一種基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特別是涉及一種基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]大氣監(jiān)測(cè)是整個(gè)環(huán)境保護(hù)工作和環(huán)境科學(xué)研究的基礎(chǔ)之一。制定國家和各級(jí)地方政府的環(huán)境政策、法律、環(huán)境管理規(guī)定和環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，必須要以大氣監(jiān)測(cè)獲得的各類數(shù)據(jù)為科學(xué)依據(jù)。大氣監(jiān)測(cè)還可作為執(zhí)行環(huán)境保護(hù)法的技術(shù)仲裁，為環(huán)境管理的環(huán)境規(guī)劃決策、排污收費(fèi)、環(huán)境指標(biāo)考核、環(huán)境工程驗(yàn)收服務(wù)等發(fā)揮其監(jiān)督職能。此外，大氣環(huán)境對(duì)于整個(gè)氣候變化分析預(yù)測(cè)也具有非常重要的意義。但是目前的大氣監(jiān)測(cè)仍然存在著采集指標(biāo)少、無法精準(zhǔn)定位測(cè)量、監(jiān)測(cè)高度固定、容易被建筑物遮擋等各種問題。
[0003]利用飛行器搭載傳感器來監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境是一種新的監(jiān)測(cè)方式，能夠比較有效地解決上述問題。但是現(xiàn)有的解決方案中，飛行器載重少、電池容量有限，且現(xiàn)有傳感器的重量和體積又都相對(duì)較大，因而整個(gè)飛行器能夠搭載的傳感器的數(shù)量十分有限，飛行器續(xù)航時(shí)間也很短。因此亟需一種新式的大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來解決現(xiàn)有問題，以實(shí)現(xiàn)采集指標(biāo)多樣、精準(zhǔn)定位測(cè)量以及長時(shí)間續(xù)航的有效大氣監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種重量輕的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其基于印刷傳感器的應(yīng)用能達(dá)到多指標(biāo)大氣監(jiān)測(cè)和延長續(xù)航時(shí)間的目的。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0006]一種基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:印刷傳感器、信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)以及飛行器，所述印刷傳感器和信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)安裝在所述飛行器上，該印刷傳感器通過能夠傳輸數(shù)字信號(hào)或者模擬信號(hào)的接口與所述信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)進(jìn)行連接，所述飛行器運(yùn)載所述印刷傳感器和信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)飛行于大氣環(huán)境中，監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境指標(biāo)。
[0007]可選的，所述印刷傳感器包括電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器以及基于印刷晶體管的傳感器，該印刷傳感器超輕薄、可彎折，在柔性襯底上采用印刷工藝制備而成。
[0008]可選的，所述柔性襯底為塑料或紙類。
[0009]可選的，所述印刷傳感器的材料為金屬材料、納米材料、無機(jī)材料或有機(jī)材料。
[0010]可選的，所述印刷傳感器的制備工藝為噴墨打印、光刻、點(diǎn)膠、旋涂或絲網(wǎng)印刷。
[0011]可選的，所述信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)為柔性電路或常規(guī)硬性電路。
[0012]可選的，所述信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)采集、處理、儲(chǔ)存和傳輸所述印刷傳感器的信號(hào)。
[0013]可選的，所述飛行器為多軸飛行器、涵道式飛行器、具有推進(jìn)裝置的航空器或者無推進(jìn)裝置的浮力航空器。
[0014]可選的，所述的多軸飛行器為四軸飛行器、六軸飛行器或八軸飛行器。
[0015]可選的，所述的具有推進(jìn)裝置的航空器為航模飛機(jī)。
[0016]可選的，所述的無推進(jìn)裝置的浮力航空器為熱氣球、氫氣球或氦氣球。
[0017]可選的，所述的飛行器運(yùn)載所述印刷傳感器的方式包括粘貼、插入固定、螺母固定或捆綁。
[0018]可選的，所述大氣環(huán)境指標(biāo)包括光照、溫度、濕度、粉塵和氣體種類及其含量。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0020]采用印刷傳感器作為采集大氣環(huán)境指標(biāo)的元件，具有超輕薄、可彎折的特點(diǎn)，大大減輕了傳感器的重量，從而增加了飛行器可承載傳感器的品種數(shù)量，滿足了多樣化大氣監(jiān)控的需求；輕質(zhì)的印刷傳感器減輕了飛行器的重量，減少了動(dòng)力消耗，從而增加了飛行器的續(xù)航時(shí)間和能力，擴(kuò)大了所述飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)區(qū)域范圍；所述的印刷傳感器和信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)非常容易安裝在現(xiàn)有的各種飛行器上，對(duì)飛行速度影響極小，并且配合飛行器的定位系統(tǒng)，可以方便地進(jìn)行定點(diǎn)監(jiān)控、范圍監(jiān)控和路徑監(jiān)控。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)和若干次優(yōu)化設(shè)計(jì)，本發(fā)明提出一種基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其包括印刷傳感器、信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)以及飛行器，所述印刷傳感器和信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)安裝在飛行器上，印刷傳感器通過接口與信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)進(jìn)行連接，飛行器運(yùn)載印刷傳感器和信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)飛行于大氣環(huán)境中，監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境指標(biāo)。
[0023]并且進(jìn)一步地，通過調(diào)整印刷傳感器的種類和安裝位置，可以監(jiān)測(cè)不同的大氣指標(biāo)；安裝多種印刷傳感器，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)多種大氣指標(biāo)，滿足不同的監(jiān)測(cè)需求。
[0024]所述印刷傳感器超輕薄，可彎折，可選的，其包括電阻式、電容式、電感式以及基于印刷晶體管的傳感器，該印刷傳感器的材料為金屬材料、納米材料、無機(jī)材料或有機(jī)材料；在柔性襯底上使用印刷工藝制備，該柔性襯底包括塑料及各種紙類，所述制備工藝為噴墨打印、光刻、點(diǎn)膠、旋涂或絲網(wǎng)印刷。
[0025]所述信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)用于采集、處理、儲(chǔ)存和傳輸所述印刷傳感器的信號(hào)，可以為柔性電路，也可以為常規(guī)硬性電路。
[0026]可選的，所述飛行器為四軸飛行器或多軸飛行器(如六軸飛行器或八軸飛行器)、涵道式飛行器、航模飛機(jī)等有推進(jìn)裝置的航空器以及熱氣球、氫氣球、氦氣球等無推進(jìn)裝置的浮力航空器。
[0027]可選的，所述大氣指標(biāo)包括光照、溫度、濕度、粉塵和各種氣體的種類及其含量等多種有效指標(biāo)。
[0028]可選的，所述飛行器運(yùn)載印刷傳感器和信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)的方式包括粘貼、插入固定、螺母固定、捆綁等多種方式。
[0029]為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明，但不應(yīng)以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0030]請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的示意圖。所述基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括:飛行器103、放置在飛行器103機(jī)身周圍的印刷傳感器101和放置在飛行器103機(jī)身中心的信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)102 ;其中，印刷傳感器101通過指定的接口與信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)102進(jìn)行連接，所述指定的接口能夠傳輸數(shù)字信號(hào)或者模擬信號(hào)，在本實(shí)施例中，使用模擬信號(hào)接口。
[0031]在本實(shí)施例中，采用豎直方式安裝印刷氣壓傳感器111。所述印刷氣壓傳感器111使用無機(jī)材料通過印刷工藝在柔性襯底上制成，所述印刷工藝是旋涂和打印工藝，所述的柔性襯底為PEN柔性襯底。所述印刷氣壓傳感器111是一種電容式傳感器，其電容值會(huì)根據(jù)壓力變化而改變。所述信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)102采集印刷氣壓傳感器111的電容值，將其轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的氣壓值，從而根據(jù)飛行器103不同方向的氣壓值計(jì)算出風(fēng)向和風(fēng)速。
[0032]在所述信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)102的另一側(cè)，采用水平方式安裝印刷氨氣傳感器112。所述印刷氨氣傳感器112使用納米材料通過印刷工藝在柔性襯底上制成，所述印刷工藝是噴墨打印、旋涂和點(diǎn)膠工藝，所述的柔性襯底為PET柔性襯底。所述印刷氨氣傳感器112是一種電阻式傳感器，其電阻值能夠根據(jù)環(huán)境氨氣濃度的變化而改變。所述信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)102采集印刷氨氣傳感器112的電阻值，將其轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的氨氣濃度，結(jié)合飛行器103的定位功能，可以得到飛行區(qū)域不同位置、不同海拔高度的氨氣濃度。
[0033]上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種等效的更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括:印刷傳感器、信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)以及飛行器，所述印刷傳感器和信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)安裝在所述飛行器上，該印刷傳感器通過能夠傳輸數(shù)字信號(hào)或者模擬信號(hào)的接口與所述信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)進(jìn)行連接，所述飛行器運(yùn)載所述印刷傳感器和信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)飛行于大氣環(huán)境中，監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境指標(biāo)。2.如權(quán)利要求1所述的基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述印刷傳感器包括電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器以及基于印刷晶體管的傳感器，該印刷傳感器超輕薄、可彎折，在柔性襯底上采用印刷工藝制備而成。3.如權(quán)利要求2所述的基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述柔性襯底為塑料或紙類。4.如權(quán)利要求1所述的基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述印刷傳感器的材料為金屬材料、納米材料、無機(jī)材料或有機(jī)材料。5.如權(quán)利要求1所述的基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述印刷傳感器的制備工藝為噴墨打印、光刻、點(diǎn)膠、旋涂或絲網(wǎng)印刷。6.如權(quán)利要求1所述的基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)為柔性電路或常規(guī)硬性電路。7.如權(quán)利要求1所述的基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)采集、處理、儲(chǔ)存和傳輸所述印刷傳感器的信號(hào)。8.如權(quán)利要求1所述的基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行器為多軸飛行器、涵道式飛行器、具有推進(jìn)裝置的航空器或者無推進(jìn)裝置的浮力航空器。9.如權(quán)利要求8所述的基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的多軸飛行器為四軸飛行器、六軸飛行器或八軸飛行器。10.如權(quán)利要求8所述的基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的具有推進(jìn)裝置的航空器為航模飛機(jī)。11.如權(quán)利要求8所述的基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的無推進(jìn)裝置的浮力航空器為熱氣球、氫氣球或氦氣球。12.如權(quán)利要求1所述的基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的飛行器運(yùn)載所述印刷傳感器的方式包括粘貼、插入固定、螺母固定或捆綁。13.如權(quán)利要求1所述的基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述大氣環(huán)境指標(biāo)包括光照、溫度、濕度、粉塵和氣體種類及其含量。
【專利摘要】一種基于印刷傳感器的飛行器大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：印刷傳感器、信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)以及飛行器，所述印刷傳感器和信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)安裝在所述飛行器上，該印刷傳感器通過能夠傳輸數(shù)字信號(hào)或者模擬信號(hào)的接口與所述信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)進(jìn)行連接，所述飛行器運(yùn)載所述印刷傳感器和信號(hào)讀取傳輸硬件系統(tǒng)飛行于大氣環(huán)境中，監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境指標(biāo)。本發(fā)明重量輕、監(jiān)測(cè)指標(biāo)多、續(xù)航時(shí)間久，滿足了多樣化大氣監(jiān)控的需求，擴(kuò)大了大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)區(qū)域范圍，可以方便地進(jìn)行大氣環(huán)境的定點(diǎn)監(jiān)控、范圍監(jiān)控和路徑監(jiān)控。
【IPC分類】G01N33/00, G01D21/02, G01L9/12, G01P13/02, G01N27/04, G01P5/00
【公開號(hào)】CN105387887
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510881139
【發(fā)明人】郭小軍, 李喬峰, 王若琳, 卓本剛, 黃鈺坤
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月3日