机载吊舱式空气环境监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于环境监测技术领域，具体涉及一种机载吊舱式空气环境监测装置。
【背景技术】
[0002]空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。工业文明在为人类创造巨大财富的同时，也对人类赖以生存的大气圈造成了不同程度的污染。对于我国而言，最近几年所引发的空气污染问题接踵而来，这直接威胁了人们的生活质量和身体健康。因此，高效、灵活、可靠的空气污染监测装置是有效防治空气污染的必要前提。
[0003]人类社会发展的进程中，带来了严重的环境污染问题。空气污染，又称为大气污染，按照国际标准化组织的定义，空气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人类的舒适、健康和福利或环境的现象。空气污染源的监测可以客观反映空气污染的主要来源情况，是一种准确、及时的方法，结合空气污染源的监测结果，相关部门可以正确做出决策，有利于缓解空气污染现状。
[0004]我国工业发展步伐较快，综合国力水平大幅度提高，带来的环境污染问题也越来越严重。近年来，国家对空气质量检测系统的建设日趋重视，部分省、市与重点城市开展了联网空气质量检测工作，但是仍然存在很大的局限性，如气象局每天所发布城市空气质量指数，只能总体上描述一个城市的整体空气质量，然而实际情况中，市区和郊区、同一城市的不同区域的空气质量是有区别的。污染源监测是一种环境监测内容，多采用传统人工取样实验室分析法和便携式气体分析仪现场监测法对监测区域进行监测，很少一部分地区也建立了污染源自动监控系统，但建设成本太过高昂，全国已安装和正在建设污染源自动监控系统仅达数万个，这很难满足现实的需求。另外，通过人工取样实验室分析方式手工读取数据后再上报，这种数据的获取方式比较滞后，无法保证数据实时上报，不能及时提供有效的数据值。基于当前热门的无线传感网络ZigBee技术，一些研究者提出了基于ZigBee无线传感网络的空气质量监测系统，实现了采集节点的灵活布置和污染数据的无线采集，但存在的不足是ZigBee对于视频和图像等多媒体数据的传输存在很大的缺陷，以及ZigBee所需要的上位机开发难度较大，过度依赖于PC机的web服务器，且对于受限区域和污染源处使用不方便等缺点。本实用新型由此而来。
【发明内容】
[0005]本实用新型目的在于提供一种机载吊舱式空气环境监测装置，解决了现有技术中空气环境检测受区域和污染源限制，使用不方便，无法准确及时地获取检测信息、无法进行流动采样等技术问题。
[0006]为了解决现有技术中的这些问题，本实用新型提供的技术方案是:
[0007]—种机载吊舱式空气环境监测装置，其装配在飞行器上，其特征在于所述装置包括用于检测空气颗粒浓度、温度、湿度的空气传感器模块、用于采集空气的气体采集模块、用于根据GPS卫星进行定位的GPS定位模块、用于与用户进行无线通信的无线通信模块、用于提供主控制器模块电源的动力模块和分别与空气传感器模块、气体采集模块、GPS定位模块、无线通信模块和动力模块电连接的主控制器模块。
[0008]优选的技术方案是:所述装置还包括用于进行视频或者图像采集的视频采集模块，所述视频采集模块与主控制器模块电连接。
[0009]优选的技术方案是:所述主控制器模块包括MT7620N主控单元，所述MT7620N主控单元通过USB转串口电路与空气传感器模块、气体采集模块、GPS定位模块、无线通信模块连接。
[0010]优选的技术方案是:所述气体采集模块选用气栗或者气体收集袋。
[0011]优选的技术方案是:所述空气传感器模块包括用于检测PM2.5数值和PMlO数值的可吸附颗粒传感器、用于检测烟雾的浓度的烟雾传感器、用于检测环境温度和环境湿度的温湿度传感器。
[0012]优选的技术方案是:所述可吸附颗粒传感器通过USB转串口电路直接与MT7620N主控单元连接；所述温湿度传感器、烟雾传感器通过STM32处理器与MT7620N主控单元连接。
[0013]优选的技术方案是:所述气体采集模块通过STM32处理器与MT7620N主控单元连接。
[0014]优选的技术方案是:所述动力模块包括吊舱电池组和电源管理模块，所述吊舱电池组通过电源管理模块稳压整流后给MT7620N主控单元提供电源。
[0015]优选的技术方案是:所述MT7620N主控单元采用DRAM内存芯片，并采用NANDFlash和/或SPI Flash作为存储介质。
[0016]优选的技术方案是:所述飞行器为航空器，所述航空器选自气球、滑翔机、飞艇、飞机、直升机。
[0017]本发明的工作原理在于:
[0018]本发明的机载吊舱式空气环境监测装置主要由空气传感器模块、空气样本采集模块、GPS定位模块、无线通信模块、视频采集模块组成。将其搭载于飞行装置上，操作人员通过调整飞行装置的姿态与位置，并借助于智能手机与机载吊舱进行数据通信。此装置可实现对人类难达区域(高空、工厂烟囱等)的污染源采集、分析等工作。
[0019]该吊舱式空气环境监测系统与飞行器这样的飞行装置结合，可以根据飞行器移动到需要的空间位置，由于飞行器的灵活性，也增强了检测装置的灵活性。
[0020]本发明的机载吊舱式空气环境监测装置装配了动力模块，可以设定样本采集的频率和样本量的大小，可实时分析受限区域空气参数并完成空气样本采集。通过无线通信模块可以远程传输数据，实现远程分析和控制。
[0021]本发明的机载吊舱式空气环境监测装置还配备视频采集模块，在增加装置可操作性的前提下，为环保执法提供了可靠证据。
[0022]相对于现有技术，本发明具有以下技术效果:
[0023]本发明基于飞行装置的机载吊舱式空气环境探测系统，其具有体积小、易安装、成本低、功耗低、灵活性尚等特点:
[0024]a)吊舱式的设计可与飞行装置高效融合，进而借助于飞行装置的灵活性，对人类难到达区域(高空、恶劣自然环境区域等)进行全方位覆盖。
[0025]b)系统在设计时引入了高扩展的传感器模块，通过配备灵敏可靠的传感器可实现空气污染源的实时监测功能，进而有效克服传统人工采样分析法的低效率问题。
[0026]c)系统配备空气样本采集部分，可为后续实验室内的定量分析提供实验素材，进而更加精确的进行数据分析。
[0027]d)系统配备的摄像头模块，首先为操作人员提供了最直接的视觉感受，进而增强了系统的可操作性；其次为环境执法提供了最有效的证据。
【附图说明】
[0028]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
[0029]图1为本发明机载吊舱式空气环境监测装置的系统整体框图；
[0030]图2为本发明机载吊舱式空气环境监测装置的系统硬件结构图；
[0031]图3为本发明机载吊舱式空气环境监测装置的MT7620N核心电路整体框图。
【具体实施方式】
[0032]以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例
[0033]如图1所示，该机载吊舱式空气环境监测装置，其装配在飞行器上，如热气球上，包括用于检测空气颗粒浓度、温度、湿度的空气传感器模块、用于采