基于四旋翼飞行器的城市环境检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于自动控制无人飞行器技术领域，尤其涉及一种基于四旋翼飞行器的城市环境检测系统。
【背景技术】
[0002]四旋翼飞行器也称为四旋翼直升机，是一种有4个螺旋桨且螺旋桨呈十字形交叉的飞行器，四个旋翼不是共轴的，而是在不同的四个轴上。由于四旋翼飞行器具有四个不共轴的旋翼，所以在力学上可提供的动力驱动方式很多。军用上可用于距离控制巡逻、监视、地面通信、海上救灾、山区救难收寻等。民用方面可用于航拍和图像传输、目标跟踪、火灾现场吊挂、救灾物资小量运送等。
[0003]无线充电技术源于无线电力输送技术，又称感应充电、非接触式感应充电，是利用近场感应，也就是电感耦合，由供电设备(充电器)将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。由于充电器与用电装置之间以电感耦合传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。在无线充电的研宄中，电磁共振式WPT的效率可以达到40%，可显著提高能量的耦合和变压器的效率。现在已有很多移动设备再向无线充电的设计方向发展。
[0004]传感技术以传感器为检测装置，传感器能感受被测量信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器具有微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化等特点，其是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活起来。传感器根据其基本感知功能通常可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。气体传感器是一种将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置，表面敏感型气体传感器可检测CO、NO2、氟利昂等等可燃性气体，容积控制型半导体气体传感器可检测液化石油气、酒精、燃烧炉气尾气等气体。
[0005]由于大量人涌入城市居住，城市环境日益恶化，城市环境也越来越引起人们重视。城市存在很多潜在威胁，例如天然气泄露，往往难以立即发觉，但是一旦遭遇明火就会发生爆炸，危险性强；又如，有些火灾事件，位于底面的人们难以及时发现，特别是夜间火灾事件。因此，必须要有一种能及时检测到这些城市潜在危险的技术，从而可避免大量不必要的人员伤亡和财产损失。
【实用新型内容】
[0006]针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种可实时检测城市潜在危险的、基于四旋翼飞行器的城市环境检测系统。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案:
[0008]基于四旋翼飞行器的城市环境检测系统，包括四旋翼飞行器、核心控制单元、传感器系统、无线充电系统、通信系统和地面控制站，其中:
[0009]搭载于四旋翼飞行器支架上的核心控制单元用来控制四旋翼飞行器的稳定和安全飞行和采集监测数据；
[0010]搭载于四旋翼飞行器支架上的传感器系统包括环境传感器、可燃气体传感器和拍摄丰吴块；
[0011]无线充电系统用来给四旋翼飞行器供电，包括搭载于四旋翼飞行器支架上的无线充电模块和设于地面的无线充电站；
[0012]传感器系统、四旋翼飞行器电机均连接核心控制单元，核心控制单元通过搭载于四旋翼飞行器支架上的通信系统与地面控制站交互信息。
[0013]上述核心控制单元包括STM32处理器、三轴陀螺仪、三轴加速度传感器、声纳传感器和电子调速器，三轴陀螺仪、三轴加速度传感器、声纳传感器、电子调速器均与STM32处理器相连，电子调速器还连接四旋翼飞行器电机。三轴陀螺仪和三轴加速度传感器用来感应四旋翼飞行器的飞行状态，以保证四旋翼飞行器的稳定飞行；声纳传感器用来感应前方障碍，以保证四旋翼飞行器的安全飞行。
[0014]上述环境传感器用来监测环境数据，包括湿度传感器、温度传感器和PM2.5传感器。
[0015]上述可燃气体传感器用来检测环境中可燃气体并进行含量分析，包括CO传感器、014传感器、H 2传感器和氧气传感器，可用来检测CO、CH 4、H2、氧气等易燃气体并进行含量分析。
[0016]上述无线充电模块包括电源、电流传感器和无线充电接收模块，电流传感器和无线充电接收模块均与电源相连。
[0017]上述无线充电站包括地面供电模块和无线电量发射模块。
[0018]上述通信系统进一步包GPS模块、GSM模块、WIFI传输模块、NFC传输模块和有线调试接口，GPS模块与GSM模块、WIFI传输模块、NFC传输模块均相连。GPS模块用来获得四旋飞行器的位置信息，并通过GSM模块、WIFI传输模块或NFC传输模块将位置信息传输给地面控制台；WIFI传输模块和NFC传输模块用于核心控制单元与地面控制台间的数据传输，远距离传输采用WIFI传输模块，近距离传输采用NFC传输模块；有线调试接口连接核心控制单元，可用于更新核心控制单元内部程序。
[0019]本实用新型的工作过程为:
[0020]四旋翼飞行器按照设计的飞行路线在城市上空巡逻，核心控制单元控制四旋翼飞行器的稳定和安全飞行，传感器系统检测潜在危险，传感器监测数据实时传输至核心控制单元，核心控制单元通过通信系统将采集监测数据传回地面控制站。无线充电系统中的电流传感器定时检测电源电量，当电源电量低于设定电量阈值时，降落至无线充电站进行充电。
[0021]本实用新型具有如下优点和有益效果:
[0022]1、结构简单，负重适中，成本低。
[0023]2、实现了城市潜在危险的自动