無人機機載嵌入式空氣污染監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、環(huán)境污染特別是空氣污染是全球面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為了獲取空氣污染物的分布規(guī)律及控制情況，人們已經(jīng)研究了多種空氣污染監(jiān)測技術(shù)手段，大部分監(jiān)測手段都是基于固定監(jiān)測站進(jìn)行監(jiān)測的，這些監(jiān)測手段不夠靈活且監(jiān)測點規(guī)劃復(fù)雜。由于無人機具有可懸停、無人駕駛、體積小、噪聲小、控制靈活方便等優(yōu)點，利用無人機搭載空氣污染檢測設(shè)備能夠快速找到污染源，靈活地完成監(jiān)測任務(wù)。因此，為了實現(xiàn)對空氣污染的快速定位與靈活監(jiān)測，本文對無人機機載的嵌入式空氣污染監(jiān)測系統(tǒng)展開研究，

2、這對中國的空氣環(huán)境監(jiān)測，特別是應(yīng)急監(jiān)測或突然檢查有著重要意義。本文的研究內(nèi)容主要包括兩部分：監(jiān)測系統(tǒng)和無人機機載平臺。
　　監(jiān)測系統(tǒng)包括機載監(jiān)測端和地面顯示端。機載監(jiān)測端負(fù)責(zé)檢測三種空氣污染氣體濃度、粉塵濃度及溫濕度，并對監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行定位，然后基于3G通信技術(shù)將檢測數(shù)據(jù)和定位信息傳送到地面顯示端；地面顯示端是利用Qt在PC機上實現(xiàn)的顯示平臺，運用Qt的多線程技術(shù)和QTCPSocket網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)接收并存儲監(jiān)測端傳回的數(shù)據(jù)，然后將這

3、些數(shù)據(jù)以一定格式顯示到Qt/GUI界面上，提供了友好的人機交互功能。在硬件設(shè)計方面，本文采用ARM9控制器S3C2440A控制各個傳感器檢測模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、GPS定位模塊以及3G網(wǎng)絡(luò)通信模塊。在軟件設(shè)計方面，本文采用Linux系統(tǒng)管理各傳感器檢測軟件、3G網(wǎng)絡(luò)通信軟件和GPS定位軟件，并設(shè)計了顯示端的數(shù)據(jù)接收、存儲和顯示軟件，從而完成了整個監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計。
　　為了保證無人機能搭載監(jiān)測系統(tǒng)并平穩(wěn)飛行，本文研究了四旋翼無人機的工