[發明專利]一種基于大數據技術的大氣污染物無人機溯源系統及方法

在審

• 申請號: 201910548525.1
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110297921A
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 徐鶴;裴蘇玉;王汝傳;李鵬;朱楓;沙超;徐哲
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06F16/51
• 分類號: G06F16/51;G06F16/182;G06K9/00;H04N5/77;G08C17/02;G01D21/02
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 張玉紅

1.一種基于大數據技術的大氣污染物無人機溯源系統，其特征在于，包括：無人機、單片機、大氣污染物檢測傳感器、大氣環境檢測平臺、溫濕度傳感器、硫化氫傳感器、攝像頭、無線模塊、PC電腦端、大數據存儲框架HDFS，大數據分析框架MapReduce；所述無人機上安裝有攝像頭和單片機，所述單片機上配置有大氣污染物檢測傳感器、溫濕度傳感器、硫化氫傳感器、無線模塊；所述單片機包括CPU、DMA、FLASH存儲單元；所述單片機通過無線模塊與PC電腦端連接，PC電腦端與大數據HDFS連接。

2.根據權利要求1所述的一種基于大數據技術的大氣污染物無人機溯源系統，其特征在于：所述無人機為四軸飛行器無人機。

3.根據權利要求1所述的一種基于大數據技術的大氣污染物無人機溯源系統，其特征在于：所述攝像頭為OV2640攝像頭。

4.根據權利要求1所述的一種基于大數據技術的大氣污染物無人機溯源系統，其特征在于：所述單片機為STM32F407單片機。

5.根據權利要求1所述的一種基于大數據技術的大氣污染物無人機溯源系統，其特征在于：所述無線模塊為ATK-ESP8266串口。

6.根據權利要求1所述的一種基于大數據技術的大氣污染物無人機溯源系統，其特征在于：所述溫濕度傳感器為DHT11溫濕度傳感器。

7.根據權利要求1所述的一種基于大數據技術的大氣污染物無人機溯源系統，其特征在于：所述硫化氫傳感器為MQ136硫化氫傳感器。

8.一種基于大數據技術的大氣污染物無人機溯源方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、利用四軸飛行器無人機的機動性能，大氣環境檢測人員可選擇手動遙控無人機飛行，控制無人機飛行軌跡，前往要測試的大氣污染物排放源頭，進行實地檢測；

S2、無人機搭載單片機，單片機上配置大氣基礎數據檢測傳感器，單片機初始化傳感器的配置；

S3、單片機上裝載了溫濕度傳感器測得污染物源頭附近的溫濕度數據；

S4、單片機上裝載的硫化氫傳感器測得污染物源頭附近的硫化氫有毒有害氣體的濃度；

S5、單片機通過DCMI接口驅動攝像頭，攝像頭開始圖像采集，攝像頭采集到的數據通過DMA的方式傳輸到單片機的內存中，CPU通過圖像處理程序，若檢測到異常圖像信息，則將該異常圖像信息保存在單片機內置的FLASH存儲單元中存儲下來，以進行后續的處理工作；

S6、單片機上配置ATK-ESP8266串口無線模塊，該模塊高性能的無線傳輸模塊，該模塊中內置了TCP/IP協議棧，若已經進行過所需的串口配置，該模塊能夠將從串口傳輸來的數據轉換成WIFI數據，再與終端進行實時的信息數據傳輸，同時保證了傳輸的穩定性；

S7、通過無線模塊，PC電腦端和ATK-ESP8266串口無線模塊聯通之后就可以進行雙向的數據通信；

S8、PC電腦端接收到從無人機大氣環境檢測平臺傳送來的數據之后，將數據顯示在上位機上，PC電腦端和ATK-ESP8266串口無線模塊采用的是客服端服務器模式，采用TCP/IP協議，數據傳輸穩定；

S9、PC電腦端接收來的數據不僅顯示在終端上的上位機上，還會結構化寫入文本文件中；

S10、將結構化數據文件上傳到大數據存儲框架HDFS中，并用大數據分析框架MapReduce進行數據分析，得到被檢測的各個地區各項大氣污染物的情況匯總，并將分析結果寫入大數據HDFS中，方便環境保護執法人員查看，并根據分析結果，有效對高污染地區重點整治。