飞行器机载环境气体自动采集方法及装置

1.一种飞行器机载环境气体自动采集装置，包括微处理器，其特征是：所述微处理器的输入端分别连接有A/D转换器、速度检测电路，微处理器的输出端分别连接有无线通信电路、存储器和开关电路，开关电路的输出端分别连接有多个微型气泵，每个微型气泵内均设有一个分别与A/D转换器相连接的气体传感器，开关电路内设置的开关与微型气泵数量相等；所述的多个微型气泵和气体传感器各有四个；所述微型气泵的型号为SB550，气体传感器的型号为SRH-05，微处理器的型号为AVR MEG16，速度检测电路的为MMA7455。
2.一种如权利要求1所述装置的飞行器机载环境气体自动采集方法，其特征在于：
将气体采集自动装置安装在飞行器上，当飞行器升空后开始采集气体，气体采集自动装置的微处理器通过开关电路依次控制多个微型气泵依次间隔2.5秒钟循环开启采气，并在采气0.5秒后关闭；
当多个微型气泵开始采气时，设在相应微型气泵内的气体传感器对收集到的气体进行气体参数采集，并将采集到的气体参数通过A/D转换器发送至微处理器进行处理；
当每个微型气泵内的气体传感器开始采集气体数据的同时，微处理器控制速度检测电路记录当前的速度信息，并通过速度信息×2.5秒得到空间采集环境气体的位置间隔，由此确定检测气体参数对应的空间位置,之后微处理器将气体数据和速度信息存储到存储器中，同时通过无线通信电路发送至地面监测接收器或监测站；
当微处理器接受到速度检测电路检测到飞行速度及方向时，即可判断飞行器开始下降，微处理器关闭整个电路。

飞行器机载环境气体自动采集方法及装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种飞行器机载环境气体自动采集装置及方法，特别是一种适用于在高空飞行中使用的空间环境气体检测方法及装置。\n技术背景\n[0002] 环境气体的采集中往往需要采集一定高度的气体参数，利用飞行器携带气体采集装置自动采集空间环境气体是一种有效的手段。但是，由于气体传感器在检测气体参数时，都有一定的响应时间，在飞行器飞行中，气体传感器输出的检测数据是前一段时间飞行器路过位置接触的气体参数，而且传感器在飞行过程中不断接触新的环境气体，检测数据对应的位置难以确定，这个问题给空间环境气体的分布研究造成了困难。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的是要克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作使用方便、定位效果好的飞行器机载环境气体自动采集装置及方法。\n[0004] 本发明的目的飞行器机载环境气体自动采集装置，包括微处理器，微处理器的输入端分别连接有A/D转换器、速度检测电路，微处理器的输出端分别连接有无线通信电路、存储器和开关电路，开关电路的输出端分别连接有多个微型气泵相，每个微型气泵内均设有一个分别与A/D转换器相连接的气体传感器，开关电路内设置的开关与微型气泵数量相等。\n[0005] 所述的多个微型气泵和气体传感器各有四个；所述微型气泵的型号为SB550，气体传感器的型号为SRH-05，微处理器的型号为AVR MEG16，速度检测电路的为MMA7455。\n[0006] 一种使用上述装置的飞行器机载环境气体自动采集方法：\n[0007] 将气体采集自动装置安装在飞行器上，当飞行器升空后开始采集气体，气体采集自动装置的微处理器通过开关电路依次控制多个微型气泵依次间隔2.5秒钟循环开启采气，并在采气0.5秒后关闭；\n[0008] 当多个微型气泵开始采气时，设在相应微型气泵内的气体传感器对收集到的气体进行气体参数采集，并将采集到的气体参数通过A/D转换器发送至微处理器进行处理；\n[0009] 当每个微型气泵内的气体传感器开始采集气体数据的同时，微处理器控制速度检测电路记录当前的速度信息，并通过速度信息×2.5秒得到空间采集环境气体的位置间隔，由此确定检测气体参数对应的空间位置,之后微处理器将气体数据和速度信息存储到存储器中，同时通过无线通信电路发送至地面监测接收器或监测站；\n[0010] 当微处理器接受到速度检测电路检测到飞行速度及方向时，即可判断飞行器开始下降，微处理器关闭整个电路。\n[0011] 有益效果：由于采用了上述方案，本发明利用飞行器高空环境气体采集，根据采集的速度和气体数据，以及微处理器的定时数据，获得飞行器在空间飞行的不同位置对应的环境气体参数，为空间环境气体的分布研究创造条件。适合安全环境、碳排放、环保等领域的气体监测，其结构简单，操作使用方便。其优点：\n[0012] 1.本发明的飞行器机载环境气体自动采集方法解决了利用飞行器高空环境气体采集的定位问题，能够快速获得空间确定位置的环境气体参数；\n[0013] 2.能够获得不同空间高度的环境气体参数，为环境气体的空间分布研究创造条件。\n附图说明\n[0014] 图1是本发明的原理结构图；\n[0015] 图2是本发明的信号采集过程的流程框图。\n具体实施方式\n[0016] 下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：\n[0017] 本发明的飞行器机载环境气体自动采集装置，主要由微型气泵、气体传感器、A/D转换器、速度检测电路、微处理器、存储器、开关电路和无线通信电路构成。所述微型气泵的型号为SB550，气体传感器的型号为SRH-05，微处理器的型号为AVR MEG16，速度检测电路的型号为MMA7455；其中，所述的微型气泵和气体传感器各为多个，微处理器的输入端分别连接有A/D转换器、速度检测电路，微处理器的输出端分别连接有无线通信电路、存储器和开关电路，开关电路的输出端分别与多个微型气泵相连接，每个微型气泵上均设有一个分别与A/D转换器连接的气体传感器，开关电路内设置的开关与微型气泵数量相等，气体传感器的输出端连接A/D转换器的输入端，A/D转换器的输出端连接微处理器的输入端，速度检测电路的输出端连接微处理器的输入端，微处理器的输出端分别连接存储器、开关电路和无线通信电路的输入端。\n[0018] 实施例1.如图1所示，实现飞行器机载环境气体自动采集的装置包括：四个微型气泵a、b、c、d，四个气体传感器a、b、c、d，A/D转换器、速度检测电路、微处理器、存储器、开关电路和无线通信电路。四个微型气泵a、b、c、d的输出分别接四个气体传感器a、b、c、d的输出端，四个气体传感器a、b、c、d的输出接A/D转换器的输入端，A/D转换器的输出接微处理器的输入端，速度检测电路的输出接微处理器的输入端，微处理器的输出分别接存储器、开关电路和无线通信电路的输入端，开关电路的输出端分别连接四个微型气泵a、b、c、d的输入端。由所述的微型气泵、气体传感器、A/D转换器、速度检测电路、微处理器、存储器、开关电路和无线通信电路构成一个整体，由电池供电，安装在飞行器上。\n[0019] 使用上述装置的飞行器机载环境气体自动采集方法：\n[0020] 将气体采集自动装置安装在飞行器上，当飞行器升空后开始采集气体，通过微处理器的开关电路依次控制四个微型气泵依次间隔2.5秒钟循环开启采气，并在采气0.5秒后关闭；\n[0021] 当四个微型气泵开始收集气体时，设在对应四个微型气泵a、b、c、d内的四个气体传感器a、b、c、d对收集的气体分别进行气体参数采集，并将采集到的气体参数通过A/D转换器3发送至微处理器4进行处理，每个气体传感器2在等到下次采集新气体信息的间隔时间为2.5×4=10秒钟，这段时间足够保证气体传感器2每次检测气体的响应时间；\n[0022] 当每个微型气泵内的气体传感器开始采集气体数据的同时，微处理器控制连接的速度检测电路记录当前的速度信息，通过速度信息×2.5秒得到空间采集环境气体的位置间隔，由此可以确定检测气体参数对应的空间位置,之后微处理器将气体数据和速度信息存储到存储电路中，同时通过无线通信电路发送至地面监测接收器或监测站；\n[0023] 当微处理器接受到速度检测电路检测到飞行速度及方向时，即可判断飞行器开始下降，微处理器关闭整个电路。\n[0024] 如图2所示，本发明的具体采集和检测过程为：\n[0025] 1.飞行器升空后开始采集气体，气体采集自动装置内微处理器首先控制开启微型气泵a采气0.5秒后关闭，设在微型气泵内的气体传感器a检测气泵采集的气体数据，并将气体参数通过A/D转换器输入至微处理器进行处理，在气体传感器采集气体数据的同时单片机控制连接的速度检测电路记录当前的速度信息，微处理器将气体参数和速度检测电路采集到的数据存储到存储电路中，并且通过无线通信电路发送至地面监测接收器或监测站；\n[0026] 2.在开启微型气泵b后间隔2.5秒后，微处理器控制开启微型气泵b采气0.5秒后关闭，设在微型气泵内的气体传感器检测气泵采集的气体数据，并将气体参数通过A/D转换器输入至微处理器进行处理，在气体传感器采集气体数据的同时单片机控制连接的速度检测电路记录当前的速度信息，微处理器将气体参数和速度检测电路采集到的数据存储到存储电路中，并且通过无线通信电路发送至地面监测接收器或监测站；\n[0027] 3.在开启微型气泵c后间隔2.5秒后，微处理器控制开启微型气泵c采气0.5秒后关闭，设在微型气泵内的气体传感器检测气泵采集的气体数据，并将气体参数通过A/D转换器输入至微处理器进行处理，在气体传感器采集气体数据的同时单片机控制连接的速度检测电路记录当前的速度信息，微处理器将气体参数和速度检测电路采集到的数据存储到存储电路中，并且通过无线通信电路发送至地面监测接收器或监测站；\n[0028] 4.在开启微型气泵d后间隔2.5秒后，微处理器控制开启微型气泵d采气0.5秒后关闭，设在微型气泵内的气体传感器检测气泵采集的气体数据，并将气体参数通过A/D转换器输入至微处理器进行处理，在气体传感器采集气体数据的同时单片机控制连接的速度检测电路记录当前的速度信息，微处理器将气体参数和速度检测电路采集到的数据存储到存储电路中，并且通过无线通信电路发送至地面监测接收器或监测站。