TQWRJ-20針對環保領域研發生產的水質采樣系統和水質監測系統，是兩種通用型的多旋翼無人機任務載荷，掛載在無人機下方后，能夠分別實現自動水樣采集和自動水質檢測。系統具備采樣、監測、定位、傳輸等功能，能夠適配多種監測平臺，可輕松掛載在多種類型的多旋翼無人機載具上完成水質采樣和監測任務，并將監測數據通過獨立鏈路或公網鏈路傳輸至后端平臺。
地面控制終端能夠實時查看無人機當前距離水面的高度以及采樣桶和
一、 系統介紹
2.1 系統特性
主要特點：
1)具有全面的飛行狀態監視報警功能（包括電源電壓、慣導狀態、GPS 狀態，鏈路狀態等）和完善的應急保護機制（包括返航、定高盤旋、自主降落等），而且飛控系統可以在部分傳感器或姿態解算失效的情況下，實現控制律重組，從而大限度的保證用戶系統安全運行；
2)提供高度集成的地面站軟件，該軟件具有飛行數據監視、儀表盤狀態顯示、異常狀態報警、飛行遙控、電子地圖、航線規劃、數據記錄等功能；
3)飛控系統的姿態解算算法采用 KALMAN 濾波技術，具備較高的測量精度，降低了姿態發散概率，從而保證了系統工作的可靠性和安全性；
4)與遙控設備緊密結合，通過遙控器可以對飛控系統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劃能力和靈活的任務控制功能，用戶利用地面站軟件可以方便的訂制多樣化飛行任務；
6)飛控系統集成了高精度的慣性和衛星導航傳感器，傳感器數據經過預處理、全溫度范圍內的漂移補償、數據融合，能夠實時獲取飛行姿態、位置坐標、工作狀態等參數，完成對多旋翼無人機平臺的高精度姿態及航線控制。
7)飛控系統集成了雙余度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。
任務導航：
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飛行姿態超限保護：當飛行器俯仰與滾轉姿態角度超過 60°時，飛機自動鎖槳；
遙控設備：
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)狀態進行監視；
機載數據記錄：
l飛行數據存儲在飛控的存儲設備上；
地面站軟件：
l強大的航線規劃能力；
l強大的數字地圖；
l清晰、直觀的飛行儀表；
l關鍵指令的便捷操作和防誤操作；
l集成傳感器校準、保護配置等功能；
l遙測數據的顯示、報警、記錄等功能；
通訊接口：
l物理接口：USB、數傳電臺。
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，油門中位可定高，但無法實現精準的定點懸停，需手動修正。 |
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位置保持模式 | 遙控器遙控 | 衛星信號良好時：可以高精度定點懸停并可以實現限速，但遙控器依然可以控制飛行器，飛行速度可通過地面站設置。 | |
返航 模式 | 遙控器遙控 | 依賴于衛星，從當前點飛到家的位置并懸停。 |
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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 | 根據地面站設置好的任務航線，自主飛行，由于自主模式依賴于衛星，所以在解鎖和起飛前衛星要定位。 | 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 | 根據設置好的 A、B 點，實現半自主飛行，此模式依賴于衛星，所以在解鎖和起飛前衛星要定位。 | 1、由滾轉通道提供換行指令。 2、由俯仰通道提供前后微調指令。 3、高度依然可通過油門通道控制。 |
2.3技術參數
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 ； |
大續航時間 | 40分鐘 ； |
作業飛行高度 | 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（遙控數傳圖傳鏈路） | 2.400-2.483 GHz |
通道數量 | 14通道 |
支持機型 | 植保機/多旋翼/固定翼/滑翔機/直升機 |
數傳支持的飛控 | 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） | |
顯示設備 | 7英寸、 Android系統，系統內存2G RAM + 16G ROM |
機身尺寸（不含天線、把手） | 308 x 148 x72mm |
重量 | 1100g |
電池環境溫度 | 0℃ ~55℃ |
電池 | 13000 mAh 鋰電池 1S 3.7V |
充電 | Micro USB 5V 2A |
作業續航 | ＞9h |
天空端 | |
信號輸出 | 14通道S.Bus、5通道PWM |
數傳連接飛控接口 | 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
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*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
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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
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GPS | 5V | |
LED | 5V | |
電池電壓 | 3S-12S | |
工作環境溫度 | -10℃至60℃ | |
存儲環境溫度 | -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產品配置清單
產品清單 | |
| 飛控模塊 |
| 高精度高靈敏度GPS+外置羅盤定位定向模塊 |
| 電源轉換&監控模塊，支持 6S~12S |
| 飛行指示燈 |
| 飛機端 2.4GHZ 數傳電臺，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 |
| 電調模塊，適用于無人機采水控制電機 |
| 多參數水質傳感器，用與檢測河流、湖泊水質指標 |
| 水樣采集模塊 |
二、 水質采樣和水質監測系統
天泉無人機水質采樣及監測系統，監測種類多、采樣精度高、監測范圍廣；功能獨立、操作便捷、高效易用；結構簡單、快速拆裝、廣泛適配；多種顯示、歷史可查、橫縱比對；工業設計、有效防護、小巧輕盈。
3.1、水質采樣系統
水質采樣系統 | |
單次采樣水量 | 0～5.0L定制，標配2.0L |
采水深度設定方式 | 遙控器旋鈕連續調節 視頻畫面實時反饋 |
采水深度設定范圍 | 0.5-20.0m |
采水深度控制精度 | ±0.1m |
采樣時間 | 60S |
采樣桶材質 | 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、水質監測系統
水質監測系統 | |
單次測量參數（監測因子） | 1-7種 |
監測因子選擇 | 溶解氧，溫度，pH，濁度，電導率，氨氮，COD，葉綠素a，藍綠藻，可自由組合。 |
測量深度設定范圍 | 0.5-20.0m |
采水深度控制精度 | ±0.1m |
水質傳感器固定方式 | 防水快拆連接器 |
數據傳輸方式 | 本地點對點傳輸，2G/3G/4G網絡 |
數據存儲方式 | 本地存儲/云端存儲 |
參數顯示方式 | 圖傳接收顯示屏 |
終端支持 | 云端/Android移動設備 |
可選傳感器參數：
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 | |
