一种多功能环境监测采样装置及其方法与流程

本发明涉及一种环境监测领域，特指一种可对水、空气、土壤样品进行采样，并能对人类难以到达地方进行采样的多功能环境监测采样装置。

背景技术：

随着人类文明的进步和发展，人们赖以生存的环境在不断发生变化，环境遭到了很多破坏，例如，工业生产排放的废水、废气，不仅破坏生态平衡，有毒的污染物质也会损坏设备，危害广大群众的健康，也令很多人担心生存环境的健康，故为保护人类可以在健康的环境中自由成长，对环境的监测和分析显得非常重要。

在实际的生产和生活中，环境监控是重要的研究课题之一。对于工业生产而言，准确获取系统的环境参数，有助于对生产过程的环境进行监控，保证生产的正常顺利进行；对于生活而言，对所处的环境进行监控，可以及时检测所处环境参数的各项指标是否正常和影响正常的生活，以便采取相应的监控措施。特别是随着环境问题的日益突出，人们对生活环境的要求也越来越高，而现有的环境参数检测设备大多为工业用，较少有民用的多功能环境参数检测的相关仪器，且多数环境监测仪，功能单一只能对某单一参数进行检测，目前只有水样品采样器、空气样品采样器、土壤样品采样器，没有一个采样器可以同时对水、空气、土壤进行采样；另外对高山峡谷地区、河流、湖泊、海洋、突发火灾爆炸等应急情况下污染物的采样也比较难。

技术实现要素：

本专利目的是提供一种多功能环境监测采样装置及其方法，其利用一多功能环境监测采样装置及其方法同时对对水、空气、土壤进行采样，并能对高山峡谷地区、河流、湖泊、海洋、突发火灾爆炸等应急情况下污染物进行采样。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多功能环境监测采样装置，其特征在于：所述采样装置设置在无人机上，所述无人机包括用于控制所述无人机的飞行航道的飞行控制系统；所述采样器分别包括控制端和采样端，所述控制端分别由用于控制所述采样器的控制系统、用于对所述采样端接收的信号进行分析的分析系统和用于显示所述分析结果的显示系统组成；所述采样端由处理系统与采样量传感器连接，所述采样量传感器分别与其所对应的采样器连接；所述控制端与所述采样端通过通信系统相互连接，实现采样端与所述控制端的信息和信号的传输。

所述采样装置包括采水器、土壤采样器，空气采样器。

所述采样量传感器包括分别与所述采水器连接的采水器采样量传感器、与所述土壤采样器连接的土壤采样器采样量传感器，及与所述空气采样器连接的空气采样器采样量传感器。

所述处理系统包括用于对所述采样量传感器的采样数据进行处理的数据处理系统、用于传输所述处理系统处理后数据的数据传输系统，以及用于实现信息和信号传输的通信系统。

所述无人机还包括与所述飞行控制系统连接的障碍物传感器和gps模块。

一种多功能环境监测采样装置的方法，其特征在于，所述方法包括：1）飞行控制模块：设定飞行航线，根据需要监测的环境对无人机的飞行航线进行规划；2）将无人机按照步骤1）中设定的航线飞行至采样地点；3）采样模块：通过设置在无人机上的采样器对需要监测的环境进行采样；对于步骤3）中，在进行采样过程中，将采样端的所述采样量传感器获得的采样数据通过处理系统处理后由所述通信系统传至控制端，以获得所述采样器的采样信号；4）采样器控制模块：所述控制系统通过获得的所述采样信号对采样器的采样过程进行控制；5）采样数据分析、显示模块：所述控制端的分析系统对所述采样信号进行分析，最终通过显示系统将分析结果显示出来。

所述无人机还包括与所述飞行控制系统连接的障碍物传感器和gps模块。

对于步骤2）中，同时将所述gps模块以及障碍物传感器获取的数据由通信系统传至飞行控制系统，以获得所述无人机的控制信号。

所述控制系统包括用于接收数据的数据接收系统、用于实现信息和信号传输的通信系统和用于存储数据的数据记忆系统。

通过控制系统中的数据记忆系统控制采样器对同一位置进行多次重复采样。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明方案的多功能环境监测仪能同时检测多种环境参数并能将获得的环境参数无线发射出去，通过无线通信模块实现数据传输，可以实现远程数据读取；本发明的采样器将采水器、土壤采样器、空气采样器组装在一个采样器上使其可以同时对水、空气、土壤样品进行采样，能够在一个装置上同时实现对水、空气、土壤样品进行采样；同时它借助无人机作为载体通过远程控制实现自动采样，能对人类难以到达地方进行采样如高山峡谷地区、河流、湖泊、海洋、突发火灾爆炸等应急情况下污染物进行采样。

附图说明

图1为本发明的一种多功能环境监测采样装置示意图；

图2为本发明的一种多功能环境监测采样方法流程图。

附图中：

1-处理系统（包括数据处理、数据传输系统、通信系统）；2-采水器；3-采水器采样量传感器；4-土壤采样器；5-土壤采样器采样量传感器；6-空气采样器；7-空气采样器采样量传感器；10-控制系统（包括数据接收系统、通信系统、数据记忆系统）；11-分析系统；12-显示系统。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示之一种多功能环境监测采样装置，一种多功能环境监测采样装置，其特征在于，所述采样装置设置在无人机上，所述无人机包括用于控制所述无人机的飞行航道的飞行控制系统；所述采样器分别包括控制端和采样端，所述控制端分别由用于控制所述无人机的飞行航道的控制系统10、用于对所述采样端接收的信号进行分析的分析系统11和用于显示所述分析结果的显示系统12组成；所述采样端由处理系统1分别与采样量传感器连接，所述采样量传感器分别与其所对应的采样器连接；所述控制端与所述采样端通过通信系统相互连接，实现采样端与所述控制端的信息和信号的传输。

所述采样装置包括采水器2、土壤采样器4，空气采样器6。所述采样量传感器包括分别与所述采水器2连接的采水器采样量传感器3、与所述土壤采样器4连接的土壤采样器采样量传感器5，及与所述空气采样器6连接的空气采样器采样量传感器7。通过所述采样量传感器分别对对应的采样器进行采样量数据采集。

所述处理系统1包括用于对所述采样量传感器的采样数据进行处理的数据处理系统、用于传输所述处理系统处理后数据的数据传输系统，以及用于实现信息和信号传输的通信系统。所述无人机还包括与所述飞行控制系统连接的障碍物传感器和gps模块，用于对无人机的飞行定位进行控制，同时将所述gps模块以及障碍物传感器获取的数据由通信系统传至飞行控制系统，以获得所述无人机的控制信号。

所述控制系统10包括用于接收处理系统的数据接收系统、用于实现信息和信号传输的通信系统和用于存储数据的数据记忆系统，通过控制系统中的数据记忆系统控制采样器对同一位置进行多次重复采样。

一种多功能环境监测采样装置的方法，其特征在于，所述方法包括：1）飞行控制模块：设定飞行航线，根据需要监测的环境对无人机的飞行航线进行规划；2）将无人机按照步骤1）中设定的航线飞行至采样地点；3）采样模块：通过设置在无人机上的采样器对需要监测的环境进行采样；对于步骤3）中，在进行采样过程中，将采样端的所述采样量传感器获得的采样数据通过处理系统处理后由所述通信系统传至控制端，以获得所述采样器的采样信号；4）采样器控制模块：所述控制系统通过获得的所述采样信号对采样器的采样过程进行控制；5）采样数据分析、显示模块：所述控制端的分析系统对所述采样信号进行分析，最终通过显示系统将分析结果显示出来。

所述处理系统包括用于对所述采样量传感器的采样数据进行处理的数据处理系统、用于传输所述处理系统处理后数据的数据传输系统，以及用于实现信息和信号传输的通信系统。

所述无人机还包括与所述飞行控制系统连接的障碍物传感器和gps模块。

对于步骤2）中，同时将所述gps模块以及障碍物传感器获取的数据由通信系统传至飞行控制系统，以获得所述无人机的控制信号。

所述控制系统包括用于接收数据的数据接收系统、用于实现信息和信号传输的通信系统和用于存储数据的数据记忆系统，通过控制系统中的数据记忆系统控制采样器对同一位置进行多次重复采样。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明方案的多功能环境监测仪能同时检测多种环境参数并能将获得的环境参数无线发射出去，通过无线通信模块实现数据传输，可以实现远程数据读取；本发明的采样器将采水器、土壤采样器、空气采样器组装在一个采样器上使其可以同时对水、空气、土壤样品进行采样，能够在一个装置上同时实现对水、空气、土壤样品进行采样；同时它借助无人机作为载体通过远程控制实现自动采样，能对人类难以到达地方进行采样如高山峡谷地区、河流、湖泊、海洋、突发火灾爆炸等应急情况下污染物进行采样。

本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。