專利名稱:基于多旋翼無人機(jī)的氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種基于多旋翼無人機(jī)的氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其包括無人機(jī)數(shù)據(jù)采集單元與地面站單元；無人機(jī)數(shù)據(jù)采集單元的所述機(jī)載GPS獲取位置數(shù)據(jù)，所述氣象數(shù)據(jù)探測(cè)器通過所述機(jī)載主控器MCU將測(cè)得的氣象數(shù)據(jù)電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳輸給機(jī)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(jī)，所述地面GE數(shù)傳接收模塊接收所述機(jī)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(jī)；所述上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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。本實(shí)用新型提供的基于多旋翼無人機(jī)平臺(tái)的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)成本低、操作靈活，且更容易維護(hù)。
【專利說明】
基于多旋翼無人機(jī)的氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別是一種基于無人機(jī)的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)急監(jiān)測(cè)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(cè)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(shí)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(diǎn)，但同一時(shí)間內(nèi)對(duì)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(diǎn)固定、分布密度低等特點(diǎn)，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(cè)中使用的主要工具，然而氣象氣球不易控制、不易維護(hù)、浪費(fèi)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(diǎn)進(jìn)行氣象監(jiān)測(cè)。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(chǎng)局部區(qū)域的氣象監(jiān)測(cè)需求。
[0003]無人機(jī)在氣象監(jiān)測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，主要包括無人直升機(jī)、固定翼無人機(jī)和多旋翼無人機(jī)。無人直升機(jī)和固定翼無人機(jī)在實(shí)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?yàn)楣潭ㄒ砩仙俣容^快，造成了其不穩(wěn)定，并且其造價(jià)比較高，操作麻煩。而基于多旋翼平臺(tái)的氣象檢測(cè)無人機(jī)，可解決現(xiàn)有氣象監(jiān)測(cè)成本高、操作不靈活的問題。多旋翼無人機(jī)平臺(tái)對(duì)氣流擾動(dòng)相對(duì)較小，旋翼無人機(jī)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(cè)具有較好的靈活性和機(jī)動(dòng)性。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)目前還沒有提供基于多旋翼無人機(jī)平臺(tái)的氣象探測(cè)系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種基于多旋翼無人機(jī)的氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其包括無人機(jī)數(shù)據(jù)采集單元與地面站單元；
[0006]所述無人機(jī)數(shù)據(jù)采集單元包括機(jī)載GPS、氣象數(shù)據(jù)探測(cè)器、機(jī)載主控器M⑶以及機(jī)載GE數(shù)傳發(fā)射模塊，所述機(jī)載GPS獲取無人機(jī)此時(shí)所在的位置數(shù)據(jù)，所述氣象數(shù)據(jù)探測(cè)器測(cè)量獲取所在區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)電信號(hào)，并通過所述機(jī)載主控器MCU將測(cè)得的氣象數(shù)據(jù)電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并通過串行通訊方式將所述數(shù)字信號(hào)傳輸給機(jī)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(jī)，所述地面GE數(shù)傳接收模塊通過無線通信接收所述機(jī)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(jī)；
[0008]所述上位機(jī)根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)的格式，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并結(jié)合機(jī)載GPS獲取實(shí)時(shí)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(jī)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(jī)數(shù)據(jù)采集單元還掛載有高度測(cè)量?jī)x，用于測(cè)量無人機(jī)離地面的高度。
[0011 ] 較佳地，所述氣象數(shù)據(jù)探測(cè)器包括溫濕度探測(cè)器。
[0012]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0013]本實(shí)用新型提供的基于多旋翼無人機(jī)平臺(tái)的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)成本低、操作靈活，且更容易維護(hù)，通過掛載的視頻圖像監(jiān)控任務(wù)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)比較敏感區(qū)域視頻圖像采集和環(huán)境氣象信息的實(shí)時(shí)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(shí)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?、工業(yè)園區(qū)巡檢)應(yīng)急監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。
[0014]當(dāng)然，實(shí)施本實(shí)用新型的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】

[0015]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于無人機(jī)的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0018]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種基于多旋翼無人機(jī)的氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖1所示，其包括無人機(jī)數(shù)據(jù)采集單元I與地面站單元2;
[0019]無人機(jī)數(shù)據(jù)采集單元I包括機(jī)載GPS、氣象數(shù)據(jù)探測(cè)器11、機(jī)載主控器M⑶12以及機(jī)載GE數(shù)傳發(fā)射模塊13，所述機(jī)載GPS獲取無人機(jī)此時(shí)所在的位置數(shù)據(jù)，氣象數(shù)據(jù)探測(cè)器11測(cè)量獲取所在區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)電信號(hào)，并通過機(jī)載主控器MCU12將測(cè)得的氣象數(shù)據(jù)電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并通過串行通訊方式將所述數(shù)字信號(hào)傳輸給機(jī)載GE數(shù)傳發(fā)射模塊13;
[0020]地面站單元2包括地面GE數(shù)傳接收模塊21、地面主控器M⑶22以及上位機(jī)23，地面GE數(shù)傳接收模塊21通過無線通信接收機(jī)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(jī)23;
[0021 ]上位機(jī)23根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)的格式，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并結(jié)合機(jī)載GPS獲取實(shí)時(shí)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。
[0022]本實(shí)施例提供的所述無人機(jī)數(shù)據(jù)采集單元還包括圖像傳感器，用于獲取監(jiān)測(cè)區(qū)域的實(shí)時(shí)圖像。
[0023]所述無人機(jī)數(shù)據(jù)采集單元還掛載有高度測(cè)量?jī)x，用于測(cè)量無人機(jī)離地面的高度，并發(fā)送至地面站單元。
[0024]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的氣象數(shù)據(jù)探測(cè)器包括溫濕度探測(cè)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，本實(shí)用新型并不對(duì)氣象數(shù)據(jù)探測(cè)器做具體限定，本實(shí)用新型根據(jù)需要選擇具體的氣象數(shù)據(jù)探測(cè)器。
[0025]本實(shí)用新型提供的無線通信方式包括微波鏈路、3G、4G網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)然本實(shí)用新型可以根據(jù)需要使用其他無線通信方式，比如通過衛(wèi)星通信，本實(shí)用新型不對(duì)通信方式進(jìn)行具體限定。
[0026]本實(shí)用新型提供的基于多旋翼無人機(jī)平臺(tái)的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)成本低、操作靈活，且更容易維護(hù)，通過掛載的視頻圖像監(jiān)控任務(wù)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)比較敏感區(qū)域視頻圖像采集和環(huán)境氣象信息的實(shí)時(shí)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(shí)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?、工業(yè)園區(qū)巡檢)應(yīng)急監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。
[0027]以上公開的本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本實(shí)用新型。優(yōu)選實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該實(shí)用新型僅為所述的【具體實(shí)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(shí)施例，是為了更好地解釋本實(shí)用新型的原理和實(shí)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實(shí)用新型。本實(shí)用新型僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于多旋翼無人機(jī)的氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括無人機(jī)數(shù)據(jù)采集單元與地面站單元； 所述無人機(jī)數(shù)據(jù)采集單元包括機(jī)載GPS、氣象數(shù)據(jù)探測(cè)器、機(jī)載主控器MCU以及機(jī)載GE數(shù)傳發(fā)射模塊，所述機(jī)載GPS獲取無人機(jī)此時(shí)所在的位置數(shù)據(jù)，所述氣象數(shù)據(jù)探測(cè)器測(cè)量獲取所在區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)電信號(hào)，并通過所述機(jī)載主控器MCU將測(cè)得的氣象數(shù)據(jù)電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并通過串行通訊方式將所述數(shù)字信號(hào)傳輸給機(jī)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(jī)，所述地面GE數(shù)傳接收模塊通過無線通信接收所述機(jī)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(jī)； 所述上位機(jī)根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)的格式，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并結(jié)合機(jī)載GPS獲取實(shí)時(shí)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(jī)的氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述無人機(jī)數(shù)據(jù)采集單元還包括圖像傳感器，用于獲取監(jiān)測(cè)區(qū)域的實(shí)時(shí)圖像。3.如權(quán)利要求1所述的基于多旋翼無人機(jī)的氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述無人機(jī)數(shù)據(jù)采集單元還掛載有高度測(cè)量?jī)x，用于測(cè)量無人機(jī)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(jī)的氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述氣象數(shù)據(jù)探測(cè)器包括溫濕度探測(cè)器。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK205720733SQ201620051435
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年1月19日
【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(qǐng)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