一种防化无人机及由防化无人机组成的监控系统的制作方法

本实用新型涉及防化信息采集监控领域，特别是涉及一种防化无人机及由防化无人机组成的监控系统。

背景技术：

防化兵主要是随防化工作的需要而建立的，其为担负防化保障任务的专业兵种。由防化、喷火、发烟部队、分队组成。其主要任务是：指导部队对核武器、化学武器和生物武器的群众性防护，实施核观测、化学观察和化学、辐射侦察，实施剂量、沾染检查，实施消毒和消除沾染，组织实施烟幕保障。防化侦察工作是按侦察班配置模式。防化装备主要有：

1、观测器材:核爆炸自动观测仪、核爆炸观测仪。

2、侦察器材:侦毒器、报警器、辐射仪、防化侦察车、防化化验车，等。

3、洗消器材:燃气射流洗消车，自动喷洒车、沐浴车。

4、烟火器材:轻型喷火器，单兵火箭。

就目前而言，防化侦查工作除军事需要外，在其他方面依然有着广泛的应用，如侦查核电站泄露、工业化学污染等，但目前的防化侦查工作主要由防化人员手持侦毒器，报警器，辐射仪等等装备进行，效率低，不利于及时应对危机，同时也不利于防化人员的自身安全。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种防化无人机及由防化无人机组成的监控系统，提高防化侦查效率，节约危机应对时间，保障工作人员的人身安全。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种防化无人机，包括无人机机身和设置于无人机机身底部的数据采集装置，所述数据采集装置包括防化模块、图像采集器、气体采集器和气象测量模块；无人机机身顶部设置有第一数据收发装置，无人机机身的内部设置有无人机控制模块和中央处理器；所述防化模块、图像采集器和气象测量模块的数据输出端均与中央处理器连接，中央处理器分别与无人机控制模块和第一数据收发装置连接；气体采集器的控制输入端与中央处理器连接，用于对防化无人机工作区域的气体进行采样。

优选地，所述的防化模块为有毒气体检测仪。

优选地，所述无人机机身与第一数据收发装置之间还设置有倒挂悬停装置，所述倒挂悬停装置包括传动装置和倒挂悬停挂钩，所述传动装置设置于无人机机身与第一数据收发装置之间，所述倒挂悬停挂钩的数量为4个，分别设置于传动装置前后左右四面上；所述传动装置的控制命令输入端与中央处理器连接。

优选地，无人机机身内部还设置有蓄电池模块，蓄电池模块的输出端分别与数据采集装置、第一数据收发装置、无人机控制模块和中央处理器连接，实现整个防化无人机的供电。所述无人机机身的表面设置有太阳能电池板，太阳能电池板的输出端通过无人机机身内部的充电电路与蓄电池模块连接。

一种防化无人机组成的监控系统，包括防化无人机和地面监控中心，所述的防化无人机与地面监控中心通过无线网络连接；该所述的地面监控中心包括第二数据收发装置、计算机组、显示屏和输入设备；所述计算机组分别与第二数据收发装置、显示屏和数据输入设备连接，所述第二数据收发装置与防化无人机中的第一数据收发装置通过无线网络连接，实现地面监控中心与防化无人机之间的数据、命令传输；第一数据收发装置和第二数据收发装置包括相同类型的无线通讯模块。

本实用新型的有益效果是：提供一种防化无人机及由防化无人机组成的监控系统，代替防化侦查人员进行现场防化侦查工作，提高防化侦查效率，节约危机应对时间，保障工作人员的人身安全。

附图说明

图1为防化无人机的结构示意图；

图2为防化无人机的电气原理示意图；

图3为由防化无人机组成的监控系统原理框图。

图中，1-无人机机身，2-防化模块，3-图像采集器，4-气体采集器，5-气象测量模块，6-第一数据收发装置，7-传动装置，8-倒挂悬停挂钩。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1~2所示，一种防化无人机，包括无人机机身1和设置于无人机机身1底部的数据采集装置，所述数据采集装置包括防化模块2、图像采集器3、气体采集器4和气象测量模块5；无人机机身1顶部设置有第一数据收发装置6，无人机机身1的内部设置有无人机控制模块和中央处理器；所述防化模块2、图像采集器3和气象测量模块5的数据输出端均与中央处理器连接，中央处理器分别与无人机控制模块和第一数据收发装置6连接，气体采集器4的控制输入端与中央处理器连接，用于在中央处理器的控制下对防化无人机工作区域的气体进行采样。

在本申请的实施例中，所述的防化模块2采用现有的有毒气体检测仪来实现。

在本申请实施例中，数据采集装置还可以包括高度仪，高度仪的数据输出端与中央处理器连接。

在本申请的实施例中，防化2无人机还应包括设置于无人机机身上方的多个旋翼和设置在无人机机身下方的支架；无人机旋翼、机身、以及支架构成通用的多旋翼无人机结构，上述的无人机控制模块采用也是通用的多旋翼无人机控制系统，这里就不再赘述。

在本申请的实施例中，所述无人机机身1内部还设置有蓄电池模块，蓄电池模块的输出端分别与数据采集装置、第一数据收发装置6、无人机控制模块和中央处理器连接，实现整个防化无人机的供电。

在本申请的实施例中，所述无人机机身1与第一数据收发装置6之间还设置有倒挂悬停装置，所述倒挂悬停装置包括传动装置7和倒挂悬停挂钩8，所述传动装置7设置于无人机机身1与第一数据收发装置6之间，所述倒挂悬停挂钩8的数量为4个，分别设置于传动装置7前后左右四面上；所述传动装置7的控制命令输入端与中央处理器连接。

本申请的无人机可以由太阳能供电，在一个实施例中，所述无人机机身1的表面设置有太阳能电池板，太阳能电池板的输出端通过无人机机身内部的充电电路与蓄电池模块连接；在另一个实施例中，所述的无人机机身1由光电转换材料构成，能够随时随地的对能源进行收集，并通过充电电路将光电转换得到的电能传输给蓄电池模块进行存储。

如图3所示，所述的一种防化无人机组成的监控系统，包括防化无人机和地面监控中心，所述的防化无人机与地面监控中心通过无线网络连接；所述的地面监控中心包括第二数据收发装置、计算机组、显示屏和输入设备；所述计算机组分别与第二数据收发装置、显示屏和数据输入设备连接，所述第二数据收发装置与防化无人机中的第一数据收发装置通过无线网络连接，实现地面监控中心与防化无人机之间的数据、命令传输；所述的第一数据收发装置和第二数据收发装置包括相同类型的无线通讯模块(如2G、3G、4G、WIFI、蓝牙模块等)；在本申请的实施例中，所述的输入设备包括但不限于键盘、鼠标等。

本实用新型的工作原理如下：若遇毒气泄露事件，防化工作人员通过地面监控中心的输入设备操控防化无人机升空，并对防化无人机的飞行进行控制（通过无线网络向防化无人机发送命令，由无人机控制模块根据命令控制无人机动作）；防化无人机设置的数据采集装置将采集到的数据通过中央处理器和第一数据收发装置传输到地面监控中心，具体地：防化无人机在染毒区域进行高速飞行，采集染毒区域的第一手资料；进入染毒区域后，防化无人机搭载的防化模块2将会进入工作状态即迅速检测毒气类型，将检测的数据通过第一数据收发装置6传输到地面监控中心，地面监控中心的工作人员可以通过对防化无人机传输回来的数据进行分析，确定毒气类型，有针对性的选择应对措施。防化无人机搭载的气体采集器4能够对染毒区域的毒气进行采样，若遇防化无人机防化模块2无法检测的混合毒气等等特殊气体，防化无人机能够将采样得到的气体迅速带回地面，防化工作人员将会对气体进行精确检测，确定毒气类型；具体的，在一些实施中，可由地面监控中心发送命令给防化无人机，由防化无人机中的中央处理器控制气体采样器的工作状态（开启或者关闭），进而实现气体采集。在地面监控中心的控制下，防化无人机能够在染毒区域进行快速水平机动，竖直上升等等飞行动作，可快速测定染毒区域的范围，毒气浓度分布等等防化关键数据，然后通过第一数据收发装置6实时传输到地面控制中心，为地面指挥人员决策提供有力的数据支撑。因此，本申请充分利用无人机机动性强、反应灵活、受障碍阻碍小的优点，代替防化工作人员进行防化工作前期的数据收集工作，确定毒气类型，毒气分布范围，毒气浓度。大大节约了人力，物力，财力，最重要的是节约了应对危机的时间。

同时，防化无人机实际上取代了防化人员的现场侦查工作，在很大程度保护了防化工作人员的人身安全，大大的降低了防化工作的危险性。同时使用了防化无人机，可实现防化工作快速反应机制，在最大程度上保护了人民的生命和财产安全，其带来的社会效应也是相当可观的。

同时防化无人机上搭载的图像采集器3能够将染毒区域的现场的画面，通过中央处理器和第一数据收发装置实时传输到地面监控中心，地面监控中心可根据视频资料和防化模块2实时传输回来的毒气数据进行匹配，对毒源进行有效追踪，此种寻找毒源的方式相较人工寻找毒源的方式将会更加高效，安全。毒源区域的毒气浓度是最高的，将会对防化工作人员造成人身威胁，由于防化无人机是电子设备，将不会存在上述风险。

气象测量模块5（包括风速、风向传感器等，各传感器分别与中央处理器连接）可快速的测量出实地的风速、风向等等关键气象数据，通过中央处理器和第一数据收发装置实时传输到地面监控中心，工作人员可根据其有效判断毒气的扩散方向、扩散速度。

无人机的续航能力十分有限，是所有无人机的通病，因此防化无人机搭载的倒挂悬停挂钩就是为解决这一问题而设计的。当防化无人机靠自身机动能力检测出了毒气类型，毒气分布范围，毒气浓度分布等等关键的防化数据后，防化无人还可运用自身搭载的倒挂悬停挂钩，具体地，地面监控中心向防化无人机发送倒挂悬停命令，防化无人机在空中寻找一个支点进行有效地悬挂，悬挂稳定后防化无人机将处于待机状态，将有限的电量用于防化模块2，第一数据收发装置6和中央处理器，对某重要区域进行实时较长时间的监测。通常支点可选取树干，路灯架等等，具体地，在需要定点监测时，中央处理器接收到地面监控中心的命令，控制倒挂悬停装置中传动装置7为倒挂悬停挂钩提供动力，使四个挂钩同步向中心合拢抓住物体实现倒挂；倒挂悬停挂钩8数量为四个，分别设置于传动装置7前后左右四面上，当传动装置7作用于倒挂悬停挂钩8时，倒挂悬停挂钩8将爪型合拢，实现抓住物体实现倒挂的功能；同时只要防化无人机的周围环境条件满足太阳能发电的要求，太阳能电池板（或者太阳能发电机身）能够随时随地的对能源进行收集、转换、储存，可最大限度的延长防化无人机的工作时间。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。