一、背景
隨著我國近幾年來大氣污染狀況越來越嚴重，特別霧霾（顆粒
物 PM2.5、PM10 等）在污染物中所占的比例越來越重，因此我國的大
氣污染檢測與治理的任務也越來越重。國家對此也在大多數城市布設
或者完善了顆粒物、氣體檢測設備，形成了國控點結合省空點分布密
集的地面污染源檢測網。
然而我們也能清除的看到，依據國控點地面檢測數據所作出的
預測與實際環境污染狀況的發展還是存在較大差距，此外，依據地面
監測數據所實施的治理手段，如地面灑水、建筑工地遮蓋、交通限行、
工業限產、鍋爐改造、脫硫脫硝處理等方案，效果也不盡如人意。
作為繼航空、航天遙感后的第 3 代遙感技術的無人機遙感技術,
具有立體監測、響應速度快、監測范圍廣、地形干擾小等優點, 是今
后進行大氣突發事件污染源識別和濃度監測的重要發展方向之一。
但是由于無人機的載荷有限．要完成高精度的大氣環境監測工
作需要高精度的傳感器荷載．而傳統傳感器往往在體積、重量等方面
的限制可供選擇的不多。因此．深圳市圣凱安科技有限公司研究開發
適合無人機搭載的小型．輕型傳感器荷載來實現無人機大氣污染監
測、無人機固定污染物。
二、無人機氣體檢測荷載特點
●軟件可以支持多家無人機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，系統帶有自動識別功能。
●外殼防水、防風、防塵、防撞擊設計
●實時顯示監測數據，并生成對應的趨勢曲線。
●可查看歷史實時數據，并同時生成曲線分析圖，列表和圖表樣式顯
示歷史數據，方便對比查看。
●同時顯示經緯度、高度、飛機狀態、溫度、濕度、PM1、PM2.5、PM10、
上千種氣體實時濃度值。
●檢測精度可達到 ppb 級。
●實時無線傳輸數據到地面端，也可以通過 GPRS 實時傳輸到服務器。
三、無人機氣體檢測荷載參數
●適用：多旋翼無人機、固定翼
●檢測氣體：PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO、O3、VOC 等
●電化學、激光
●重量：1000 克（7 參數）
●尺寸：220×145×60mm
●供電：12-24V
●數據傳輸方式：GPRS /數傳
●工作環境溫度：(-30~+60)℃
●工作環境濕度：(15 ~ 95)% RH 無凝露
●設備壽命：氣體器件壽命 2 年
四、無人氣體檢測荷載尺寸圖
五、無人機氣體云平臺界面及數據分析
智慧云平臺的主要功能是采集數據，并對數據進行處理存儲，以及所在位置的定位，并最終將數據傳輸到地面顯示終端。平臺采用模塊化設計分別實現相應的功能需求，包括通信控制模塊、數據處理模塊、虛擬儀表與數據顯示模塊、電子地圖模塊以及數據管理模塊五大模塊
進行在獲取飛行路徑規劃及
飛行器飛行姿態數據的基礎上加我司的氣體檢測設備的實時濃度值
進行數據分析融合，并支持多探測器同步數據回傳和處理功能。
數據分析平臺，主要功能應包括實時數據展示、歷史數據查詢、
區域的 GPS 經緯度、時間等信息同步傳回地面接收系統。
(1)實時數據展示
平臺可對各類監測數據進行實時展示。將空氣質量氣體傳感器數
據、有毒氣體應急監測數據匯入到統一平臺，統一管理，綜合展示。
氣體傳感器數據以不同顏色代表不同污染級別。
(2)歷史數據查詢
將各點位的歷史監測數據進行簡單的統計分析，例如日變化分析、
時間序列分析等，幫助采購方節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 。
六、無人機氣體檢測系統
1 系統結構及工作原理
這套系統主要包括無人飛行器、NE sensor 氣體檢測、數傳/GPRS、
地面站/服務器、數據處理軟件等構成。主要的作用于檢測大氣空氣
質量 AQI 與應急檢測有毒有害氣體，其精度可以達到 1PPB。改變了
傳統固定點的檢測使得氣體檢測變得靈活、快速、準確、方便。
2 氣體濃度數據采集的軟件實現
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。我司特設計一套 7NE 系列的傳感器。有著
一整套完整的軟件信息系統，把所有可以檢測到的氣體種類我們有效
的劃分開實現全部智能化的識別系統。客戶可以根據不同的檢測場景
搭配不同的傳感器；使得無人機氣體檢測非常靈活不受荷載的影響。
數據采集主要如下圖所示
3 傳輸協議
根據 7NE 系列氣體傳感器的通訊方式可以采用模擬電壓、模擬電流、
TTL、RS485，我司的采用的是 RS485、TTL 兩組通訊方式。
串口波特率 9600，校驗位無，8 個數據位，1 個停止位；數值為 Hex
七、數據對比
國控點數據對比 100 小時同期對比
