[发明专利]一种基于六旋翼无人机的恶臭溯源装置

说明书

技术领域

本发明涉及大气环境监测领域，特别涉及一种基于六旋翼无人机的恶臭溯源装置。

背景技术

随着污水处理厂、制药厂、垃圾处理厂等典型恶臭企业的增长以及人口居住密集化加重，企业排放的臭气总量增加，人们越来越无法忍受环境中的恶臭气味，由恶臭污染引起的投诉案件也不断增长，在环境投诉中己经位居第二，恶臭污染问题也日益引起环境保护工作者的重视。

目前，对于恶臭的溯源主要有二种方法。其一为移动监测站，嗅辨师根据群众举报或者环境管理部发布的恶臭源区域，利用移动监测站里面的恶臭检测仪、色谱仪、质谱仪等在恶臭区域进行采样、检测、分析，根据分析的结果和检测浓度值，判断恶臭源具体的位置。其二为网格化自动检测法，当发生空气质量恶化事件，数据中心按实时数据运行气象扩散模型，判断出可能影响空气质量恶化的发生源地。然后启动设置在发生源附近的监测基站，进行采样、分析，运行溯源模型进行寻源。方法一速度慢、成本高。方法二监测点覆盖面积小，导致检测数据存在很大误差，定位精度不够准确。

发明内容

本发明为了解决现有技术中所存在的问题，在此提供的是一种基于六旋翼无人机的恶臭溯源装置，该装置溯源速度快、定位精确且成本较低。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于六旋翼无人机的恶臭溯源装置，包括六旋翼无人机、溯源控制模块、传感器组件和地面控制系统，所述六旋翼无人机内部的中央位置安装有飞控系统以及为所述六旋翼无人机、所述溯源控制模块和所述传感器组件供电的电源组件；所述传感器组件包括氨气传感器、三甲胺传感器、硫化氢传感器、甲硫醇传感器、甲硫醚传感器、二甲二硫传感器、二硫化碳传感器和苯乙烯传感器；所述地面控制系统包括地面站模块和数据处理模块；所述传感器组件与所述溯源控制模块连接；所述溯源控制模块与所述飞控系统连接；所述飞控装置与所述地面系统通过无线连接；所述传感器组件安装在六旋翼无人机的下表面。

进一步，所述六旋翼无人机上表面安装有GPS定位系统以及无线数传模块。

进一步，所述六旋翼无人机的侧面固定有6个支架，支架的顶端安装有无刷电机，且无刷电机的旋转轴与碳纤桨传动连接。

进一步，所述电源组件包括为所述传感器组件和所述溯源控制模块供电的第一电源电路和为所述六旋翼飞行器供电的第二电源；所述第一电源电路主要由22.2V电源、连接在所述22.2V电源输出的5V稳压电路组成；所述第二电源电路为锂电池，锂电池的电压为22.2V，电流为20A。

进一步，所述六旋翼无人机底部的两侧安装有相互对称的起落架。

进一步，所述地面控制系统包括PC上位机和无线数传模块。

进一步，所述溯源算法为现有的成熟的气味源定位算法。

进一步，所述传感器组件的恶臭气体监测类型为国标（GB145554—93）规定的8种恶臭污染物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：六旋翼无人机具有结构简单、可靠性高、、价格低、易于操控等优点，若搭载相关科学仪器便可迅速成为一台“可以飞行的仪器”。因此本发明利用六旋翼无人机搭载恶臭气体传感器，并加载相应的溯源算法，通过地面数据处理模块实时绘制恶臭强度图和地面站模块实时定位技术，就可以快速、实时、低成本、精确的寻找到恶臭源。解决了恶臭污染源溯源慢、不准确等问题，也可为环境监测、环境评价和治理提供数据支持。

附图说明

图1是本发明中一次恶臭溯源过程的流程框图；

图2是本发明基于六旋翼无人机的恶臭溯源装置结构图；

其中，1—螺旋桨，2—无刷电机，3—起落架，4—传感器，5—溯源控制模块，6—电源，7—飞控系统，8—GPS。

具体实施步骤

如图1所示，一种基于六旋翼无人机的恶臭溯源装置，具体包括以下步骤：

步骤1：溯源装置自校检验，确定六旋翼无人机各指标满足起飞要求，传感器组件和溯源控制模块工作状态正常。

步骤2：根据溯源区域，在地面站模块上规划航线，并设置六旋翼无人机的飞行高度、飞行终点（寻源区域下风向）等参数，然后打开传感器组件预热5分钟。

步骤3：传感器组件预热完成后，通过地面站将已规划的航线轨迹写入飞控装置，并发送起飞指令。

步骤4：六旋翼无人机按航线飞行至终点，向溯源控制模块发送控制指令；溯源模快启动溯源算法；将传感器组件监测的浓度数据作溯源算法的输入，计算出的结果转换为控制指令发送至飞控系统，控制六旋翼无人机寻找恶臭源。