[实用新型]一种大气监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大气监测装置，属于除霾技术领域。

背景技术

雾霾是雾和霾的统称，是一种天气现象，也称灰霾(烟霞)，指空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等大量极细微的干尘粒子均匀的浮游在空中，使空气浑浊，视野模糊并导致能见度恶化，如果水平能见度小于10000米时，将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾(Haze)或灰霾(Dust-haze)；当水汽凝结加剧、空气湿度增大时，霾就会转化为雾。因为空气质量的恶化，雾霾天气现象便会增多，危害加重。中国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。

霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子组成的。它也能使大气浑浊，视野模糊并导致能见度恶化，如果水平能见度小于10000米时，将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾(Haze)或灰霾(Dust-haze)，香港天文台称烟霞(Haze)。

二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成，前两者为气态污染物，最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得灰蒙蒙的。颗粒物的英文缩写为PM，北京监测的是PM2.5，也就是空气动力学当量直径小于等于2.5微米的污染物颗粒。

雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得阴沉灰暗。颗粒物的英文缩写为PM，北京监测的是细颗粒物(PM2.5)，也就是空气动力学当量直径小于等于2.5微米的污染物颗粒。这种颗粒本身既是一种污染物，又是重金属、多环芳烃等有毒物质的载体。

霾粒子的分布比较均匀，而且灰霾粒子的尺度比较小，从0.001微米到10微米，平均直径大约在1－2微米左右，肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。由于灰尘、硫酸、硝酸等粒子组成的霾，其散射波长较长的光比较多，因而霾看起来呈黄色或橙灰色。

近些年来，随着空气质量逐渐恶化，雾霾天气现象出现频率越来越高，它们在人们毫无防范的时候侵入人体呼吸道和肺叶中，从而引起呼吸系统疾病、心血管系统疾病、血液系统、生殖系统等疾病，诸如咽喉炎、肺气肿、哮喘、鼻炎、支气管炎等炎症，长期处于这种环境还会诱发肺癌、心肌缺血及损伤。

雾霾天气易诱发心血管疾病，雾霾天气时气压低，湿度大，人体无法排汗，诱发心脏病的几率会越来越高。

诱发呼吸道疾病，雾霾中含有大量的颗粒物，这些包括重金属等有害物质的颗粒物一旦进入呼吸道并粘着在肺泡上，轻则会造成鼻炎等鼻腔疾病外，重则会造成肺部硬化，甚至还有可能造成肺癌。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种大气监测装置，可以实现快速的空气检测，能够检测不同高度的空气质量，准确高效。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

本实用新型的一种大气监测装置，其包括飞行器和携带在飞行器上的检测装置，所述飞行器上设置有APM飞行控制器，APM飞行控制器包括主控制器、航姿测量器和测高仪，APM飞行控制器上设置有磁罗盘和通信解码芯片，所述检测装置包括核心控制单元、GPS定位单元、系统实时时钟单元、flash与SD卡存储单元、电源管理单元、一氧化碳检测单元、二氧化碳检测单元、温湿度检测单元和烟雾检测单元，GPS定位单元、系统实时时钟单元、flash与SD卡存储单元、电源管理单元、一氧化碳检测单元、二氧化碳检测单元、温湿度检测单元和烟雾检测单元均与核心控制单元连接，检测装置终端软件是在Keil平台上使用C语言开发。

所述航姿测量器由三轴陀螺仪、三轴加速度计以及三轴力计组成，航姿测量器上设置有MPU-6000处理器，MPU-6000处理器集成了3个16位的模数转换器，它将来自三轴陀螺仪和三轴加速度计测量得到的模拟数据转化为数字量输出，以数字量的形式输出6轴或9轴的旋转矩阵、四元数、欧拉角格式的融合演算数据，MPU-6000处理器通过400kHz的I2C接口或1MHz的SPI接口进行通信，测高仪为MS5611气压传感器，其测量分辨率为10cm。

所述主控制器为ATmega2560-16AU单片机，ATmega2560-16AU单片机具有8位16MHz的RISC结构，为嵌入式微控制器，其有86个I/O口、16x10b的A/D转换器、I2C，SPI，UART/USART总线接口电路、PWM驱动。

所述磁罗盘为各向异性磁阻传感器，通信解码芯片为Atmega32U2芯片。