[發(fā)明專利]一種基于移動平臺的有毒環(huán)境中毒氣分布檢測系統(tǒng)及方法

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• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111751498A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱均超;李志偉;張寶峰;從宇;宋震宇;田銳
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 天津市君硯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12239
• 代理人: 程昊

1.一種基于移動平臺的有毒環(huán)境中毒氣分布檢測系統(tǒng)，其特征在于它包括移動式多組分有毒氣體測量終端、云服務(wù)器大數(shù)據(jù)平臺及用戶終端；其中，所述移動式多組分有毒氣體測量終端安裝在無人機或者無人車上，對有毒環(huán)境中的有毒氣體進行檢測，并通過無線網(wǎng)絡(luò)與云服務(wù)器大數(shù)據(jù)平臺之間呈雙向數(shù)據(jù)連接；所述云服務(wù)器大數(shù)據(jù)平臺與用戶終端之間呈雙向數(shù)據(jù)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于移動平臺的有毒環(huán)境中毒氣分布檢測系統(tǒng)，其特征在于所述移動式多組分有毒氣體測量終端的數(shù)量不少于1個，實現(xiàn)對污染現(xiàn)場有毒氣體的全方位監(jiān)測，所述移動式多組分有毒氣體測量終端是由氣體測量傳感器組、位置傳感器、微處理器單元、數(shù)據(jù)通訊模塊、電池管理模塊和電池構(gòu)成；其中，所述微處理器單元分別與氣體測量傳感器組、位置傳感器及數(shù)據(jù)通訊模塊之間呈雙向數(shù)據(jù)連接；所述電池管理模塊的輸入端連接電池，其輸出端與微處理器單元連接；

所述移動式多組分有毒氣體測量終端是基于嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，每臺移動式多組分有毒氣體測量終端與云服務(wù)器大數(shù)據(jù)平臺之間采用主從方式連接方式，每臺移動式多組分有毒氣體測量終端為從站，云服務(wù)器大數(shù)據(jù)平臺為主站，采用問答式Modbus-TCP/IP通信協(xié)議，依次傳輸給每個從站，對數(shù)據(jù)進行采集。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于移動平臺的有毒環(huán)境中毒氣分布檢測系統(tǒng)，其特征在于所述氣體測量傳感器組是由不少于1個的具有統(tǒng)一接口的電化學(xué)氣體傳感器單元組成；考慮到污染現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，為確保采集多種有毒氣體信息，增加氣體采集精確度，利用多個具有統(tǒng)一接口的電化學(xué)氣體傳感器單元組成傳感器組；這些傳感器為高靈敏的傳感器，且具有統(tǒng)一電氣特性接口和統(tǒng)一的傳輸協(xié)議，具有良好的互換性。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于移動平臺的有毒環(huán)境中毒氣分布檢測系統(tǒng)，其特征在于所述電化學(xué)氣體傳感器單元可以是形如4CO-2000、4H2S-1000、4SO2-20、4NO-250有毒氣體傳感器中的一種或多種組合，也可以是半導(dǎo)體氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器、光學(xué)氣體傳感器或固體電解質(zhì)氣體傳感器中的一種或多種組合，以更好地滿足現(xiàn)場測量需求，使用靈活方便；

所述氣體測量傳感器組可以根據(jù)現(xiàn)場需要同時安裝12種氣體傳感器實現(xiàn)對不同有毒氣體的有效監(jiān)測。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于移動平臺的有毒環(huán)境中毒氣分布檢測系統(tǒng)，其特征在于所述位置傳感器采用北斗和GPS雙模定位模塊結(jié)構(gòu)；

所述數(shù)據(jù)通訊模塊是無線通信模塊，采用移動通訊網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，即把當前位置信息和有毒氣體濃度信息打包后，通過無線通信模塊轉(zhuǎn)發(fā)后傳輸?shù)皆品?wù)器大數(shù)據(jù)平臺中；

所述微處理器單元采用32位微處理器作為主處理單元；所述移動式多組分有毒氣體測量終端基于嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，所使用的電池是便攜式12V充電電池。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于移動平臺的有毒環(huán)境中毒氣分布檢測系統(tǒng)，其特征在于所述用戶終端可以是手機終端或顯示終端的一種或多種組合；所述顯示終端是大屏幕或計算機的一種或多種組合。

7.一種上述所述基于移動平臺的有毒環(huán)境中毒氣分布檢測方法，其特征在于它包括以下步驟：

（1）無人機或者無人車按照預(yù)先規(guī)劃的路徑在有毒環(huán)境中進行巡航，由安裝在無人機或者無人車上的移動式多組分有毒氣體測量終端子系統(tǒng)對有毒氣體的濃度和分布進行實時檢測并經(jīng)由串口保存至微處理器；

（2）由北斗和GPS雙模定位模塊，實時測量移動式多組分有毒氣體測量終端的當前位置信息，即UTC時間及經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，并經(jīng)由串口傳輸至微處理器中進行保存；

（3）由移動式多組分有毒氣體測量終端的無線通訊模塊將步驟（1）和步驟（2）中得到的有毒氣體信息和位置信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆品?wù)器大數(shù)據(jù)平臺上；

（4）云服務(wù)器大數(shù)據(jù)平臺作為服務(wù)器開放IP地址和端口號，供移動式多組分有毒氣體測量終端連接和傳輸數(shù)據(jù)，并負責(zé)管理所有移動式多組分有毒氣體測量終端，接收移動式多組分有毒氣體測量終端發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行存儲、處理、分析、預(yù)測、展示。