一、項目背景

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控點分布密集的地面污染源檢測網。

然而我們也能清楚的看到，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。

由于大眾對環境保護認知度的提升，我國在環保工作上的投入力度逐步增大，作為環境保護先頭兵的環境監測領域也是一路高歌，突飛猛進。眾多的技術與突破，使得我國的環境監測愈成熟，其中最不可忽視的新興技術就要數無人遙感技術了。近年來，無人監測設備的運用已經成為主流趨勢之一，無人機遙感監測更是在環保監測領域掀起一股熱浪。

二、依據標準

? 《中華人民共和國環境保護法》

? 《中華人民共和國大氣污染防治法》

? 《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）

? 《環境空氣質量指數（AQI）技術規定（試行）》（HJ633-2012）

? 《環境污染源自動監控信息傳輸、交換技術規范》（HJ/T352-2007）

? 《環境空氣顆粒物（PM10、PM2.5）連續自動監測系統技術要求和檢測方法》

（HJ653-2013）

? 《環境空氣顆粒物（PM10 和 PM2.5）連續自動監測系統安裝和驗收技術規范》

（HJ655-2013）

? 《污染源在線自動監控(監測)系統數據傳輸標準》（HJ/T212-2017）

? 《大氣污染防治網格化監測點位布設技術規范》（DB13/T 2545—2017）；

? 《大氣污染防治網格化監測系統技術要求及檢測方法》（DB13/T 2544—2017）；

? 《大氣污染防治網格化監測系統安裝驗收與運行技術規范》（DB13/T 2546—2017） 技術規范》（HJ193-2013）

三、設計原則

（1） 穩定性

系統傳感器核心部件全部采用進口，而且是目前世界主流的傳感器供應商，在保證質量的同時，也保證了整套設備的硬件配件可以很容易找到供應商。系統同類型平臺目前在網設備超過1000個，支持前端設備的擴增和平臺中應用層的軟件接入。

（2） 可靠性

數據可靠，多重數據校準方案，既可以通過平臺進行遠程校準，也可以通過標準氣體進行本地校準。采用標準氣體校準，可以有效降低采用國標站校準的傳遞誤差。

（3） 安全性

采用身份識別技術，保護系統配置和注冊的服務不被非授權請求訪問。 軟件采用強大的日志功能，記錄用戶的各種重要操作和系統的異常信息。

（4） 可擴展性

硬件可擴展，實現環境監測系統的顆粒物與氣體監測監測，可以靈活升級。

（5） 易用性

系統具有一致的、友好的客戶界面，易于使用。

（6） 可維護性

本系統采用插件化、面向服務的設計體系，使系統有適應業務不斷變化的能力，易于調整、擴充和組合，最大限度滿足業務要求。選用符合國際標準的通信協議和設備技術參數，使系統的硬件系統、軟件系統、操作平臺之間的相互依賴減至最小，盡量減少單點故障，提供完整的應急預案和恢復預案。

四、建設目的

通過無人機實時檢測，結合大氣環境智慧監測指揮平臺能夠實時抓取臨時固定點位的監測數據信息，并對數據進行分析和運算，直觀展示風險物質擴散的時間與空間分布特征， 從而幫助工作人員及時了解環境事件所造成的影響范圍、擴散趨勢以及危害程度等信息， 指導執法人員第一時間發現問題。

五、環境監測設備

BCNX-AQMS06 傳感器組件整體平面圖

   我司專門針對大氣中氣體的監測研發出一款智能型傳感器組件，用于提供室外空氣污染物實時、準確檢測經濟型產品，以“測-控”為核心，分別利用電87化學法原理的氣體傳感器與激光散射法原理的顆粒物傳感器對被監測物質進行實時監測，同時系統集成氣象模塊對監測環境中的溫度、濕度等氣象參數進行同步監控現場實時環境。

該組件操作方便、測量準確、工作可靠、體積輕小；高溫條件下穩定運行，氣體傳感器具有交叉干擾補償功能；利用我們設計的專用支架可以方便安裝至無人機上，利用無人機的獨特優勢可以實現空中軌跡的氣體監測。同時利用我們的軟件平臺，集成顯示經緯度、高度、飛機狀態、溫度、濕度、PM2.5、PM10、CO、O3、SO2、NO2、VOC等參數的實時監測和三維可視化展示。為三維立體空間的空氣質量分析提供一個有效的監測手段

六、無人機氣體監測系統

1 系統結構及工作原理

博創諾信無人機環境監測系統主要包括無人飛行器、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。為了簡化用戶的操作與成本， 我司特設計一套專用系列的傳感器。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。

根據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 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

1） 參數配置