基于多旋翼無人機的氣象監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于監(jiān)測領(lǐng)域，特別是一種基于無人機的溫濕度測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)急監(jiān)測裝備是應(yīng)急管理和突發(fā)事件處置工作的物質(zhì)基礎(chǔ)，在突發(fā)事件應(yīng)急處置過程中，完備、高效的應(yīng)急監(jiān)測裝備至關(guān)重要。在地震、極端天氣、?；繁ǖ韧话l(fā)事件發(fā)生時急需了解災(zāi)害區(qū)域局部的氣象參數(shù)，然而目前主要從氣象衛(wèi)星、地面氣象站和氣象氣球獲取氣象信息。氣象衛(wèi)星具有采集范圍大、分辨率高等優(yōu)點，但同一時間內(nèi)對同一區(qū)域范圍內(nèi)氣象信息采樣次數(shù)少、信息量不足，不能精確反映局部特定區(qū)域的氣象信息。地面氣象站具有地點固定、分布密度低等特點，只能反映地面氣象站周邊區(qū)域范圍內(nèi)的氣象信息。氣象氣球是目前氣象探測中使用的主要工具，然而氣象氣球不易控制、不易維護、浪費嚴(yán)重，并且氣球內(nèi)氣體密度較小，易受氣流影響，無法根據(jù)人們的意愿在某點進行氣象監(jiān)測。以上幾種氣象參數(shù)采集模式均不能很好地滿足災(zāi)害事故現(xiàn)場局部區(qū)域的氣象監(jiān)測需求。
[0003]無人機在氣象監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，主要包括無人直升機、固定翼無人機和多旋翼無人機。無人直升機和固定翼無人機在實際應(yīng)用中成本過高，固定在固定翼飛行器上的氣象設(shè)備，因為固定翼上升速度較快，造成了其不穩(wěn)定，并且其造價比較高，操作麻煩。而基于多旋翼平臺的氣象檢測無人機，可解決現(xiàn)有氣象監(jiān)測成本高、操作不靈活的問題。多旋翼無人機平臺對氣流擾動相對較小，旋翼無人機可懸停在目標(biāo)區(qū)域上空，開展災(zāi)區(qū)局部區(qū)域氣象探測具有較好的靈活性和機動性。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)目前還沒有提供基于多旋翼無人機平臺的氣象探測系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于多旋翼無人機的氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其包括無人機數(shù)據(jù)采集單元與地面站單元；
[0006]所述無人機數(shù)據(jù)采集單元包括機載GPS、氣象數(shù)據(jù)探測器、機載主控器Μ⑶以及機載GE數(shù)傳發(fā)射模塊，所述機載GPS獲取無人機此時所在的位置數(shù)據(jù)，所述氣象數(shù)據(jù)探測器測量獲取所在區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)電信號，并通過所述機載主控器MCU將測得的氣象數(shù)據(jù)電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并通過串行通訊方式將所述數(shù)據(jù)信號傳輸給機載GE數(shù)傳發(fā)射模塊；
[0007]所述地面站單元包括地面GE數(shù)傳接收模塊、地面主控器MCU以及上位機，所述地面GE數(shù)傳接收模塊通過無線通信接收所述機載GE數(shù)傳發(fā)射模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，所述地面主控器MCU通過串行通訊方式讀取地面GE數(shù)傳接收模塊接收的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過串口轉(zhuǎn)換成USB接口傳輸至上位機；
[0008]所述上位機根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)的格式，對數(shù)據(jù)進行解析，并結(jié)合機載GPS獲取實時定位數(shù)據(jù)，獲取所在位置的氣象數(shù)據(jù)，通過UI界面方式在地面站單元的內(nèi)嵌屏幕顯示。
[0009]較佳地，所述無人機數(shù)據(jù)采集單元上掛載有圖像傳感器，用于獲取溫濕度采集區(qū)域的影像。
[0010]較佳地，所述無人機數(shù)據(jù)采集單元還掛載有高度測量儀，用于測量無人機離地面的高度。
[0011 ] 較佳地，所述氣象數(shù)據(jù)探測器包括溫濕度探測器。
[0012]較佳地，所述無線通信方式包括微波鏈路、3G、4G網(wǎng)絡(luò)。
[0013]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0014]本發(fā)明提供的基于多旋翼無人機平臺的溫濕度測量系統(tǒng)成本低、操作靈活，且更容易維護，通過掛載的視頻圖像監(jiān)控任務(wù)系統(tǒng)，可實現(xiàn)對比較敏感區(qū)域視頻圖像采集和環(huán)境氣象信息的實時獲取;且可以根據(jù)需要采集完數(shù)據(jù)后直接返回地面，實現(xiàn)可返回式氣象數(shù)據(jù)采集模式;該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于地震地質(zhì)災(zāi)害、極端氣象災(zāi)害(如干旱、洪澇等)以及高危行業(yè)突發(fā)事故(如?；繁ā⒐I(yè)園區(qū)巡檢)應(yīng)急監(jiān)測等領(lǐng)域。
[0015]當(dāng)然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明實施例提供的基于無人機的溫濕度測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0019]本發(fā)明實施例提供了一種基于多旋翼無人機的氣象監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1所示，其包括無人機數(shù)據(jù)采集單元1與地面站單元2;
[0020]無人機數(shù)據(jù)采集單元1包括機載GPS、氣象數(shù)據(jù)探測器11、機載主控器Μ⑶12以及機載GE數(shù)傳發(fā)射模塊13，所述機載GPS獲取無人機此時所在的位置數(shù)據(jù)，氣象數(shù)據(jù)探測器11測量獲取所在區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)電信號，并通過機載主控器MCU12將測得的氣象數(shù)據(jù)電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并通過串行通訊方式將所述數(shù)據(jù)信號傳輸給機載GE數(shù)傳發(fā)射模塊13;
[0021 ] 地面站單元2包括地面GE數(shù)傳接收模塊21、地面主控器Μ⑶22以及上位機23，地面GE數(shù)傳接收模塊21通過無線通信接收機載GE數(shù)傳發(fā)射模塊13傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，地面主控器MCU22通過串行通訊方式讀取地面GE數(shù)傳接收模塊21接收的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過串口轉(zhuǎn)換成USB接口傳輸至上位機23;
[0022]上位機23根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)的格式，對數(shù)據(jù)進行解析，并結(jié)合機載GPS獲取實時定位數(shù)據(jù)，獲取所在位置的氣象數(shù)據(jù)，通過UI界面24方式在地面站單元的內(nèi)嵌屏幕顯示。
[0023]本實施例提供的所述無人機數(shù)據(jù)采集單元還包括圖像傳感器，用于獲取監(jiān)測區(qū)域的實時圖像。
[0024]所述無人機數(shù)據(jù)采集單元還掛載有高度測量儀，用于測量無人機離地面的高度，并發(fā)送至地面站單元。
[0025]本發(fā)明實施例提供的氣象數(shù)據(jù)探測器包括溫濕度探測器，當(dāng)然也可以包括風(fēng)速傳感器等其他氣象數(shù)據(jù)傳感器，本發(fā)明并不對氣象數(shù)據(jù)探測器做具體限定，本發(fā)明根據(jù)需要選擇具體的氣象數(shù)據(jù)探測器。
[0026]本發(fā)明提供的無線通信方式包括微波鏈路、3G、4G網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)然本發(fā)明可以根據(jù)需要使用其他無線通信方式，比如通過衛(wèi)星通信，本發(fā)明不對通信方式進行具體限定。
[0027]本發(fā)明提供的基于多旋翼無人機平臺的溫濕度測量系統(tǒng)成本低、操作靈活，且更容易維護，通過掛載的視頻圖像監(jiān)控任務(wù)系統(tǒng)，可實現(xiàn)對比較敏感區(qū)域視頻圖像采集和環(huán)境氣象信息的實時獲取;且可以根據(jù)需要采集完數(shù)據(jù)后直接返回地面，實現(xiàn)可返回式氣象數(shù)據(jù)采集模式;該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于地震地質(zhì)災(zāi)害、極端氣象災(zāi)害(如干旱、洪澇等)以及高危行業(yè)突發(fā)事故(如危化品爆炸、工業(yè)園區(qū)巡檢)應(yīng)急監(jiān)測等領(lǐng)域。
[0028]以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的【具體實施方式】。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【主權(quán)項】
1.一種基于多旋翼無人機的氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括無人機數(shù)據(jù)采集單元與地面站單元； 所述無人機數(shù)據(jù)采集單元包括機載GPS、氣象數(shù)據(jù)探測器、機載主控器MCU以及機載GE數(shù)傳發(fā)射模塊，所述機載GPS獲取無人機此時所在的位置數(shù)據(jù)，所述氣象數(shù)據(jù)探測器測量獲取所在區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)電信號，并通過所述機載主控器MCU將測得的氣象數(shù)據(jù)電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并通過串行通訊方式將所述數(shù)據(jù)信號傳輸給機載GE數(shù)傳發(fā)射模塊； 所述地面站單元包括地面GE數(shù)傳接收模塊、地面主控器MCU以及上位機，所述地面GE數(shù)傳接收模塊通過無線通信接收所述機載GE數(shù)傳發(fā)射模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，所述地面主控器MCU通過串行通訊方式讀取地面GE數(shù)傳接收模塊接收的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過串口轉(zhuǎn)換成USB接口傳輸至上位機； 所述上位機根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)的格式，對數(shù)據(jù)進行解析，并結(jié)合機載GPS獲取實時定位數(shù)據(jù)，獲取所在位置的氣象數(shù)據(jù)，通過UI界面方式在地面站單元的內(nèi)嵌屏幕顯示。2.如權(quán)利要求1所述的基于多旋翼無人機的氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述無人機數(shù)據(jù)采集單元還包括圖像傳感器，用于獲取監(jiān)測區(qū)域的實時圖像。3.如權(quán)利要求1所述的基于多旋翼無人機的氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述無人機數(shù)據(jù)采集單元還掛載有高度測量儀，用于測量無人機離地面的高度。4.如權(quán)利要求1所述的基于多旋翼無人機的氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述氣象數(shù)據(jù)探測器包括溫濕度探測器。5.如權(quán)利要求1所述的基于多旋翼無人機的氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述無線通信方式包括微波鏈路、3G、4G網(wǎng)絡(luò)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于多旋翼無人機的氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其包括無人機數(shù)據(jù)采集單元與地面站單元；所述無人機數(shù)據(jù)采集單元的所述機載GPS獲取位置數(shù)據(jù)，所述氣象數(shù)據(jù)探測器通過所述機載主控器MCU將測得的氣象數(shù)據(jù)電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳輸給機載GE數(shù)傳發(fā)射模塊；所述地面站單元包括地面GE數(shù)傳接收模塊、地面主控器MCU以及上位機，所述地面GE數(shù)傳接收模塊接收所述機載GE數(shù)傳發(fā)射模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，所述地面主控器MCU讀取地面GE數(shù)傳接收模塊接收的數(shù)據(jù)，并傳輸至上位機；所述上位機對數(shù)據(jù)進行解析，獲取所在位置的氣象數(shù)據(jù)，通過UI界面方式在地面站單元的內(nèi)嵌屏幕顯示。本發(fā)明提供的基于多旋翼無人機平臺的溫濕度測量系統(tǒng)成本低、操作靈活，且更容易維護。
【IPC分類】H04N7/18, G01D21/02, G01W1/02
【公開號】CN105487137
【申請?zhí)枴緾N201610035319
【發(fā)明人】錢益武, 吳征威, 王琨, 武金模, 王富貴, 方偉, 楊建力
【申請人】清華大學(xué)合肥公共安全研究院, 安徽澤眾安全科技有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2016年1月19日