[發明專利]基于無人機的揚塵監測系統

在審

• 申請號: 201810599773.4
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN108760594A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 楊小陽;任麗紅;王婉;程苗苗;何友江;劉世杰;李剛;高元官;楊欣
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;G01N1/22
• 代理公司: 北京天瀾智慧知識產權代理有限公司 11558
• 代理人: 尚繼棟;林潮

本發明提供一種基于無人機的揚塵監測系統，其包括無人機系統、揚塵監測傳感器系統、網絡傳輸模塊及云平臺數據處理系統。該揚塵監測系統可實時準確地采集工地現場的揚塵數據，彌補了目前人工定點式揚塵監測的不足，并克服了現有揚塵監測系統的實時性滯后、空間局限、精度低等問題。

技術領域

本發明涉及一種揚塵監測系統。更具體地，本發明涉及一種基于無人機的揚塵監測系統。

背景技術

建筑工地揚塵污染是建筑施工過程中排放的無組織顆粒物污染，既包括施工工地內部各種施工環節造成的一次揚塵，也包括因施工運輸車輛粘帶泥土以及建筑材料遺灑在工地外部道路上所造成的二次交通揚塵。

根據北京市環保部門的監測和分析，揚塵污染約占PM2.5來源的15.8％。南京的六類主要污染源中，揚塵所占的比例最大，達37.28％。由于建筑工地揚塵的排放高度一般較低，并且往往集中在人口密集的城市地區，因此建筑工地揚塵對空氣質量的影響日益受到關注。

為了有效監控建筑工地揚塵污染，接受市民的監督和投訴，共建綠色環保建筑工地，有必要進行建筑工地揚塵污染自動監控系統的研究和開發。但現有的工地揚塵監測系統大多采用地面微型站的形式進行揚塵監測，對于高空施工項目(如高層、高塔等)的監測不準確，且無法分析工地揚塵的分布與擴散，只能對固定點的揚塵進行監測。這種監測方式范圍小、精度低。

現有的揚塵監測系統大多以微型地面站(參見圖1)的形式進行監測，該系統的功能結構示意圖如圖2所示。該系統通過激光傳感器獲取揚塵的顆粒物濃度，并顯示于LED屏幕上，以供監控者使用。

上述系統的缺點在于：只能針對工地地面的某固定點的數據進行監測，所述數據的可分析性和代表性較差；無法分析整個工地的揚塵分布及擴散情況，存在漏檢、數據缺失等問題；無法對工地揚塵進行全面精確的監管。

針對現有工地揚塵監測的實時性滯后、空間局限、精度低等問題，本發明提供了一種基于無人機技術的工地揚塵監測系統。該系統包括無人機系統、揚塵監測傳感器系統、網絡傳輸模塊及云平臺數據處理系統。其中，揚塵監測傳感器系統優選但不限于采用ARMCortex M3內核芯片內嵌uCOS-II實時操作系統，對PM2.5、PM10濃度及溫濕度數據進行采集，并融合GPS定位數據，例如通過GPRS網絡傳輸至云平臺，云平臺數據處理系統中的軟件將數據校驗處理后，形成圖表并展示揚塵的空間分布。該揚塵監測系統可實時準確地采集工地現場的揚塵數據，彌補了目前人工定點式揚塵監測的不足，為有效治理工地揚塵提供有力參考。

發明內容

本發明提供一種基于無人機的揚塵監測系統，其包括：

揚塵監測傳感器系統，其包括顆粒物激光傳感器模塊、溫濕度傳感器和核心控制模塊，其中：所述顆粒物激光傳感器模塊包括流量計、伺服電機、過濾裝置、激光傳感器、氣體采樣頭和主控板；

網絡傳輸模塊，其將所述揚塵監測傳感器系統采集的數據傳輸至云平臺服務器；

無人機系統，其用于攜帶所述揚塵監測傳感器系統及網絡傳輸模塊至規劃的區域進行數據采集及數據傳輸；

云平臺數據處理系統，其接收來自所述網絡傳輸模塊的所述數據，將該數據儲存至MySQL數據庫，并對該數據進行甄別處理，形成圖形報表，并將該數據以3D模型的形式展現。

在一些實施方式中，所述過濾裝置為過濾塞。

在一些實施方式中，所述氣體采樣頭設有溢水口結構。

在一些實施方式中，所述氣體采樣頭從水平方向傾斜。

在一些實施方式中，所述氣體采樣頭從水平方向傾斜約30°角。

在一些實施方式中，所述氣體采樣頭通過對氣體采樣頭進行控制的驅動結構與揚塵監測傳感器系統外殼相連接。