TQWRJ-20針對環(huán)保領(lǐng)域研發(fā)生產(chǎn)的水質(zhì)采樣系統(tǒng)和水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，是兩種通用型的多旋翼無人機任務(wù)載荷，掛載在無人機下方后，能夠分別實現(xiàn)自動水樣采集和自動水質(zhì)檢測。系統(tǒng)具備采樣、監(jiān)測、定位、傳輸?shù)裙δ?，能夠適配多種監(jiān)測平臺，可輕松掛載在多種類型的多旋翼無人機載具上完成水質(zhì)采樣和監(jiān)測任務(wù)，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過獨立鏈路或公網(wǎng)鏈路傳輸至后端平臺。
地面控制終端能夠?qū)崟r查看無人機當(dāng)前距離水面的高度以及采樣桶和
一、 系統(tǒng)介紹
2.1 系統(tǒng)特性
主要特點：
1)具有全面的飛行狀態(tài)監(jiān)視報警功能（包括電源電壓、慣導(dǎo)狀態(tài)、GPS 狀態(tài)，鏈路狀態(tài)等）和完善的應(yīng)急保護機制（包括返航、定高盤旋、自主降落等），而且飛控系統(tǒng)可以在部分傳感器或姿態(tài)解算失效的情況下，實現(xiàn)控制律重組，從而大限度的保證用戶系統(tǒng)安全運行；
2)提供高度集成的地面站軟件，該軟件具有飛行數(shù)據(jù)監(jiān)視、儀表盤狀態(tài)顯示、異常狀態(tài)報警、飛行遙控、電子地圖、航線規(guī)劃、數(shù)據(jù)記錄等功能；
3)飛控系統(tǒng)的姿態(tài)解算算法采用 KALMAN 濾波技術(shù)，具備較高的測量精度，降低了姿態(tài)發(fā)散概率，從而保證了系統(tǒng)工作的可靠性和安全性；
4)與遙控設(shè)備緊密結(jié)合，通過遙控器可以對飛控系統(tǒng)進行控制模式切換等操作，從而確保多旋翼無人機在起飛、降落過程中操作手能夠及時操作，確保飛行安全。
5)提供了強大的航線規(guī)劃能力和靈活的任務(wù)控制功能，用戶利用地面站軟件可以方便的訂制多樣化飛行任務(wù)；
6)飛控系統(tǒng)集成了高精度的慣性和衛(wèi)星導(dǎo)航傳感器，傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理、全溫度范圍內(nèi)的漂移補償、數(shù)據(jù)融合，能夠?qū)崟r獲取飛行姿態(tài)、位置坐標(biāo)、工作狀態(tài)等參數(shù)，完成對多旋翼無人機平臺的高精度姿態(tài)及航線控制。
7)飛控系統(tǒng)集成了雙余度CPU 和傳感器，各余度能夠自動偵測，自主切換，有效保證飛行安全。
任務(wù)導(dǎo)航：
l提供用戶航線，航線多可添加 340 個航點；
l自動生成返航航線；
保護配置：
l電池低電壓保護；
l超出大飛行半徑保護（隔離區(qū)域安全保護）；
l遙控器失控保護 ；
l電臺中斷保護 ；
lGPS 不正常保護 ；
保護措施為自動返航、自主降落；
l飛行姿態(tài)超限保護：當(dāng)飛行器俯仰與滾轉(zhuǎn)姿態(tài)角度超過 60°時，飛機自動鎖槳；
遙控設(shè)備：
l兼容常用的遙控器；
l可以通過遙控器進行手動/自主控制模式切換；
l可以對遙控器的 FailSafe(失控保護)狀態(tài)進行監(jiān)視；
機載數(shù)據(jù)記錄：
l飛行數(shù)據(jù)存儲在飛控的存儲設(shè)備上；
地面站軟件：
l強大的航線規(guī)劃能力；
l強大的數(shù)字地圖；
l清晰、直觀的飛行儀表；
l關(guān)鍵指令的便捷操作和防誤操作；
l集成傳感器校準(zhǔn)、保護配置等功能；
l遙測數(shù)據(jù)的顯示、報警、記錄等功能；
通訊接口：
l物理接口：USB、數(shù)傳電臺。
2.2飛行模式介紹
飛行控制模式 | 控制方式 | 特性 | 備注 |
高度保持模式 | 遙控器遙控 | 遙桿回中，飛行器自主保持姿態(tài)，油門中位可定高，但無法實現(xiàn)精準(zhǔn)的定點懸停，需手動修正。 | |
位置保持模式 | 遙控器遙控 | 衛(wèi)星信號良好時：可以高精度定點懸停并可以實現(xiàn)限速，但遙控器依然可以控制飛行器，飛行速度可通過地面站設(shè)置。 |
返航 模式 | 遙控器遙控 | 依賴于衛(wèi)星，從當(dāng)前點飛到家的位置并懸停。 | |
全自主飛行模式 （航點模式） | 全自主可分為 5 種飛行模式： 1、自主起飛 2、自主降落 3、航點飛行 4、返航 5、懸停 | 根據(jù)地面站設(shè)置好的任務(wù)航線，自主飛行，由于自主模式依賴于衛(wèi)星，所以在解鎖和起飛前衛(wèi)星要定位。 | 1、每條航向多可有 340 個航點。 2、高度依然可通過油門控制。 |
AB 點模式 | 自主飛行 | 根據(jù)設(shè)置好的 A、B 點，實現(xiàn)半自主飛行，此模式依賴于衛(wèi)星，所以在解鎖和起飛前衛(wèi)星要定位。 | 1、由滾轉(zhuǎn)通道提供換行指令。 2、由俯仰通道提供前后微調(diào)指令。 3、高度依然可通過油門通道控制。 |
2.3技術(shù)參數(shù)
2.3.1 無人機機身
軸距 | 2125mm ； |
展開尺寸 | 2744*2744*661mm； |
折疊尺寸 | 1114*1114*661mm ； |
滿載重量 | 55kg ； |
長懸停時間 | 30分鐘 ； |
大續(xù)航時間 | 40分鐘 ； |
作業(yè)飛行高度 | 50-80m ； |
可采樣深度 | 0-20m（可定制）； |
采樣容積 | 0-5L（可定制）； |
2.3.2 無人機遙控設(shè)備
整體性能 |
大通信距離（無干擾、無阻擋） | 2Km （地面距離） |
工作頻率（遙控數(shù)傳圖傳鏈路） | 2.400-2.483 GHz |
通道數(shù)量 | 14通道 |
支持機型 | 植保機/多旋翼/固定翼/滑翔機/直升機 |
數(shù)傳支持的飛控 | 開源飛控PIX、APM等、博鷹 PALADIN V2 、拓攻 T1-A、無距THEONE – A、一飛、極翼 K3A K++、微克智飛、常鋒 |
遙控器（地面端） |
顯示設(shè)備 | 7英寸、 Android系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)存2G RAM + 16G ROM |
機身尺寸（不含天線、把手） | 308 x 148 x72mm |
重量 | 1100g |
電池環(huán)境溫度 | 0℃ ~55℃ |
電池 | 13000 mAh 鋰電池 1S 3.7V |
充電 | Micro USB 5V 2A |
作業(yè)續(xù)航 | ＞9h |
天空端 |
信號輸出 | 14通道S.Bus、5通道PWM |
數(shù)傳連接飛控接口 | UART、CAN（選配） |
尺寸（不含天線） | 59 x59 x 16mm |
重量（不含天線） | 50g |
天線增益 | 5dBi |
工作電壓 | 15-50V |
回傳電壓 | 15-50V |
工作環(huán)境溫度 | -10℃至55℃ |
FPV攝像頭與探照燈 |
相機 | 視角 FOV 120° |
天空端圖傳尺寸（不含天線） | 106mm*25mm*41mm |
重量 | 108g |
探照燈LED功率 | 8W |
通光量 | 1W/120-140lm |
探照燈類型 | 透光 |
LED照射角度 | 120° |
工作環(huán)境溫度 | -10℃至55℃ |
2.3.3 無人機飛控
支持機型 | I4、X4型四旋翼 IY6、Y6、I6、V6型六旋翼 v8、I8、X8、IX8型八旋翼 |
*電池類型 | 3s-12s鋰聚合電池 |
外接接收機類型 | SBUS接收機 |
懸停精度 | 水平方向∶±15m 垂直方向∶±0.5m |
大傾斜角 | 30° |
大偏航速度 | 150°/S |
大垂直速度 | 6m/s |
功耗 | <5W |
工作電壓范圍 | FC | 4.8V-5.3V |
PMU | 輸入111V-50V（*3S-12SLiPo） 輸出大電流3A@5V |
PMU2(UPS) | 輸入111V-50V（*3S-12SLiPo） 輸出大電流3A@5V |
GPS | 5V |
LED | 5V |
電池電壓 | 3S-12S |
工作環(huán)境溫度 | -10℃至60℃ |
存儲環(huán)境溫度 | -25℃至60℃ |
重量 | 總凈重∶321g（不含輔料） FC:87g PMU : 41g PMU2 (UPS) ：44g GPS: 45g LED :14g |
尺寸 | FC:72.6*48*22.8mm PMU:53.4*34.4*14.5mm PMU2(UPS):53.4*34.4*14.5mm GPS∶φ62*14.3mm LED:24*24*8mm |
整盒尺寸 | 256，16,55mm |
2.4產(chǎn)品配置清單
產(chǎn)品清單 |
| 飛控模塊 |
| 高精度高靈敏度GPS+外置羅盤定位定向模塊 |
| 電源轉(zhuǎn)換&監(jiān)控模塊，支持 6S~12S |
| 飛行指示燈 |
| 飛機端 2.4GHZ 數(shù)傳電臺，適用于使用地面站用戶 |
| 超聲波傳感器，用于仿地飛行，低空精確定高 |
| 地面站：AK28遙控器 |
| 電調(diào)模塊，適用于無人機采水控制電機 |
| 多參數(shù)水質(zhì)傳感器，用與檢測河流、湖泊水質(zhì)指標(biāo) |
| 水樣采集模塊 |
二、 水質(zhì)采樣和水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)
天泉無人機水質(zhì)采樣及監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測種類多、采樣精度高、監(jiān)測范圍廣；功能獨立、操作便捷、高效易用；結(jié)構(gòu)簡單、快速拆裝、廣泛適配；多種顯示、歷史可查、橫縱比對；工業(yè)設(shè)計、有效防護、小巧輕盈。
3.1、水質(zhì)采樣系統(tǒng)
水質(zhì)采樣系統(tǒng) |
單次采樣水量 | 0～5.0L定制，標(biāo)配2.0L |
采水深度設(shè)定方式 | 遙控器旋鈕連續(xù)調(diào)節(jié) 視頻畫面實時反饋 |
采水深度設(shè)定范圍 | 0.5-20.0m |
采水深度控制精度 | ±0.1m |
采樣時間 | 60S |
采樣桶材質(zhì) | 有機玻璃/聚四氟乙烯/不銹鋼，可選 |
控制方式 | 一鍵自動取水 |
參數(shù)顯示方式 | 圖傳接收顯示屏OSD疊加 |
控制方式 | 自帶遙控器 |
3.2、水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)
水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng) |
單次測量參數(shù)（監(jiān)測因子） | 1-7種 |
監(jiān)測因子選擇 | 溶解氧，溫度，pH，濁度，電導(dǎo)率，氨氮，COD，葉綠素a，藍綠藻，可自由組合。 |
測量深度設(shè)定范圍 | 0.5-20.0m |
采水深度控制精度 | ±0.1m |
水質(zhì)傳感器固定方式 | 防水快拆連接器 |
數(shù)據(jù)傳輸方式 | 本地點對點傳輸，2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò) |
數(shù)據(jù)存儲方式 | 本地存儲/云端存儲 |
參數(shù)顯示方式 | 圖傳接收顯示屏 |
終端支持 | 云端/Android移動設(shè)備 |
可選傳感器參數(shù)：
溶解氧傳感器 |
測量范圍 | 0～20mg/L |
精度 | ±2%F.S.，±0.5℃ |
分辨率 | 0.01mg/L |
濁度傳感器 |
測量范圍 | 0～100NTU，0～1000NTU |
精度 | ＜3%F.S. |
分辨率 | 0.1NTU |
電導(dǎo)率/鹽度傳感器 |
測量范圍 | 0～5000uS/cm 0～200mS/cm 0～70PSU |
精度 | ±1.5%F.S. |
分辨率 | 0～5000uS/cm：1uS/cm 0～200mS/cm：0.1mS/cm 0～70PSU：0.1PSU |
COD傳感器 |
COD量程范圍 | 0～200mg/L equiv. KHP |
COD精度 | ±5%F.S. |
COD分辨率 | 0.1mg/L |
濁度量程范圍 | 0～100NTU |
濁度精度 | ±5%F.S. |
濁度分辨率 | 0.1NTU |
pH傳感器 |
測量范圍 | 0～14pH |
精度 | ±0.1pH |
分辨率 | 0.01pH |
ORP傳感器 |
測量范圍 | -1500mV～+1500mV |
精度 | ±6mV |
分辨率 | 1mV |
氨氮傳感器 |
測量范圍 | 0～100mg/L或0～1000mg/L |
精度 | ±10%或±2mg/L |
分辨率 | 0.1mg/L |
溫度 |
測量范圍 | 0～50℃ |
精度 | ±0.5℃ |
分辨率 | 0.1℃ |
葉綠素A |
測量范圍 | 0~400ug/L |
精度 | ±5%F.S. |
分辨率 | 0.1ug/L |
