無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 助力大區(qū)域環(huán)境高效監(jiān)測(cè)
李工：181 2402 7349
項(xiàng)目背景
大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)是我國(guó)環(huán)境保護(hù)工作的重要組成部分，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)方式往往以地面設(shè)立監(jiān)測(cè)點(diǎn)為主，但是當(dāng)面對(duì)地形廣闊、環(huán)境復(fù)雜、監(jiān)測(cè)設(shè)施數(shù)量有限等情況時(shí)，不僅會(huì)提高環(huán)境監(jiān)測(cè)的成本，影響工作效率以及數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性，還存在獲取的數(shù)據(jù)空間覆蓋程度有限、不能對(duì)污染物來(lái)源及其變化趨勢(shì)分析進(jìn)行有效預(yù)測(cè)等問(wèn)題。
圣凱安通過(guò)無(wú)人機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、GPRS技術(shù)以及軟件設(shè)計(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)了一款基于無(wú)人機(jī)技術(shù)的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)人機(jī)作為搭載平臺(tái)，可以采集多種復(fù)雜地區(qū)環(huán)境條件下的大氣環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳至服務(wù)器，后端人員可實(shí)時(shí)通過(guò)終端對(duì)大氣環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，解決了傳統(tǒng)的人工取樣范圍局限性，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性等問(wèn)題。
方案建設(shè)
◆建設(shè)依據(jù)
《環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》HJ/T193-2005
《環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》HJ/T193-2013
《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 GB 3095-2012
《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定》 HJ633-2012
《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)技術(shù)規(guī)范》 HJ664-2013
《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)規(guī)范》試行
《環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（試行）HJ663-2013
《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（國(guó)發(fā)﹝2013﹞37 號(hào)）
《關(guān)于印發(fā)<2014 年全國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作要點(diǎn)>的通知》（環(huán)辦﹝2014﹞2 號(hào)）
《京津冀及周邊地區(qū) 2017 年大氣污染防治工作方案》
《環(huán)境空氣顆粒物（PM2.5）手工監(jiān)測(cè)方法（重量法）技術(shù)規(guī)范》HJ 656-2013
《環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（試行）HJ663-2013
《十三五環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量管理工作方案》 （粵環(huán)辦函〔2016〕364 號(hào)）
《京津冀及周邊地區(qū) 2017 年大氣污染防治工作方案》
《建筑施工場(chǎng)界噪聲限值》GB12523-90
《社會(huì)生活環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》GB22337-2008
◆建設(shè)目標(biāo)
通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載的智能氣體傳感器對(duì)大氣污染因子進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并對(duì)采集終端進(jìn)行統(tǒng)一管理和監(jiān)控，將采集到的大氣環(huán)境數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線接入方式存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)中心(云平臺(tái))，通過(guò)在數(shù)據(jù)中心對(duì)采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，產(chǎn)生分析結(jié)果數(shù)據(jù)，蕞終以服務(wù)的方式為演示終端軟件、 移動(dòng)端APP或者第三方氣象、 環(huán)境應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。
為全面客觀反映區(qū)域的空氣量狀況，了解區(qū)域內(nèi)大氣污染水平分布強(qiáng)度，分析區(qū)域內(nèi)整體大氣污染物的濃度水平和傳輸規(guī)律，研判大氣污染發(fā)生發(fā)展趨勢(shì)，為污染減排及監(jiān)控提供數(shù)據(jù)支撐。
系統(tǒng)架構(gòu)
無(wú)人機(jī)的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由大氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)匯聚平臺(tái)、多媒體應(yīng)用綜合層所組成。
大氣環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：該部分主要由PM2.5 傳感器、PM10 傳感器、SO2濃度傳感器、溫濕度傳感、GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)模塊等組成。由于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)無(wú)法搭載質(zhì)量較大的設(shè)備，為了減少整個(gè)系統(tǒng)的重量，采用小型系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，更大限度地延長(zhǎng)整個(gè)系統(tǒng)的飛行區(qū)域以及飛行時(shí)間。
數(shù)據(jù)匯聚平臺(tái)：采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS傳輸?shù)皆破脚_(tái)，平臺(tái)再對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和儲(chǔ)存，同時(shí)利用ArcGIS Engine服務(wù)，實(shí)現(xiàn)采集的實(shí)時(shí)查詢分析，歷史調(diào)取以及繪制時(shí)段的歷史空氣質(zhì)量曲線等功能。
多媒體應(yīng)用綜合層：用戶可以通過(guò)云平臺(tái)將無(wú)人機(jī)采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)布到多媒體廣告一體機(jī)、LED顯示屏、電視機(jī)或者平板電腦等各類多媒體顯示屏上。
產(chǎn)品介紹
無(wú)人機(jī)氣體檢測(cè)儀是一款高性能的無(wú)人機(jī)環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備，可同時(shí)搭載6支傳感器，與無(wú)人機(jī)、汽車等移動(dòng)載具相互配合，實(shí)現(xiàn)“去到哪里，檢測(cè)就到哪里”。同時(shí)，我們還配備了專門(mén)的分析軟件，可以讓用戶更直觀地對(duì)氣體濃度、成分進(jìn)行查閱。
檢測(cè)儀內(nèi)置的電化學(xué)傳感器模組在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，能有效抵抗天氣，氣壓，風(fēng)速等不定因素的影響，以達(dá)到高速行駛，快速穩(wěn)定，迅速抓拍，高清像素的效果。在硬件本身的安全方面，技術(shù)人員通過(guò)改變外殼材料來(lái)保障內(nèi)部線路安全，達(dá)到防濕、防爆、抗壓的效果，保障監(jiān)測(cè)流程的順利進(jìn)行，監(jiān)測(cè)任務(wù)的保質(zhì)保量完成。
◆產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
• 軟件系統(tǒng)可以與多家無(wú)人機(jī)制造商包括大疆所有系列適配；
• 帶有自動(dòng)識(shí)別功能，可任意設(shè)定檢測(cè)氣體，并顯示濕度、溫度、PM2.5、O3、PM10、VOCs等上千種氣體實(shí)時(shí)濃度值；
• 實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，生成對(duì)應(yīng)趨勢(shì)曲線，還可隨時(shí)與歷史數(shù)據(jù)查看比對(duì)。
• 為用戶解決了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果呈現(xiàn)、工作匯報(bào)、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等一整個(gè)流程問(wèn)題，更大程度上地節(jié)省了時(shí)間與人力成本；
• 外殼采用防水、防風(fēng)、防塵、防撞擊設(shè)計(jì)，大大增加了儀器的抗風(fēng)險(xiǎn)能力；
• 采集的數(shù)據(jù)具有超高的空間分辨率，可精確到每條街、每棟樓、甚至每個(gè)高度，且實(shí)現(xiàn)了ppb級(jí)別的檢測(cè)精度；
• 可同步實(shí)時(shí)顯示經(jīng)緯度、高度、飛機(jī)狀態(tài)、溫度、PM10、PM2.5，以及上千種氣體濃度值；
• 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可通過(guò)無(wú)線傳輸或GPRS傳輸?shù)降椒?wù)器。
智慧云平臺(tái)
智慧云平臺(tái)的主要功能是采集數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理存儲(chǔ)，以及所在位置的定位，并蕞終將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛骘@示終端。平臺(tái)采用模塊化設(shè)計(jì)分別實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能需求，包括通信控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、虛擬儀表與數(shù)據(jù)顯示模塊、電子地圖模塊以及數(shù)據(jù)管理模塊五大模塊。
▲通信控制模塊：該模塊的功能為控制串口通信的開(kāi)始關(guān)閉，設(shè)置串口號(hào)，傳輸波特率，校驗(yàn)參數(shù)等；
▲數(shù)據(jù)處理模塊：串口接收的數(shù)據(jù)幀經(jīng)由該模塊按照指令定義進(jìn)行解析處理，再送到虛擬儀表和顯示模塊進(jìn)行顯示。此外，操作人員下達(dá)的控制指令也會(huì)經(jīng)該模塊傳至無(wú)人機(jī)，保證無(wú)人機(jī)和地面站能穩(wěn)定，高效的通訊；
▲虛擬儀表與數(shù)據(jù)顯示模塊：該模塊的功能為飛行數(shù)據(jù)文本顯示及報(bào)警。飛行數(shù)據(jù)文本顯示及報(bào)警部分通過(guò)數(shù)字，文本的形式將數(shù)據(jù)直觀、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地顯示在操作人員面前；
▲電子地圖模塊：該模塊可以實(shí)現(xiàn)電子地圖的加載、地圖層設(shè)置、無(wú)人機(jī)位置的實(shí)時(shí)定位、飛行軌跡的繪制4大功能。；
▲數(shù)據(jù)管理模塊：無(wú)人機(jī)飛行數(shù)據(jù)的入庫(kù)、查詢、展示、數(shù)據(jù)檢查及數(shù)據(jù)導(dǎo)出等功能都由該模塊完成，分析與管理以飛行數(shù)據(jù)為支撐。
◆ 平臺(tái)功能
● 關(guān)鍵數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)展示：對(duì)檢測(cè)區(qū)域?qū)崟r(shí)情況進(jìn)行展示，包括設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境數(shù)據(jù)、監(jiān)管參數(shù)等。以量化數(shù)據(jù)直觀、經(jīng)準(zhǔn)展現(xiàn)大氣環(huán)境改善程度，保障治理防護(hù)工作開(kāi)展，以及日常巡護(hù)監(jiān)管到位；
● 關(guān)鍵數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)展示：對(duì)檢測(cè)區(qū)域?qū)崟r(shí)情況進(jìn)行展示，包括設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境數(shù)據(jù)、監(jiān)管參數(shù)等。以量化數(shù)據(jù)直觀、經(jīng)準(zhǔn)展現(xiàn)大氣環(huán)境改善程度，保障治理防護(hù)工作開(kāi)展，以及日常巡護(hù)監(jiān)管到位；
● 監(jiān)測(cè)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控：管理人員可以在任何平臺(tái)通過(guò)瀏覽器登陸系統(tǒng)，查看監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，直接操作現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；
● 業(yè)務(wù)決策高效率：基于云計(jì)算服務(wù)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)技術(shù)支撐，面向多樣性海量數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理與關(guān)聯(lián)分析，更大化數(shù)據(jù)信息價(jià)值，提高業(yè)務(wù)決策效率；
● GPS實(shí)時(shí)定位：支持地圖比例尺縮放、搜索、定位等功能，適合客戶對(duì)每個(gè)下屬監(jiān)控點(diǎn)位進(jìn)行統(tǒng)一、分組管理，避免雜亂，一目了然。
● 數(shù)據(jù)報(bào)表打?。?/span>可以根據(jù)時(shí)間來(lái)制定日?qǐng)?bào)、月報(bào)、季報(bào)和年報(bào)表。并可以導(dǎo)出 EXCEL 表格至本地；
● 統(tǒng)一管理用戶：不同的操作權(quán)限實(shí)現(xiàn)了不同級(jí)別操作人員對(duì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)范圍和數(shù)據(jù)讀寫(xiě)性的嚴(yán)格控制，建立統(tǒng)一用戶管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)所有用戶的身份管理。
