一种基于卫星定位的无人机式污染源监测系统的制作方法

本实用新型是一种基于卫星定位的无人机式污染源监测系统，属于污染源监测系统领域。

背景技术：

为了更好的治理大气污染和水体污染，首先要对环境污染物做全面的了解，对污染物监测就是对存在于空气和水体中的污染物进行定点、连续或定时的采样和测量。为了对污染物进行监测，一般设立若干个监测点，安装自动连续在线监测仪器，将监测结果或样本有指定人员取回，或将监测数据实时传送到监测平台，然后对污染物含量数据加以分析处理得到相关数据。针对空气监测的项目主要包括二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物、粉尘等，针对水体监测项目主要有氨氮、COD、铬和流量等。由于有些污染源的污染物排放监测仪器的起停是人为控制的，因此这种定点测量的方式，有些测量数据不具备代表性，测量数据的归属和时效性并不是十分明确，由其是对于那些超标排放的企业和个人，环境执法人员和第三方监督人员对超标数据的取证比较困难。

全球定位系统GPS卫星的定时信号提供纬度、经度和高度的信息，精确的距离测量需要精确的时钟。因此精确的GPS接受器就要用到相对论效应，由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。

现有技术公开了申请号为：201520791298.2得实用新型公开了一种基于卫星定位的无人机式污染源监测系统，由监测平台和一个以上的便携式污染源监测终端组成；监测平台无线连接各便携式污染源监测终端。便携式污染源监测终端包括污染源检测模块、控制器、卫星通信模块、显示模块和指纹识别模块，控制模块的相应输入端分别接污染源检测模块、卫星通信模块、指纹模块的相应输出端，其相应输出端分别连接污染源检测模块、卫星通信模块和显示模块的相应输入端；数据库服务器的相应输入端分别连接WEB服务器和网络服务器的相应输出端，其相应输出端分别连接WEB服务器和网络服务器的相应输入端。它的检测位置方便灵活；便于分析污染源的方位和来源；明确检测记录的操作人员，进行绩效统计。现有的监测系统需要建立多个污染源监测终端，投资成本高，无法随时切换监测地点，通过人为携带，费时费力。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种基于卫星定位的无人机式污染源监测系统，以解决现有的监测系统需要建立多个污染源监测终端，投资成本高，无法随时切换监测地点，通过人为携带，费时费力。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种基于卫星定位的无人机式污染源监测系统，其结构包括太阳能电池、无人机、污染源监测装置、脚架、支撑板、摄像头，所述无人机顶部安装有太阳能电池，所述污染源监测装置贯穿无人机中间且底部固定在支撑板上，所述支撑板两侧连接于八字形的脚架底部，所述脚架顶部与无人机焊接在一起，所述无人机倒挂有摄像头；所述污染源监测装置包括采气装置、连接法兰、控制柜，所述采气装置通过连接法兰固定在控制柜上方；所述采气装置由采样头、隔热柱、雨水分离器、卡箍、支板、螺栓、温湿度传感器组成，所述采样头为蘑菇状焊接在隔热柱顶端，所述隔热柱垂直放置且侧面与雨水分离器相连接，所述隔热柱外表面套设有卡箍，所述卡箍与支板为一体结构，所述支板为弯折片状且片面与地面相平行，所述温湿度传感器通过螺栓固定在支板上；所述控制柜包括柜体、连续流量/压强记录器、柜门、数字计时器、控制器、无刷电机、无线通讯模块、体积流量控制器、过滤器，所述柜体与柜门一侧铰链连接，所述柜体与柜门相配合，所述柜门内侧面从上往下依次安装有连续流量/压强记录器、数字计时器，所述柜体顶部设有通孔，所述隔热柱底部穿过通孔与柜体内部的过滤器机械连接，所述过滤器通过体积流量控制器与无刷电机相连接，所述体积流量控制器、无刷电机、连续流量/压强记录器、数字计时器分别与装设在柜体内部的控制器通过电连接，所述控制器通过无线通讯模块与终端网络连接；所述无人机由穿孔、GPS定位器、旋翼、驱动电机、杆套、支架、卡套、飞行控制计算机、机身组成，所述机身为正六边形且六个角对应设置有六个卡套，所述卡套与支架一端过盈配合，所述支架另一端与杆套相啮合，所述支架以机身为中心向外呈放射状，所述杆套外形为长方体，所述杆套顶面与驱动电机相连接，所述旋翼中间与驱动电机活动连接，所述机身内部设置有飞行控制计算机，所述飞行控制计算机与固定在机身顶部的GPS定位器通过电连接，所述机身中央设有穿孔，所述穿孔与隔热柱相配合。

进一步地，所述杆套设有6个，所述摄像头倒挂在其中一个杆套的底面。

进一步地，所述摄像头包括遥控云台、旋转支架、摄像头主体、高清镜头，所述遥控云台与旋转支架活动连接，所述旋转支架为U型，所述摄像头主体设在U型旋转支架内并与之转轴连接，所述摄像头主体表面镶嵌有高清镜头。

进一步地，所述隔热柱由玻璃纤维带层、复合隔热钢层、硅酸铝纸层、基材柱体组成，所述基材柱体为中空结构，所述基材柱体外表面从内往外依次包裹有硅酸铝纸层、复合隔热钢层、玻璃纤维带层。

进一步地，所述太阳能电池为环状。

进一步地，所述杆套底部镶嵌有LED灯，所述LED灯包括电源腔体、固定块、灯体、压条、玻璃罩、LED反光罩，所述电源腔体通过固定块与灯体固定连接，所述灯体内部设置有LED反光罩，所述LED反光罩下方设有玻璃罩，所述玻璃罩外围通过压条固定在灯体表面。

进一步地，LED灯设有4个分布在任意四个杆套底部。

本实用新型将无人机与污染源监测装置相结合，通过操控无人机对任意地点进行污染监测，无需建立多个监测站，免于人工奔波，大大降低了投资成本，监测更加方便快捷。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一种基于卫星定位的无人机式污染源监测系统的结构示意图。

图2为本实用新型污染源监测装置的结构示意图。

图3为本实用新型污染源监测装置柜门打开的结构示意图。

图4为本实用新型采气装置的结构示意图。

图5为本实用新型控制柜的结构示意图。

图6为本实用新型无人机的结构示意图。

图7为本实用新型摄像头的结构示意图。

图8为本实用新型温湿度传感器的结构示意图。

图9为本实用新型隔热柱的结构示意图。

图10为图9的局部放大结构示意图。

图11为本实用新型LED灯安装位置的结构示意图。

图12为本实用新型LED灯的结构示意图。

图中：太阳能电池-1、无人机-2、污染源监测装置-3、脚架-4、支撑板-5、摄像头-6、采气装置-30、连接法兰-31、控制柜-32、采样头-301、隔热柱-302、雨水分离器-303、卡箍-304、支板-305、螺栓-306、温湿度传感器-307、柜体-321、连续流量/压强记录器-322、柜门-323、数字计时器-324、控制器-325、无刷电机-326、无线通讯模块-327、体积流量控制器-328、过滤器-329、穿孔-20、GPS定位器-21、旋翼-22、驱动电机-23、杆套-24、支架-25、卡套-26、飞行控制计算机-27、机身-28、遥控云台-60、旋转支架-61、摄像头主体-62、高清镜头-63、玻璃纤维带层-3021、复合隔热钢层-3022、硅酸铝纸层-3023、基材柱体-3024、LED灯-7、电源腔体-70、固定块-71、灯体-72、压条-73、玻璃罩-74、LED反光罩-75。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

实施例1

请参阅图1-图10，本实用新型提供一种基于卫星定位的无人机式污染源监测系统技术方案：其结构包括太阳能电池1、无人机2、污染源监测装置3、脚架4、支撑板5、摄像头6，所述无人机2顶部安装有太阳能电池1，所述污染源监测装置3贯穿无人机2中间且底部固定在支撑板5上，所述支撑板5两侧连接于八字形的脚架4底部，所述脚架4顶部与无人机2焊接在一起，所述无人机2倒挂有摄像头6；所述污染源监测装置3包括采气装置30、连接法兰31、控制柜32，所述采气装置30通过连接法兰31固定在控制柜32上方；所述采气装置30由采样头301、隔热柱302、雨水分离器303、卡箍304、支板305、螺栓306、温湿度传感器307组成，所述采样头301为蘑菇状焊接在隔热柱302顶端，所述隔热柱302垂直放置且侧面与雨水分离器303相连接，所述隔热柱302外表面套设有卡箍304，所述卡箍304与支板305为一体结构，所述支板305为弯折片状且片面与地面相平行，所述温湿度传感器307通过螺栓306固定在支板305上；所述控制柜32包括柜体321、连续流量/压强记录器322、柜门323、数字计时器324、控制器325、无刷电机326、无线通讯模块327、体积流量控制器328、过滤器329，所述柜体321与柜门323一侧铰链连接，所述柜体321与柜门323相配合，所述柜门323内侧面从上往下依次安装有连续流量/压强记录器322、数字计时器324，所述柜体321顶部设有通孔，所述隔热柱302底部穿过通孔与柜体321内部的过滤器329机械连接，所述过滤器329通过体积流量控制器328与无刷电机326相连接，所述体积流量控制器328、无刷电机326、连续流量/压强记录器322、数字计时器324分别与装设在柜体321内部的控制器325通过电连接，所述控制器325通过无线通讯模块327与终端网络连接；所述无人机2由穿孔20、GPS定位器21、旋翼22、驱动电机23、杆套24、支架25、卡套26、飞行控制计算机27、机身28组成，所述机身28为正六边形且六个角对应设置有六个卡套26，所述卡套26与支架25一端过盈配合，所述支架25另一端与杆套24相啮合，所述支架25以机身28为中心向外呈放射状，所述杆套24外形为长方体，所述杆套24顶面与驱动电机23相连接，所述旋翼22中间与驱动电机23活动连接，所述机身28内部设置有飞行控制计算机27，所述飞行控制计算机27与固定在机身28顶部的GPS定位器21通过电连接，所述机身28中央设有穿孔20，所述穿孔20与隔热柱302相配合，所述杆套24设有6个，所述摄像头6倒挂在其中一个杆套24的底面，所述摄像头6包括遥控云台60、旋转支架61、摄像头主体62、高清镜头63，所述遥控云台60与旋转支架61活动连接，所述旋转支架61为U型，所述摄像头主体62设在U型旋转支架61内并与之转轴连接，所述摄像头主体62表面镶嵌有高清镜头63，所述隔热柱302由玻璃纤维带层3021、复合隔热钢层3022、硅酸铝纸层3023、基材柱体3024组成，所述基材柱体3024为中空结构，所述基材柱体3024外表面从内往外依次包裹有硅酸铝纸层3023、复合隔热钢层3022、玻璃纤维带层3021，所述太阳能电池1为环状。本专利所说的无人机2能够通过地面的人员操控进行飞行。

在进行使用时，利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的无人机2进行飞行，通过GPS定位器21可对无人机2进行定位，操纵无人机2飞行到指定区域，空气进入采样头301的透风孔，它能自动将PM10微粒切割出去，将含有PM2.5微粒物的气体留下，随后进行监测分析，如果天气比较湿润、大气中的水汽、水滴、雾气等进入采样头301的话，就会顺着管道汇集到雨水分离器303中，起到收集水汽的作用，避免采集颗粒受潮，整个采集到的数据通过网络传送到环境监测站。

本实用新型的太阳能电池1、无人机2、污染源监测装置3、脚架4、支撑板5、摄像头6、采气装置30、连接法兰31、控制柜32、采样头301、隔热柱302、雨水分离器303、卡箍304、支板305、螺栓306、温湿度传感器307、柜体321、连续流量/压强记录器322、柜门323、数字计时器324、控制器325、无刷电机326、无线通讯模块327、体积流量控制器328、过滤器329、穿孔20、GPS定位器21、旋翼22、驱动电机23、杆套24、支架25、卡套26、飞行控制计算机27、机身28、遥控云台60、旋转支架61、摄像头主体62、高清镜头63、玻璃纤维带层3021、复合隔热钢层3022、硅酸铝纸层3023、基材柱体3024，部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，本实用新型解决的问题是现有的监测系统需要建立多个污染源监测终端，投资成本高，无法随时切换监测地点，通过人为携带，费时费力，本实用新型通过上述部件的互相组合，可以将无人机与污染源监测装置相结合，通过操控无人机对任意地点进行污染监测，无需建立多个监测站，免于人工奔波，大大降低了投资成本，监测更加方便快捷，具体如下所述：

所述污染源监测装置3包括采气装置30、连接法兰31、控制柜32，所述采气装置30通过连接法兰31固定在控制柜32上方；所述采气装置30由采样头301、隔热柱302、雨水分离器303、卡箍304、支板305、螺栓306、温湿度传感器307组成，所述采样头301为蘑菇状焊接在隔热柱302顶端，所述隔热柱302垂直放置且侧面与雨水分离器303相连接，所述隔热柱302外表面套设有卡箍304，所述卡箍304与支板305为一体结构，所述支板305为弯折片状且片面与地面相平行，所述温湿度传感器307通过螺栓306固定在支板305上；所述控制柜32包括柜体321、连续流量/压强记录器322、柜门323、数字计时器324、控制器325、无刷电机326、无线通讯模块327、体积流量控制器328、过滤器329，所述柜体321与柜门323一侧铰链连接，所述柜体321与柜门323相配合，所述柜门323内侧面从上往下依次安装有连续流量/压强记录器322、数字计时器324，所述柜体321顶部设有通孔，所述隔热柱302底部穿过通孔与柜体321内部的过滤器329机械连接，所述过滤器329通过体积流量控制器328与无刷电机326相连接，所述体积流量控制器328、无刷电机326、连续流量/压强记录器322、数字计时器324分别与装设在柜体321内部的控制器325通过电连接，所述控制器325通过无线通讯模块327与终端网络连接；所述无人机2由穿孔20、GPS定位器21、旋翼22、驱动电机23、杆套24、支架25、卡套26、飞行控制计算机27、机身28组成，所述机身28为正六边形且六个角对应设置有六个卡套26，所述卡套26与支架25一端过盈配合，所述支架25另一端与杆套24相啮合，所述支架25以机身28为中心向外呈放射状，所述杆套24外形为长方体，所述杆套24顶面与驱动电机23相连接，所述旋翼22中间与驱动电机23活动连接，所述机身28内部设置有飞行控制计算机27，所述飞行控制计算机27与固定在机身28顶部的GPS定位器21通过电连接，所述机身28中央设有穿孔20，所述穿孔20与隔热柱302相配合。

实施例2

在夜晚，人的肉眼无法识别无人机，可打开LED灯7，便于寻找。

参考图11、图12，所述杆套24底部镶嵌有LED灯7，所述LED灯7包括电源腔体70、固定块71、灯体72、压条73、玻璃罩74、LED反光罩75，所述电源腔体70通过固定块71与灯体72固定连接，所述灯体72内部设置有LED反光罩75，所述LED反光罩75下方设有玻璃罩74，所述玻璃罩74外围通过压条73固定在灯体72表面，LED灯7设有4个分布在任意四个杆套24底部。

具有便于寻找的功能。

本实用新型基于卫星定位，用户设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率，解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。