TQWRJ-20针对环保领域研发生产的水质采样系统和水质监测系统，是两种通用型的多旋翼无人机任务载荷，挂载在无人机下方后，能够分别实现自动水样采集和自动水质检测。系统具备采样、监测、定位、传输等功能，能够适配多种监测平台，可轻松挂载在多种类型的多旋翼无人机载具上完成水质采样和监测任务，并将监测数据通过独立链路或公网链路传输至后端平台。
地面控制终端能够实时查看无人机当前距离水面的高度以及采样桶和
一、 系统介绍
2.1 系统特性
主要特点：
1)具有全面的飞行状态监视报警功能（包括电源电压、惯导状态、GPS 状态，链路状态等）和完善的应急保护机制（包括返航、定高盘旋、自主降落等），而且飞控系统可以在部分传感器或姿态解算失效的情况下，实现控制律重组，从而大限度的保证用户系统安全运行；
2)提供高度集成的地面站软件，该软件具有飞行数据监视、仪表盘状态显示、异常状态报警、飞行遥控、电子地图、航线规划、数据记录等功能；
3)飞控系统的姿态解算算法采用 KALMAN 滤波技术，具备较高的测量精度，降低了姿态发散概率，从而保证了系统工作的可靠性和安全性；
4)与遥控设备紧密结合，通过遥控器可以对飞控系统进行控制模式切换等操作，从而确保多旋翼无人机在起飞、降落过程中操作手能够及时操作，确保飞行安全。
5)提供了强大的航线规划能力和灵活的任务控制功能，用户利用地面站软件可以方便的订制多样化飞行任务；
6)飞控系统集成了高精度的惯性和卫星导航传感器，传感器数据经过预处理、全温度范围内的漂移补偿、数据融合，能够实时获取飞行姿态、位置坐标、工作状态等参数，完成对多旋翼无人机平台的高精度姿态及航线控制。
7)飞控系统集成了双余度CPU 和传感器，各余度能够自动侦测，自主切换，有效保证飞行安全。
任务导航：
l提供用户航线，航线多可添加 340 个航点；
l自动生成返航航线；
保护配置：
l电池低电压保护；
l超出大飞行半径保护（隔离区域安全保护）；
l遥控器失控保护 ；
l电台中断保护 ；
lGPS 不正常保护 ；
保护措施为自动返航、自主降落；
l飞行姿态超限保护：当飞行器俯仰与滚转姿态角度超过 60°时，飞机自动锁桨；
遥控设备：
l兼容常用的遥控器；
l可以通过遥控器进行手动/自主控制模式切换；
l可以对遥控器的 FailSafe(失控保护)状态进行监视；
机载数据记录：
l飞行数据存储在飞控的存储设备上；
地面站软件：
l强大的航线规划能力；
l强大的数字地图；
l清晰、直观的飞行仪表；
l关键指令的便捷操作和防误操作；
l集成传感器校准、保护配置等功能；
l遥测数据的显示、报警、记录等功能；
通讯接口：
l物理接口：USB、数传电台。
2.2飞行模式介绍
飞行控制模式 | 控制方式 | 特性 | 备注 |
高度保持模式 | 遥控器遥控 | 遥杆回中，飞行器自主保持姿态，油门中位可定高，但无法实现精准的定点悬停，需手动修正。 |
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位置保持模式 | 遥控器遥控 | 卫星信号良好时：可以高精度定点悬停并可以实现限速，但遥控器依然可以控制飞行器，飞行速度可通过地面站设置。 | |
返航 模式 | 遥控器遥控 | 依赖于卫星，从当前点飞到家的位置并悬停。 |
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全自主飞行模式 （航点模式） | 全自主可分为 5 种飞行模式： 1、自主起飞 2、自主降落 3、航点飞行 4、返航 5、悬停 | 根据地面站设置好的任务航线，自主飞行，由于自主模式依赖于卫星，所以在解锁和起飞前卫星要定位。 | 1、每条航向多可有 340 个航点。 2、高度依然可通过油门控制。 |
AB 点模式 | 自主飞行 | 根据设置好的 A、B 点，实现半自主飞行，此模式依赖于卫星，所以在解锁和起飞前卫星要定位。 | 1、由滚转通道提供换行指令。 2、由俯仰通道提供前后微调指令。 3、高度依然可通过油门通道控制。 |
2.3技术参数
2.3.1 无人机机身
轴距 | 2125mm ； |
展开尺寸 | 2744*2744*661mm； |
折叠尺寸 | 1114*1114*661mm ； |
满载重量 | 55kg ； |
长悬停时间 | 30分钟 ； |
大续航时间 | 40分钟 ； |
作业飞行高度 | 50-80m ； |
可采样深度 | 0-20m（可定制）； |
采样容积 | 0-5L（可定制）； |
2.3.2 无人机遥控设备
整体性能 | |
大通信距离（无干扰、无阻挡） | 2Km （地面距离） |
工作频率（遥控数传图传链路） | 2.400-2.483 GHz |
通道数量 | 14通道 |
支持机型 | 植保机/多旋翼/固定翼/滑翔机/直升机 |
数传支持的飞控 | 开源飞控PIX、APM等、博鹰 PALADIN V2 、拓攻 T1-A、无距THEONE – A、一飞、极翼 K3A K++、微克智飞、常锋 |
遥控器（地面端） | |
显示设备 | 7英寸、 Android系统，系统内存2G RAM + 16G ROM |
机身尺寸（不含天线、把手） | 308 x 148 x72mm |
重量 | 1100g |
电池环境温度 | 0℃ ~55℃ |
电池 | 13000 mAh 锂电池 1S 3.7V |
充电 | Micro USB 5V 2A |
作业续航 | ＞9h |
天空端 | |
信号输出 | 14通道S.Bus、5通道PWM |
数传连接飞控接口 | UART、CAN（选配） |
尺寸（不含天线） | 59 x59 x 16mm |
重量（不含天线） | 50g |
天线增益 | 5dBi |
工作电压 | 15-50V |
回传电压 | 15-50V |
工作环境温度 | -10℃至55℃ |
FPV摄像头与探照灯 | |
相机 | 视角 FOV 120° |
天空端图传尺寸（不含天线） | 106mm*25mm*41mm |
重量 | 108g |
探照灯LED功率 | 8W |
通光量 | 1W/120-140lm |
探照灯类型 | 透光 |
LED照射角度 | 120° |
工作环境温度 | -10℃至55℃ |
2.3.3 无人机飞控
支持机型 | 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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*电池类型 | 3s-12s锂聚合电池 | |
外接接收机类型 | SBUS接收机 | |
悬停精度
| 水平方向∶±15m 垂直方向∶±0.5m
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大倾斜角 | 30° | |
大偏航速度 | 150°/S | |
大垂直速度 | 6m/s | |
功耗 | <5W | |
工作电压范围 | FC | 4.8V-5.3V |
PMU | 输入111V-50V（*3S-12SLiPo） 输出大电流3A@5V
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PMU2(UPS) | 输入111V-50V（*3S-12SLiPo） 输出大电流3A@5V
| |
GPS | 5V | |
LED | 5V | |
电池电压 | 3S-12S | |
工作环境温度 | -10℃至60℃ | |
存储环境温度 | -25℃至60℃ | |
重量 | 总净重∶321g（不含辅料） 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产品配置清单
产品清单 | |
| 飞控模块 |
| 高精度高灵敏度GPS+外置罗盘定位定向模块 |
| 电源转换&监控模块，支持 6S~12S |
| 飞行指示灯 |
| 飞机端 2.4GHZ 数传电台，适用于使用地面站用户 |
| 超声波传感器，用于仿地飞行，低空精确定高 |
| 地面站：AK28遥控器 |
| 电调模块，适用于无人机采水控制电机 |
| 多参数水质传感器，用与检测河流、湖泊水质指标 |
| 水样采集模块 |
二、 水质采样和水质监测系统
天泉无人机水质采样及监测系统，监测种类多、采样精度高、监测范围广；功能独立、操作便捷、高效易用；结构简单、快速拆装、广泛适配；多种显示、历史可查、横纵比对；工业设计、有效防护、小巧轻盈。
3.1、水质采样系统
水质采样系统 | |
单次采样水量 | 0～5.0L定制，标配2.0L |
采水深度设定方式 | 遥控器旋钮连续调节 视频画面实时反馈 |
采水深度设定范围 | 0.5-20.0m |
采水深度控制精度 | ±0.1m |
采样时间 | 60S |
采样桶材质 | 有机玻璃/聚四氟乙烯/不锈钢，可选 |
控制方式 | 一键自动取水 |
参数显示方式 | 图传接收显示屏OSD叠加 |
控制方式 | 自带遥控器 |
3.2、水质监测系统
水质监测系统 | |
单次测量参数（监测因子） | 1-7种 |
监测因子选择 | 溶解氧，温度，pH，浊度，电导率，氨氮，COD，叶绿素a，蓝绿藻，可自由组合。 |
测量深度设定范围 | 0.5-20.0m |
采水深度控制精度 | ±0.1m |
水质传感器固定方式 | 防水快拆连接器 |
数据传输方式 | 本地点对点传输，2G/3G/4G网络 |
数据存储方式 | 本地存储/云端存储 |
参数显示方式 | 图传接收显示屏 |
终端支持 | 云端/Android移动设备 |
可选传感器参数：
溶解氧传感器 | ||
测量范围 | 0～20mg/L | |
精度 | ±2%F.S.，±0.5℃ | |
分辨率 | 0.01mg/L | |
浊度传感器 | ||
测量范围 | 0～100NTU，0～1000NTU | |
精度 | ＜3%F.S. | |
分辨率 | 0.1NTU | |
电导率/盐度传感器 | ||
测量范围 | 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传感器 | ||
COD量程范围 | 0～200mg/L equiv. KHP | |
COD精度 | ±5%F.S. | |
COD分辨率 | 0.1mg/L | |
浊度量程范围 | 0～100NTU | |
浊度精度 | ±5%F.S. | |
浊度分辨率 | 0.1NTU | |
pH传感器 | ||
测量范围 | 0～14pH | |
精度 | ±0.1pH | |
分辨率 | 0.01pH | |
ORP传感器 | ||
测量范围 | -1500mV～+1500mV | |
精度 | ±6mV | |
分辨率 | 1mV | |
氨氮传感器 | ||
测量范围 | 0～100mg/L或0～1000mg/L | |
精度 | ±10%或±2mg/L | |
分辨率 | 0.1mg/L | |
温度 | ||
测量范围 | 0～50℃ | |
精度 | ±0.5℃ | |
分辨率 | 0.1℃ | |
叶绿素A | ||
测量范围 | 0~400ug/L | |
精度 | ±5%F.S. | |
分辨率 | 0.1ug/L | |
