无人机气象数据采集系统的制作方法

1.本实用新型涉及气象检测技术领域，具体为无人机气象数据采集系统。


背景技术：

2.随着科技的进步与发展，人们对气象的采集越来越准确，现有对气象数据采集大都是通过自动气象站对气象进行采集，自动气象站，英文名:forain weather system,是指在某一地区根据需要，建设的能够自动探测多个要素，无需人工干预，即可自动生成报文，定时向中心站传输探测数据的气象站，是弥补空间区域上气象探测数据空白的重要手段。
3.但是自动气象站的采集范围有限，无法对高空温度、湿度、压力与颗粒物的数据进行有限的采集，从而影响高空气象数据的准确性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供无人机气象数据采集系统，以解决上述背景技术中提出的无法对高空温度、湿度、压力与颗粒物的数据进行有限的采集的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：无人机气象数据采集系统，包括飞机端与地面端，所述飞机端为无人机，且无人机上设有数据采集模块、传感器与数据传输模块，所述传感器包括温湿度传感器、压力传感器、温湿压一体传感器、颗粒物传感器，且数据采集模块与传感器、数据传输模块连接，所述地面端包括数据接收模块、数据中心、数据展示模块，所述数据中心与数据接收模块、数据展示模块连接，所述数据接收模块与数据传输模块无线连接。
6.优选的，所述数据采集模块安装在无人机机舱内部，且工作温度为-40～120℃，所述数据采集模块的采集温度为-40～100℃、采集湿度0～100％、采集压力500～1100hpa，且数据采集模块的通信接口包括rs232、usb3.0与网口。
7.优选的，所述传感器安装在无人机机舱内部、机翼与机舱下面，所述温湿度传感器为hc2-s3温湿度传感器，且温湿度传感器的温度与相对湿度适用范围分别为-50～100℃、0～100％rh。
8.优选的，所述压力传感器为ptb330压力传感器，且压力传感器的压力范围为500～1100hpa、工作温度为-40℃～60℃，所述温湿压一体传感器为bme280温湿压一体传感器，且温湿压一体传感器的温度范围为-40℃～100℃、湿度范围为0～100％、压力范围为500～1100hpa。
9.优选的，所述颗粒物传感器的质量浓度范围为1～1000μg/m3、质量浓度分辨率为1μg/m3，所述颗粒物传感器的颗粒物检测大小范围包括质量浓度与计数浓度，所述质量浓度包括pm1.0、pm2.5、pm4和pm10，所述计数浓度包括pm0.5、pm1.0、pm2.5、pm4和pm10。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
11.本实用新型通过无人机能够完成对高空中温度、湿度、压力与颗粒物数据的采集，数据采集更加准确、可靠，并通过数据传输模块传输给地面端，地面端能够将数据传输到数
据中心中，并能够通过数据展示模块对数据进行展示，使数据更加直观。
附图说明
12.图1为本实用新型系统逻辑框图；
13.图2为本实用新型飞机端逻辑框图；
14.图3为本实用新型地面端逻辑框图。
15.图中：1飞机端、2地面端、3数据采集模块、4数据传输模块、5传感器、6数据接收模块、7数据中心、8数据展示模块。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
18.实施例：
19.请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：无人机气象数据采集系统，包括飞机端1与地面端2，所述飞机端1为无人机，且无人机上设有数据采集模块3、传感器5与数据传输模块4，数据采集模块3是用来接收传感器5数据，然后在将数据通过数据传输模块4实时传输到地面端2，数据传输模块4为e90-dtu-(230sl30-eth)支持自适应网络速率(最高支持100m全双工)，提供tcp server、tpc client、udp server、udp client四种工作模式，同时支持两路socket工作；无线通信采用lora直序扩频技术，将带来更远的通讯距离，且具有功率密度集中，抗干扰能力强的优势；具有软件fec前向纠错算法，其编码效率较高，纠错能力强，在突发干扰的情况下，能主动纠正被干扰的数据包，大大提高可靠性和传输距离，可帮助用户高效的完成远距离数据透明传输，用户可通过web网页进行相关配置；所述传感器5包括温湿度传感器、压力传感器、温湿压一体传感器、颗粒物传感器，且数据采集模块3与传感器5、数据传输模块4连接，所述地面端2包括数据接收模块6、数据中心7、数据展示模块8，所述数据中心7与数据接收模块6、数据展示模块8连接，所述数据接收模块6与数据传输模块4无线连接，通过无人机能够完成对高空中温度、湿度、压力与颗粒物数据的采集，数据采集更加准确、可靠，并通过数据传输模块4传输给地面端，地面端2能够将数据传输到数据中心7中，并能够通过数据展示模块8对数据进行展示，使数据更加直观。
20.所述数据采集模块3安装在无人机机舱内部，且工作温度为-40～120℃，所述数据采集模块3的采集温度为-40～100℃、采集湿度0～100％、采集压力500～1100hpa，且数据采集模块3的通信接口包括rs232、usb3.0与网口。
21.所述传感器5安装在无人机机舱内部、机翼与机舱下面，防止无人机可能会受到结冰的干扰，传感器5数据之间互为备份，并同时通过数据传输模块4传输到地面接收端，所述
温湿度传感器为hc2-s3温湿度传感器，hc2-s3配有自动传感加热器，循环启动，防止感应元件发生冷凝，精度高和响应速度快，具有加热元件，加热能力：比常温高3℃，且温湿度传感器的温度与相对湿度适用范围分别为-50～100℃、0～100％rh，在无人机高湿度以及高可能结冰的环境中，能够应对结冰环境。
22.所述压力传感器为ptb330压力传感器，具备高测量精度和稳定性，在大跨度温度范围内适用，在高要求的应用环境下，且压力传感器的压力范围为500～1100hpa、工作温度为-40℃～60℃。
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上表为ptb330压力传感器工作数值范围
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所述温湿压一体传感器为bme280温湿压一体传感器，bme280是集成式环境传感器，专为满足对小尺寸和低功耗的设计要求而开发；该器件结合了高线性度且高精度的压力、湿度和温度传感器，bme280传感器具有极快的响应时间，可在宽温度范围内满足高性能和高精度的要求；具有极高的精度、高分辨率和极低噪声，还支持一系列完整的工作模式，灵活地优化了器件的功率消耗、分辨率和滤波器性能，在此系统中内置了两组这样的设备，
数据误差小，精度高，且温湿压一体传感器的温度范围为-40℃～100℃、湿度范围为0～100％、压力范围为500～1100hpa。
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颗粒物传感器为可扩展微型颗粒物传感器，可测量pm1和pm10数据，具体数据采集包含：o3，颗粒物，黑炭，voc以及温室气体；全部采用小微型设备，在空中1000的位置可停留采样一个小时，所述颗粒物传感器的质量浓度范围为1～1000μg/m3、质量浓度分辨率为1μg/m3，所述颗粒物传感器的颗粒物检测大小范围包括质量浓度与计数浓度，所述质量浓度包括pm1.0、pm2.5、pm4和pm10，所述计数浓度包括pm0.5、pm1.0、pm2.5、pm4和pm10，检测下限为0.3μm，最短采样时间间隔为1s(连续模式)，使用寿命不少于10年，工作温度范围-10～60℃，储存温度范围为-40～70℃。
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工作原理：通过无人机能够完成对高空中温度、湿度、压力与颗粒物数据的采集，数据采集更加准确、可靠，数据采集模块3是用来接收传感器5数据，然后在将数据通过数据传输模块4实时传输到地面端2，地面端2能够将数据传输到数据中心7中，并能够通过数据展示模块8对数据进行展示，使数据更加直观。
[0029]
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0030]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。