本發(fā)明涉及河長使用的監(jiān)測河水的水質(zhì)的無人機，屬于智能無人機應用技術領域。

背景技術：

中國有許多條河流受到不同程度的污染。進入“九五”以來，淮河、太湖、巢湖、滇池、海河、遼河等重點流域已展開大規(guī)模的水污染防治，取得了階段性成果。由于河水污染的情況比較復雜，為了加強河水污染的治理，全國已推廣河長制，每一條河都有“河長”，負責組織領導相應河流的管理和保護工作。

有一位河長工作很認真，乘坐小船在河面上航行，一會兒察看河水的顏色，一會兒聞聞河水散發(fā)的氣味，不停的寫記錄，他的工作十分辛苦，然而工作進度不夠快，沒有獲得多少有關河水污染的科學數(shù)據(jù)。

無人機是利用無線電遙控設備和機內(nèi)自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，無人機的技術已相當成熟，由于缺少配套的監(jiān)測河水的水質(zhì)的專用裝置，無人機技術目前還沒有應用到防治水污染的工作中。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，采用河長使用的監(jiān)測河水的水質(zhì)的無人機來監(jiān)測水質(zhì)，為治理河水污染提供科學數(shù)據(jù)。

旋翼無人機懸停在被測水域的上空。旋翼無人機的機體上的無線通信天線甲接收到河長發(fā)來的測量無人機下方的水域的水質(zhì)的遙控指令信息，將遙控指令信息輸入無線通信設備甲、接著通過導電線輸入電子計算機甲進行儲存和處理，經(jīng)過處理的指令信息通過導電線輸入信息綜合處理器，由信息綜合處理器通過導電線指令水質(zhì)信息采集分析裝置下方的收放裝置放下空心軟質(zhì)套管，而且空心軟質(zhì)套管下端的觸及水體探盤必須到達水面以下。在觸及水體探盤的底部自左向右依次安裝ph傳感器、水質(zhì)分析傳感器和水質(zhì)監(jiān)測傳感器，在空心軟質(zhì)套管的內(nèi)部和收放裝置的內(nèi)部自左向右依次安裝ph傳感器專用信息傳輸線、水質(zhì)分析傳感器專用信息傳輸線和水質(zhì)監(jiān)測傳感器專用信息傳輸線。ph傳感器將感知到的水體的ph數(shù)值信息轉(zhuǎn)換成電信號、通過ph傳感器專用信息傳輸線輸入水質(zhì)信息采集分析裝置。水質(zhì)分析傳感器將感知到的、分析出來的水體中的重金屬離子、氨氮、總磷的數(shù)值信息轉(zhuǎn)換成電信號通過水質(zhì)分析傳感器專用信息傳輸線輸入水質(zhì)信息采集分析裝置。水質(zhì)監(jiān)測傳感器將感知到的、監(jiān)測出來的水體的濁度、余氯、懸浮物、氟化物、硫酸鹽的數(shù)值信息轉(zhuǎn)換成電信號通過水質(zhì)監(jiān)測傳感器專用信息傳輸線輸入水質(zhì)信息采集分析裝置。從水質(zhì)信息采集分析裝置輸出的數(shù)值信息通過導電線輸入信息綜合處理器進行處理，接著通過導電線輸入電子計算機甲儲存和處理，從電子計算機甲輸出的多個處理后的數(shù)值信息通過導電線輸入無線通信設備甲，由安裝在無線通信設備甲上的無線通信天線甲通過無線電波發(fā)送給陸地上的無線通信天線乙接收，無線通信天線乙接收全部數(shù)值信息后通過內(nèi)置導電線將數(shù)值信息輸入無線通信設備乙、電子計算機乙和陸地上的水質(zhì)信息儲存與處理中心。河長進入陸地上的水質(zhì)信息儲存與處理中心，掌握了全部的水質(zhì)科學數(shù)據(jù)，為治理水污染采取有針對性的措施。本次測量結束后，收發(fā)裝置將空心軟質(zhì)套管收縮到無人機的底部的下面，觸及水體探盤同樣上升到底部的下面。由于無人機下部的支撐架比較長，支撐架支撐起無人機，使無人機的機體距離地面有一定的高度，收縮在無人機的底部的下面的空心軟質(zhì)套管和觸及水體探盤都不會碰撞地面。本發(fā)明采用低壓電力線載波通信傳輸線作為導電線，這種導電線既能導電，又能傳輸信息。

安裝在無人機的機身下面的光電吊艙是無人機的“眼睛”。光電吊艙內(nèi)安裝ccd照相機或cmos照相機，能對準水面連續(xù)拍照，獲取水面的圖像信息，并通過導電線將圖像信息輸入信息綜合處理器和電子計算機甲進行及時處理。當圖像信息顯示：觸及水體探盤仍在水面以上、尚未進入水體中時，電子計算機甲處理該圖像信息后、會通過導電線和信息綜合處理器指令收放裝置繼續(xù)下放空心軟質(zhì)套管，務必使觸及水體探盤進入水體中，讓安裝在觸及水體探盤底面上的ph傳感器、水質(zhì)分析傳感器和水質(zhì)監(jiān)測傳感器在水面以下進行水質(zhì)測量。當圖像信息顯示：水面上有五平方米水面的顏色異常時，電子計算機甲處理該圖像信息后、通過導電線和信息綜合處理器指令飛行控制器控制無人機飛行到顏色異常的水域的上方，無人機懸停在空中，準備放下空心軟質(zhì)套管和觸及水體探盤到河水中進行水質(zhì)測量。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

由無人機1、螺旋槳2、電動螺旋槳推進裝置3、飛行控制器4、鋰離子電池5、支撐架6、導電線7、信息綜合處理器8、光電吊艙9、電子計算機甲10、無線通信天線甲11、無線通信設備甲12、水質(zhì)信息采集儲存裝置13、收放裝置14、空心軟質(zhì)套管15、ph傳感器專用信息傳輸線16、水質(zhì)分析傳感器專用信息傳輸線17、水質(zhì)監(jiān)測傳感器專用信息傳輸線18、觸及水體探盤19、ph傳感器20、水質(zhì)分析傳感器21、水質(zhì)監(jiān)測傳感器22共同組成；

無人機1飛行在河水23的水面上的低空中，在河水23旁邊的陸地24上安裝無線通信天線乙25、無線通信設備乙26、電子計算機乙27和陸地上的水質(zhì)信息儲存與處理中心28；

在無人機1的機體內(nèi)的上部安裝電動螺旋槳推進裝置3，電動螺旋槳推進裝置3的傳動軸伸出無人機1的機頂并在其頂端安裝有螺旋槳2，在電動螺旋槳推進裝置3的下方安裝飛行控制器4，在飛行控制器4的右下方安裝鋰離子電池5，在飛行控制器4的左下方安裝信息綜合處理器8，在信息綜合處理器8的下方的、無人機1的機體的下面安裝光電吊艙9，在信息綜合處理器8的左方安裝電子計算機甲10，在電子計算機甲10的左方安裝無線通信設備甲12，在無線通信設備甲12的上面安裝無線通信天線甲11，無線通信天線甲11露出到無人機1的機體的上面，在飛行控制器4的正下方、無人機1的機體內(nèi)的下部安裝水質(zhì)信息采集儲存裝置13，在水質(zhì)信息采集儲存裝置13的下面安裝收放裝置14，在收放裝置14的下面安裝空心軟質(zhì)套管15，在空心軟質(zhì)套管15內(nèi)和收放裝置14內(nèi)自左向右依次安裝ph傳感器專用信息傳輸線16、水質(zhì)分析傳感器專用信息傳輸線17、水質(zhì)監(jiān)測傳感器專用信息傳輸線18，在空心軟質(zhì)套管15的下端安裝觸及水體探盤19，在觸及水體探盤19的下面自左向右依次安裝ph傳感器20、水質(zhì)分析傳感器21、水質(zhì)監(jiān)測傳感器22，當收放裝置14放下空心軟質(zhì)套管15時，ph傳感器20、水質(zhì)分析傳感器21、水質(zhì)監(jiān)測傳感器22位于河水23的水面以下的水體中，當收放裝置14收上空心軟質(zhì)套管15時，ph傳感器20、水質(zhì)分析傳感器21、水質(zhì)監(jiān)測傳感器22位于河水23的水面上方的空間，在河水23旁邊的陸地24上，安裝陸地上的水質(zhì)信息儲存與處理中心28，在陸地上的水質(zhì)信息儲存與處理中心28的上面安裝電子計算機乙27，在電子計算機乙27的上面安裝無線通信設備乙26，在無線通信設備乙26的上面安裝無線通信天線乙25；

無人機1的螺旋槳2通過傳動軸與電動螺旋槳推進裝置3連接，電動螺旋槳推進裝置3通過導電線7與飛行控制器4連接，飛行控制器4通過導電線7與鋰離子電池5連接，飛行控制器4通過導電線7與信息綜合處理器8連接，鋰離子電池5通過導電線7與信息綜合處理器8連接，信息綜合處理器8通過導電線7與電子計算機甲10連接，電子計算機甲10通過導電線7與無線通信設備甲12連接，信息綜合處理器8通過導電線7與光電吊艙9連接，水質(zhì)信息采集儲存裝置13通過ph傳感器專用信息傳輸線16與ph傳感器20連接，水質(zhì)信息采集儲存裝置13通過水質(zhì)分析傳感器專用信息傳輸線17與水質(zhì)分析傳感器21連接，水質(zhì)信息采集儲存裝置13通過水質(zhì)監(jiān)測傳感器專用信息傳輸線18與水質(zhì)監(jiān)測傳感器22連接，無線通信天線乙25通過內(nèi)置導電線與無線通信設備乙26連接，無線通信設備乙26通過內(nèi)置導電線與電子計算機乙27連接，電子計算機乙27通過內(nèi)置導電線與陸地上的水質(zhì)信息儲存與處理中心28連接。

空心軟質(zhì)套管15的長度為30公分到500公分；空心軟質(zhì)套管15的寬度為10公分到80公分；光電吊艙9內(nèi)的照相機是ccd照相機或cmos照相機；ph傳感器20檢測ph值的范圍是ph0—ph14；錳酸鋰鋰離子電池或鈷酸鋰鋰離子電池或磷酸鐵鋰鋰離子電池或鈦酸鋰鋰離子電池。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：①無人機居高臨下，容易發(fā)現(xiàn)水面異常的水域，迅速飛臨其上空進行水質(zhì)測量，及時發(fā)現(xiàn)水污染源頭。②河長獲得無人機發(fā)送過來的水質(zhì)數(shù)據(jù)信息和圖像信息，可以準確制訂治理河水污染的行動計劃，避免了治理水污染的盲目性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。

具體實施方式

河長遙控無人機飛臨河道的上空，沿河道飛行查看河面的水體顏色有沒有異常情況。發(fā)現(xiàn)水色異常的水域，無人機就降低飛行高度，懸停在顏色異常的水域的上空，準備放下空心軟質(zhì)套管和觸及水體探盤，進行水質(zhì)測量。

下面本發(fā)明將結合附圖中的實施例作進一步描述：

單旋翼無人機或多旋翼無人機適合用于監(jiān)測河水的水質(zhì)。這種無人機的機體采用碳纖維制造，重量輕、飛行靈活，比強度高，可靠性高，碳纖維旋翼可以折疊，便于運輸。動力裝置采用靜音無刷定制發(fā)動機，由鋰離子電池提供足夠的動力。機內(nèi)的飛行控制器控制電動螺旋槳推進裝置和螺旋槳的工作。機內(nèi)載有多個傳感器，對無人機高度進行監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳送給河長，飛行模式為全球定位系統(tǒng)位置保持模式，故障安全系統(tǒng)能夠在電池低電量或者丟失數(shù)據(jù)鏈路的情況下自主返航。任務載荷包括信息綜合處理器、光電吊艙、電子計算機甲、無線通信天線甲、無線通信設備甲、水質(zhì)信息采集分析裝置、收放裝置、空心軟質(zhì)套管、ph傳感器專用信息傳輸線、水質(zhì)分析傳感器專用信息傳輸線、水質(zhì)監(jiān)測傳感器專用信息傳輸線、觸及水體探盤、ph傳感器、水質(zhì)分析傳感器、水質(zhì)監(jiān)測傳感器。單旋翼無人機或多旋翼無人機能夠垂直起降，適合用于在河道上空飛行，進行監(jiān)測水質(zhì)的作業(yè)。

無人機沿著河道低飛巡航，安裝在無人機下面的光電吊艙中的照相機對準下方的河水的水面連續(xù)拍照，并將拍得的圖像信息通過導電線輸入信息綜合處理器和電子計算機甲，接著通過無線通信設備甲和無線通信天線甲將圖像信息傳送到陸地上的無線通信天線乙、無線通信設備乙、電子計算機乙和陸地上的水質(zhì)信息儲存與處理中心，河長在陸地上的水質(zhì)信息儲存與處理中心觀看無人機發(fā)送來的一幅幅圖像，從中發(fā)現(xiàn)水面顏色異常或水面有可疑污染物的圖像，立即發(fā)出指令，指令無人機飛臨可疑水域的上空并懸停在可疑水域的上空，同時指令無人機的收放裝置將空心軟質(zhì)套管和觸及水體探盤下放到河水中，安裝在觸及水體探盤下面的ph傳感器將感知到的水體的ph數(shù)值信息轉(zhuǎn)換成電信號通過ph傳感器專用信息傳輸線輸入水質(zhì)信息采集分析裝置。安裝在觸及水體探盤下面的水質(zhì)分析傳感器將感知到的、分析出來的水體中的重金屬離子、氨氮、總磷的數(shù)值信息轉(zhuǎn)換成電信號通過水質(zhì)分析傳感器專用信息傳輸線輸入水質(zhì)信息采集分析裝置。安裝在觸及水體探盤下面的水質(zhì)監(jiān)測傳感器將感知到的、監(jiān)測出來的水體的濁度、余氯、懸浮物、氟化物、硫酸鹽的數(shù)值信息轉(zhuǎn)換成電信號通過水質(zhì)監(jiān)測傳感器專用信息傳輸線輸入水質(zhì)信息采集分析裝置。從水質(zhì)信息采集分析裝置輸出的數(shù)值信息通過導電線、信息綜合處理器、電子計算機甲、無線通信設備甲、無線通信天線甲發(fā)送給陸地上的無線通信天線乙，無線通信天線乙通過內(nèi)置導電線將數(shù)值信息發(fā)送給無線通信設備乙、電子計算機乙、陸地上的水質(zhì)信息儲存與處理中心。河長在水質(zhì)信息儲存與處理中心里既能審閱圖像信息，又能研究數(shù)值信息，做到對水面污染情況心中有數(shù)，有了第一手資料作為科學依據(jù)，河長就能采取措施治理河水的污染。在河長統(tǒng)一組織和協(xié)調(diào)下，河面上空的無人機與河水中的無人潛航器聯(lián)合行動，清查和治理河水污染的工作將更加有成效。

現(xiàn)舉出實施例如下：

實施例一：

單旋翼無人機飛臨河道的上空監(jiān)測河水的水質(zhì)。無人機內(nèi)的鈷酸鋰鋰離子電池通過導電線向飛行控制器供電，飛行控制器控制電動螺旋槳推進裝置和螺旋槳，使無人機懸停在可疑污染水域的上空。無人機下面的光電吊艙中的ccd照相機對準下方的可疑污染水域進行連續(xù)拍照，獲取圖像信息，根據(jù)圖像信息指令收放裝置放下長度為260公分的空心軟質(zhì)套管，空心軟質(zhì)套管下端的觸及水體探盤浸沒到河水中，安裝在觸及水體探盤底面的ph傳感器、水質(zhì)分析傳感器和水質(zhì)監(jiān)測傳感器迅速監(jiān)測水質(zhì)，獲取數(shù)值信息，并通過各自用的專用信息傳輸線將各自的數(shù)值信息輸入水質(zhì)信息采集分析裝置，從水質(zhì)信息采集分析裝置輸出的全部數(shù)值信息通過導電線輸入信息綜合處理器，與從光電吊艙輸送過來的圖像信息匯集，從信息綜合處理器輸出的圖像信息和數(shù)值信息通過導電線、電子計算機甲、無線通信設備甲、無線通信天線甲發(fā)送給陸地上的無線通信天線乙，無線通信天線乙通過內(nèi)置導電線將圖像信息和數(shù)值信息輸入無線通信設備乙、電子計算機乙和陸地上的水質(zhì)信息儲存與處理中心。河長在陸地上的水質(zhì)信息儲存與處理中心里仔細研究圖像信息和數(shù)值信息，制訂出切實可行的治理河水污染的措施。

實施例二：

多旋翼無人機飛臨河道的上空監(jiān)測河水的水質(zhì)。無人機內(nèi)的錳酸鋰鋰離子電池通過導電線向飛行控制器供電，飛行控制器控制電動螺旋槳推進裝置和螺旋槳，使無人機懸停在可疑污染水域的上空。無人機下面的光電吊艙中的cmos照相機對準下方的可疑污染水域進行連續(xù)拍照，獲取圖像信息，根據(jù)圖像信息指令收放裝置放下長度為320公分的空心軟質(zhì)套管，空心軟質(zhì)套管下端的觸及水體探盤浸沒到河水中，安裝在觸及水體探盤底面的ph傳感器、水質(zhì)分析傳感器和水質(zhì)監(jiān)測傳感器迅速監(jiān)測水質(zhì)，獲取數(shù)值信息，并通過各自用的專用信息傳輸線將各自的數(shù)值信息輸入水質(zhì)信息采集分析裝置，從水質(zhì)信息采集分析裝置輸出的全部數(shù)值信息通過導電線輸入信息綜合處理器，與從光電吊艙輸送過來的圖像信息匯集，從信息綜合處理器輸出的圖像信息和數(shù)值信息通過導電線、電子計算機甲、無線通信設備甲、無線通信天線甲發(fā)送給陸地上的無線通信天線乙，無線通信天線乙通過內(nèi)置導電線將圖像信息和數(shù)值信息輸入無線通信設備乙、電子計算機乙和陸地上的水質(zhì)信息儲存與處理中心。河長在陸地上的水質(zhì)信息儲存與處理中心里仔細研究圖像信息和數(shù)值信息，制訂出切實可行的治理河水污染的措施。