本文關(guān)鍵詞：基于六旋翼無人機(jī)的PM2.5近地層垂直分布測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來國(guó)內(nèi)霧霾天氣頻現(xiàn)且危害日益加重,霧霾污染已經(jīng)引起人們的高度關(guān)注,對(duì)于造成霧霾的主要元兇——PM2.5,國(guó)內(nèi)已經(jīng)開展了廣泛研究。其中對(duì)PM2.5分布規(guī)律的研究較少,對(duì)PM2.5在空中垂直方向上的分布規(guī)律的研究更少,主要原因是難以獲取空中PM2.5測(cè)量數(shù)據(jù)。針對(duì)上述問題,本文設(shè)計(jì)一套基于六旋翼無人機(jī)的PM2.5近地層垂直分布測(cè)量系統(tǒng),該系統(tǒng)通過無人機(jī)搭載PM2.5測(cè)量模塊進(jìn)行空中測(cè)量,測(cè)量模塊可通過無線傳輸系統(tǒng)將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)回地面并進(jìn)行保存。整個(gè)系統(tǒng)主要分為兩部分:多旋翼無人機(jī)和PM2.5測(cè)量單元。多旋翼無人機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、飛行穩(wěn)定、載重大等顯著優(yōu)點(diǎn),且多旋翼無人機(jī)具有垂直起降和定點(diǎn)懸停的功能,特別適合做一些針對(duì)近地層垂直方向上大氣環(huán)境研究的測(cè)量實(shí)驗(yàn)。本文設(shè)計(jì)制作了一架六旋翼無人機(jī)作為空中測(cè)量平臺(tái),該無人機(jī)有效載重達(dá)2kg,由于無人機(jī)的飛控系統(tǒng)非常復(fù)雜,本無人機(jī)采用了APM國(guó)際開源飛控系統(tǒng)。由于目前電池能量密度有限,為了盡量提高無人機(jī)滯空時(shí)間,本文研究了旋翼與電機(jī)的工作力效,盡量使旋翼與電機(jī)在滿足載重需求的前提下達(dá)到最佳匹配。無人機(jī)的制作過程較為簡(jiǎn)單,但后期調(diào)試過程較為復(fù)雜,本人花費(fèi)了大量時(shí)間進(jìn)行無人機(jī)的調(diào)試,穩(wěn)定可靠的無人機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)成功的前提。PM2.5測(cè)量單元包括機(jī)載測(cè)量模塊和地面站PC端數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件兩部分。本文選用了質(zhì)量較輕的光學(xué)PM2.5測(cè)量傳感器,采用了STM32開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行開發(fā),PC端PM2.5數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件采用了VB進(jìn)行編寫。測(cè)量模塊功能開發(fā)好以后,為了驗(yàn)證測(cè)量功能是否正常,本文做了大量測(cè)試進(jìn)行模塊標(biāo)定。最后進(jìn)行的是系統(tǒng)測(cè)試,對(duì)0~150m垂直方向上的PM2.5進(jìn)行了測(cè)量。
【關(guān)鍵詞】：PM2.5 六旋翼無人機(jī) 垂直 測(cè)量
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X84;V279
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 本課題選題背景及意義8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-12
• 1.2.1 PM2.5 對(duì)人體的危害8-9
• 1.2.2 PM2.5 近地層垂直分布測(cè)量方法9-10
• 1.2.3 多旋翼無人機(jī)在大氣測(cè)量中的應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)12-13
• 1.4 文章節(jié)安排13-14
• 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)14-18
• 2.1 方案總體設(shè)計(jì)14-16
• 2.1.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14-15
• 2.1.2 系統(tǒng)主要模塊選型15-16
• 2.2 方案開發(fā)流程安排16-17
• 2.3 本章小結(jié)17-18
• 3 六旋翼無人機(jī)設(shè)計(jì)18-46
• 3.1 六旋翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)和飛行原理18-20
• 3.2 飛控系統(tǒng)組成及控制原理20-24
• 3.2.1 APM系統(tǒng)概述20-23
• 3.2.2 APM系統(tǒng)姿態(tài)控制原理23-24
• 3.3 無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)24-34
• 3.3.1 力效25-28
• 3.3.2 電機(jī)28-30
• 3.3.3 旋翼30-32
• 3.3.4 電池32-33
• 3.3.5 電調(diào)33-34
• 3.4 無人機(jī)通訊系統(tǒng)34-36
• 3.4.1 飛行參數(shù)數(shù)傳系統(tǒng)34-35
• 3.4.2 無人機(jī)手動(dòng)遙控系統(tǒng)35-36
• 3.5 無人機(jī)組裝36-37
• 3.6 無人機(jī)調(diào)試37-44
• 3.6.1 飛控板傳感器校準(zhǔn)37-39
• 3.6.2 無人機(jī)姿態(tài)校準(zhǔn)39-42
• 3.6.3 無人機(jī)試飛42-44
• 3.7 本章小結(jié)44-46
• 4 PM2.5 測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)46-60
• 4.1 PM2.5 機(jī)載測(cè)量模塊的開發(fā)46-54
• 4.1.1 測(cè)量模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)46
• 4.1.2 傳感器測(cè)量原理46-49
• 4.1.3 無線傳輸模塊49-50
• 4.1.4 軟件開發(fā)50-54
• 4.2 PC端數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件開發(fā)54-56
• 4.3 PM2.5 測(cè)量模塊的標(biāo)定56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 5 系統(tǒng)測(cè)試60-64
• 5.1 近地層PM2.5 垂直分布測(cè)量60-61
• 5.1.1 前期準(zhǔn)備60-61
• 5.1.2 空中采樣61
• 5.2 數(shù)據(jù)處理及結(jié)論61-62
• 5.3 本章小結(jié)62-64
• 6 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 總結(jié)64
• 6.2 展望64-66
• 致謝66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表（含錄用）的碩士學(xué)位論文72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：392513