無人機(jī)+空氣環(huán)境檢測，解決污染源頭

　　一、背景

　　隨著城市與農(nóng)村的拆遷改造，建筑工地施工等日漸增多，加上春季風(fēng)大、氣候干燥，空氣里灰塵含量較大，不但影響市容市貌，更讓我們出行備受粉塵污染之苦。

　　粉塵不會直接傷人，但對呼吸道和眼睛等器官會造成很大危害。粒徑大于10微米的粉塵在空氣中停留時間較短，在呼吸作用中可被有效地阻留在呼吸道上，不進(jìn)入肺泡，但由于木粉塵中含有木焦油，這種物質(zhì)由各種酚類和烴類組成，并含有致癌性較強(qiáng)的物質(zhì)，長此以往，工人會部分的患有支氣管炎、哮喘和肺氣腫等，甚至致癌。粒徑小于10微米以下的木粉，會直接進(jìn)入人的肺部組織，沉淀于肺泡中，有可能引起肺組織的慢性纖維化，甚至導(dǎo)致肺心病、心血管病等一系列病變。而且這些可吸入物質(zhì)還會將多種污染物或病菌帶入肺部，對人體危害很大。粉塵如果彈入或飛入人的眼睛，會造成傷害，影響正常操作。另外木塵還是最危險的易燃物品之一，易引起火災(zāi)。北京未來智能科技有限公司無人機(jī)機(jī)載大氣成分氣體檢測儀(SKA-2.0)專為無人機(jī)大氣環(huán)境監(jiān)測而設(shè)計的一款產(chǎn)品，通過配置高精度多種智能型氣體傳感器，可同時監(jiān)測大氣溫度、濕度、PM10、PM2.5、SO?、NO?、CO、O等多種特征污染參數(shù)，配合地面端《未來智能無人機(jī)氣體實時監(jiān)測系統(tǒng)V2.0》實時查看無人機(jī)所在處環(huán)境的氣體數(shù)據(jù)。

　　現(xiàn)如今無人機(jī)遙感技術(shù)作為繼航空、航天遙感后的第3代遙感技術(shù)：具有立體監(jiān)測、響應(yīng)速度快、監(jiān)測范圍廣、地形干擾小等優(yōu)點，是今后進(jìn)行大氣突發(fā)事件污染源識別和濃度監(jiān)測的重要發(fā)展方向之一。

　　二、無人機(jī)氣體檢測荷載特點

　　●軟件可以支持多家無人機(jī)制造商包括大疆所有系列。

　　●上千種氣體傳感器可以隨時更換，系統(tǒng)帶有自動識別功能。

　　●外殼防水、防風(fēng)、防塵、防撞擊設(shè)計

　　●實時顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)，并生成對應(yīng)的趨勢曲線。

　　●可查看歷史實時數(shù)據(jù)，并同時生成曲線分析圖，列表和圖表樣式顯

　　示歷史數(shù)據(jù)，方便對比查看。

　　●同時顯示經(jīng)緯度、高度、飛機(jī)狀態(tài)、溫度、濕度、PM1、PM2.5、PM10、

　　上千種氣體實時濃度值。

　　●檢測精度可達(dá)到 ppb 級。

　　●實時無線傳輸數(shù)據(jù)到地面端，也可以通過 GPRS 實時傳輸?shù)椒?wù)器。

　　三、無人機(jī)氣體檢測荷載參數(shù)

　　●適用：多旋翼無人機(jī)、固定翼

　　●檢測氣體：PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO、O3、VOC 等

　　●電化學(xué)、激光

　　●重量：1000 克(7 參數(shù))

　　●尺寸：220×145×60mm

　　●供電：12-24V

　　●數(shù)據(jù)傳輸方式：GPRS /數(shù)傳

　　●工作環(huán)境溫度：(-30~+60)℃

　　●工作環(huán)境濕度：(15 ~ 95)% RH 無凝露

　　●設(shè)備壽命：氣體器件壽命 2 年

　　四、無人氣體檢測荷載尺寸圖

　　五、無人機(jī)氣體軟件界面及數(shù)據(jù)分析

　　地面接收系統(tǒng)的軟件Green Ear是專門設(shè)計的可用于上述監(jiān)測檢測數(shù)據(jù)接收、解碼、顯示、處理、報告并向云端上傳的專用軟件，它與通用飛控軟件Mission Planner相結(jié)合，在獲取飛行路徑規(guī)劃及飛行器飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上加我司的氣體檢測設(shè)備的實時濃度值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析融合，并支持多探測器同步數(shù)據(jù)回傳和處理功能。

　　數(shù)據(jù)分析平臺，主要功能應(yīng)包括實時數(shù)據(jù)展示、歷史數(shù)據(jù)查詢、區(qū)域的GPS經(jīng)緯度、時間等信息同步傳回地面接收系統(tǒng)。

　　(1)實時數(shù)據(jù)展示

　　平臺可對各類監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實時展示。將空氣質(zhì)量氣體傳感器數(shù)據(jù)、有毒氣體應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)匯入到統(tǒng)一平臺，統(tǒng)一管理，綜合展示。氣體傳感器數(shù)據(jù)以不同顏色代表不同污染級別。

　　以下為近1小時內(nèi)的實時數(shù)據(jù)。

　　(2)歷史數(shù)據(jù)查詢

　　將各點位的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的統(tǒng)計分析，例如日變化分析、時間序列分析等，幫助采購方節(jié)約手動分析時間成本，同時還能夠幫助采購方了解基本污染狀況。

　　(3)區(qū)域污染概率分析

　　通過計算一段時間內(nèi)，各區(qū)域污染超標(biāo)的累積概率，能夠得到經(jīng)常發(fā)生污染的區(qū)域，即為超標(biāo)重點區(qū)域，也可能為潛在污染源，管理者可根據(jù)分析結(jié)果對此類區(qū)域進(jìn)行重點監(jiān)管。

　　(4)污染排名統(tǒng)計

　　實時排名分析讓采購方掌握新的污染動態(tài)，歷史排名分析可以幫助采購方查找重點污染區(qū)域。

　　六、無人機(jī)氣體檢測系統(tǒng)

　　1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

　　這套系統(tǒng)主要包括無人飛行器、NE sensor 氣體檢測、數(shù)傳/GPRS、地面站/服務(wù)器、數(shù)據(jù)處理軟件等構(gòu)成。主要的作用于檢測大氣空氣質(zhì)量 AQI 與應(yīng)急檢測有毒有害氣體，其精度可以達(dá)到 1PPB。改變了傳統(tǒng)固定點的檢測使得氣體檢測變得靈活、快速、準(zhǔn)確、方便。

　　2 氣體濃度數(shù)據(jù)采集的軟件實現(xiàn)

　　氣體檢測這塊有著成千上萬種氣體種類、量程、精度等。我司為了簡化用戶的操作與成本。我司特設(shè)計一套 7NE 系列的傳感器。有著一整套完整的軟件信息系統(tǒng)，把所有可以檢測到的氣體種類我們有效的劃分開實現(xiàn)全部智能化的識別系統(tǒng)?？蛻艨梢愿鶕?jù)不同的檢測場景搭配不同的傳感器;使得無人機(jī)氣體檢測非常靈活不受荷載的影響。數(shù)據(jù)采集主要如下圖所示。