C总线与飞行控制器Gl)相连接。
5.根据权利要求1所述的一种移动监控系统，其特征在于所述监控设备模块(5)包括摄像机(51)、红外成像仪(52)、照相机(5 或气体传感器(54)。
6.根据权利要求1所述的一种移动监控系统，其特征在于所述地面站系统(2)还包括地面网络通信模块(1 与移动电源系统(9)，地面网络通信模块(12)、移动电源系统 (9)、地面无线数据传输模块(11)都与移动监控计算机(6)相连接，所述远程监控中心(3) 包括远程计算机(31)、监控显示屏(3 与远程网络通信模块(33)，且远程网络通信模块 (33)与地面网络通信模块(1 网络连接。
7.根据权利要求6所述的一种移动监控系统，其特征在于所述移动电源系统(9)包括蓄电池和逆变电源。
8.根据权利要求6所述的一种移动监控系统，其特征在于所述远程网络通信模块 (33)通过3G网络或有线宽带与地面网络通信模块(1 进行网络连接。
专利摘要一种移动监控系统，包括空中飞行监控平台、地面站系统与远程监控中心，所述空中飞行监控平台包括飞行模块、导航模块、电机调速模块、监控设备模块与飞行无线数据传输模块，地面站系统包括移动监控计算机、移动电源模块、地面网络通信模块与地面无线数据传输模块，远程监控中心包括远程计算机、监控显示屏与远程网络通信模块，且空中飞行监控平台、地面站系统、远程监控中心之间通信连接，使用时，空中飞行监控平台负责采集数据与监控，地面站系统负责处理数据与控制空中飞行监控平台，远程监控中心负责远程监控。本实用新型不仅功能齐全、监控效果较好，而且智能化程度较高、应用难度较低。
文档编号H04L29/08GK202068445SQ201120121879
公开日2011年12月7日 申请日期2011年4月23日 优先权日2011年4月23日
发明者何嘉俊, 孟磊, 徐华中, 李向舜, 詹镭, 贺人庆 申请人:何嘉俊, 孟磊, 徐华中, 李向舜