微型無人機(jī)機(jī)載車輛尾氣檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及大氣檢測裝置領(lǐng)域，特別涉及一種微型無人機(jī)機(jī)載的可快速監(jiān)測空氣中車輛尾氣排放的種類和濃度檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著民用無人機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，無人機(jī)在道路和城市車輛尾氣排放的常規(guī)監(jiān)控和應(yīng)急檢測的作用日益突出，但目前車輛尾氣檢測儀器主要是針對地面站、車載流動(dòng)站或是手持來設(shè)計(jì)的，體積大、重量重不能滿足微小型無人機(jī)使用，這限制了無人機(jī)車輛尾氣排放監(jiān)測中應(yīng)用，因此研制微型無人機(jī)機(jī)載車輛尾氣檢測系統(tǒng)需求十分迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型針對現(xiàn)有車輛尾氣檢測儀器體積大、重量重，不能滿足微小型無人機(jī)使用的現(xiàn)狀，提供一種適用于小型、微型無人機(jī)機(jī)載車輛尾氣排放檢測的傳感器集成系統(tǒng)，可以直接用于監(jiān)測指定地點(diǎn)的車輛尾氣數(shù)據(jù)，采集數(shù)據(jù)可以通過數(shù)傳電臺傳輸。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]微型無人機(jī)機(jī)載車輛尾氣檢測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、電源模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊三部分組成，三部分模塊集成于一塊電路板上，可以方便地掛載于微小型民用無人機(jī)上，所述數(shù)據(jù)采集模塊由車輛尾氣檢測傳感器、GPS模塊、單片機(jī)系統(tǒng)芯片組成，用于實(shí)時(shí)測量微小型無人機(jī)所在位置空氣中主要車輛尾氣和該位置的GPS信息多種數(shù)據(jù)，通過串行接口將測量數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)傳輸模塊，采集數(shù)據(jù)通過數(shù)傳電臺傳輸。
[0006]作為優(yōu)選，所述車輛尾氣檢測傳感器集成英國city尾氣紅外傳感器，英國city系列二氧化碳、一氧化氮和二氧化氮電化學(xué)氣體傳感器，可以直接高精度、靈敏的測量空氣中主要車輛尾氣的含量；集成粉塵激光傳感器，可以直接高精度、靈敏的測量車輛排放的PM2.5/PM10 的含量。
[0007]所述GPS模塊集成GPS信號接收器，能實(shí)時(shí)測量微小型無人機(jī)所在位置的GPS定位數(shù)據(jù)。
[0008]所述單片機(jī)系統(tǒng)芯片采用LPC1768，傳感器通過串行接口將測量數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)系統(tǒng)。
[0009]所述電源模塊由小型5V鋰電池和穩(wěn)壓電路組成，穩(wěn)壓電路能在鋰電池放電過程中電壓發(fā)生變化時(shí)，穩(wěn)定電壓，保證其他模塊供電電壓穩(wěn)定。
[0010]所述數(shù)據(jù)傳輸模塊采用DIGI XTend 900 IW數(shù)傳電臺，用于接收無人機(jī)地面控制站的遙控指令并通過串行接口發(fā)送給數(shù)據(jù)采集模塊，并將接收的數(shù)據(jù)采集模塊的測量數(shù)據(jù)發(fā)送給無人機(jī)地面控制站。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]本實(shí)用新型所涉及的微型無人機(jī)機(jī)載車輛尾氣檢測系統(tǒng)集成傳感器體積小、重量輕，重量小于400克，傳感探頭反應(yīng)快速，測量精確、靈敏，嵌入GPS模塊，滿足無人機(jī)區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量測量的要求，嵌入無線數(shù)傳模塊，滿足無人機(jī)測量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊螅m用于小型和微型無人機(jī)掛載，可以采集和傳輸飛機(jī)所處位置的主要車輛尾氣和GPS數(shù)據(jù)，測量范圍廣，分辨率和測量精度高，可以直接用于監(jiān)測指定地點(diǎn)的車輛尾氣數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型系統(tǒng)元件連接示意圖。
[0015]如圖所示:1、GPS模塊，2、一氧化碳和碳?xì)浠衔锛t外傳感器，3、二氧化碳電化學(xué)傳感器，4、一氧化氮電化學(xué)傳感器，5、二氧化氮電化學(xué)傳感器，6、PM2.5/PM10傳感器，7、單片機(jī)芯片，8、電池，9、5V直流穩(wěn)壓電路，10、數(shù)傳電臺。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0017]如圖1所示的一種微型無人機(jī)機(jī)載車輛尾氣檢測系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)采集模塊、電源模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊三部分組成，三部分模塊集成于一塊電路板上，可以方便地掛載于微小型民用無人機(jī)上。
[0018]如圖1所示，圖中I為GPS NE0-M8N—體模塊，使用臺灣太盟陶瓷片天線，有源28db 二級放大高增益陶瓷天線，增益高，定位快，弱信號下也可定位，自帶FLASH，可以保存數(shù)據(jù)配置，可以更改波特率，輸出頻率，輸出協(xié)議，可以保存配置，斷電不丟失。
[0019]如圖1所示，圖中2為紅外氣體傳感器，是基于不同氣體分子的近紅外光譜選擇吸收特性，利用氣體濃度與吸收強(qiáng)度關(guān)系(朗伯-比爾Lambert-Beer定律)鑒別)鑒別氣體組分并確定其濃度的氣體傳感裝置，其應(yīng)用廣泛、使用壽命長、靈敏度高、穩(wěn)定性好、適合氣體多、性價(jià)比高、維護(hù)成本低。
[0020]如圖1所示，圖中3-5為通用City車輛尾氣電化學(xué)氣體傳感器，氣體通過多孔膜背面擴(kuò)散入傳感器的工作電極，在此氣體被氧化或還原，這種電化學(xué)反應(yīng)引起流經(jīng)外部線路的電流，電流是正比于氣體濃度的線性輸出，因此經(jīng)過對輸出傳感器輸出電流的精確校正，可以得到較高的測量精度。
[0021]如圖1所示，圖中6為粉塵激光傳感器，利用光散射測塵原理，當(dāng)含塵空氣由環(huán)形采樣口吸入，經(jīng)切割器分離，除去粗大粒子，進(jìn)入檢測器暗室，暗室中的粉塵在激光照射下產(chǎn)生散射光，經(jīng)前向接收并轉(zhuǎn)換成與散射光強(qiáng)度及粉塵濃度成正比的每分鐘脈沖計(jì)數(shù))，此即為粉塵的相對質(zhì)量濃度，乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)，從而測得質(zhì)量濃度?？梢钥焖倬_靈敏的探測大氣中的 PM2.5/PM10.
[0022]如圖1所示，圖中7為LPC1768芯片，擅長處理要求高度集成和低功耗的嵌入式應(yīng)用，可以高效的完成數(shù)據(jù)收集、處理、轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)。
[0023]如圖1所示，圖中8-9為電源模塊，由小型5V鋰電池和穩(wěn)壓電路組成，穩(wěn)壓電路能在鋰電池放電過程中電壓發(fā)生變化時(shí)，穩(wěn)定電壓，保證其他模塊供電電壓穩(wěn)定，可以為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工作電源。
[0024]如圖1所示，圖中10為數(shù)據(jù)傳輸模塊，采用DIGI XTend 900 IW數(shù)傳電臺，用于接收無人機(jī)地面控制站的遙控指令并通過串行接口發(fā)送給數(shù)據(jù)采集模塊，并將接收的數(shù)據(jù)采集模塊的測量數(shù)據(jù)發(fā)送給無人機(jī)地面控制站。
[0025]圖2所示為所述實(shí)用新型的數(shù)據(jù)傳輸和控制信息傳輸結(jié)構(gòu)。地面數(shù)據(jù)采集指令通過數(shù)傳輸模塊，傳達(dá)直單片機(jī)系統(tǒng)，芯片響應(yīng)，通過控制引腳依次向各傳感器發(fā)送數(shù)據(jù)采集請求，傳感器響應(yīng)請求，通過數(shù)據(jù)輸出引腳，以串行的方式向芯片輸出數(shù)據(jù)，芯片簡單處理后將數(shù)據(jù)暫存，再向數(shù)傳電臺發(fā)送傳送數(shù)據(jù)請求，再收到數(shù)傳電臺回應(yīng)后，以串行的方式將所采集的數(shù)據(jù)發(fā)往無人機(jī)地面站。
[0026]上述實(shí)施例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.微型無人機(jī)機(jī)載車輛尾氣檢測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、電源模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊三部分組成，三部分模塊集成于一塊電路板上，可以方便地掛載于微小型民用無人機(jī)上，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊由車輛尾氣檢測傳感器、GPS模塊、單片機(jī)系統(tǒng)芯片組成，用于實(shí)時(shí)測量微小型無人機(jī)所在位置空氣中主要車輛尾氣和該位置的GPS信息多種數(shù)據(jù)，通過串行接口將測量數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)傳輸模塊，采集數(shù)據(jù)通過數(shù)傳電臺傳輸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型無人機(jī)機(jī)載車輛尾氣檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛尾氣檢測傳感器集成英國city尾氣紅外傳感器，英國city系列二氧化碳、一氧化氮和二氧化氮電化學(xué)氣體傳感器，可以直接高精度、靈敏的測量空氣中主要車輛尾氣的含量；集成粉塵激光傳感器，可以直接高精度、靈敏的測量車輛排放的PM2.5/PM10的含量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型無人機(jī)機(jī)載車輛尾氣檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述GPS模塊集成GPS信號接收器，能實(shí)時(shí)測量微小型無人機(jī)所在位置的GPS定位數(shù)據(jù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型無人機(jī)機(jī)載車輛尾氣檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)系統(tǒng)芯片采用LPC1768，傳感器通過串行接口將測量數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)系統(tǒng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型無人機(jī)機(jī)載車輛尾氣檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊由小型5V鋰電池和穩(wěn)壓電路組成，穩(wěn)壓電路能在鋰電池放電過程中電壓發(fā)生變化時(shí)，穩(wěn)定電壓，保證其他模塊供電電壓穩(wěn)定。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型無人機(jī)機(jī)載車輛尾氣檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊采用DIGI XTend 900 IW數(shù)傳電臺，用于接收無人機(jī)地面控制站的遙控指令并通過串行接口發(fā)送給數(shù)據(jù)采集模塊，并將接收的數(shù)據(jù)采集模塊的測量數(shù)據(jù)發(fā)送給無人機(jī)地面控制站。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種微型無人機(jī)機(jī)載車輛尾氣檢測系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)采集模塊、電源模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊三部分組成，三部分模塊集成于一塊電路板上，可以方便地掛載于微小型民用無人機(jī)上。所述數(shù)據(jù)采集模塊由車輛尾氣檢測傳感器、GPS模塊、單片機(jī)系統(tǒng)芯片組成，用于實(shí)時(shí)測量微小型無人機(jī)所在位置空氣中主要車輛尾氣和該位置的GPS信息多種數(shù)據(jù)，通過串行接口將測量數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)傳輸模塊，適用于小型和微型無人機(jī)掛載，可以采集和傳輸飛機(jī)所處位置的主要車輛尾氣和GPS數(shù)據(jù)，測量范圍廣，分辨率和測量精度高，可以直接用于監(jiān)測指定地點(diǎn)的車輛尾氣數(shù)據(jù)，采集數(shù)據(jù)可以通過數(shù)傳電臺傳輸。
【IPC分類】G08C17/02, G01S19/42, G01N15/06, G01N33/00, G01D21/02
【公開號】CN204807135
【申請?zhí)枴緾N201520550738
【發(fā)明人】段章山
【申請人】河北國呈電子科技有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年7月21日