近年来,随着我国经济高速发展的同时,环境污染问题也日益凸显。环境污染不仅严重影响人们的正常生活和身体健康,还影响经济持续健康的发展,采取更为有效的环保措施刻不容缓。空气质量检测是环境保护工作中最重要的基础性工作,目前传统的检测方式主要是利用环境监测站和人工检测。环境监测站的检测范围有限,安装维护不便,而且难以定位污染源位置;人工检测时,人员携带设备进入受污染的区域可能会对人身安全造成伤害,而且工作效率较低,受交通条件影响较大。因此,本文针对传统空气质量检测方式的不足,设计了一种基于四旋翼无人机的多参数空气质量检测系统。该系统机动性强,能够扩大检测范围、提高检测效率、保障人员安全,实现对空气质量的立体化检测。主要设计的内容包括:首先根据检测的需求,对四旋翼无人机进行选型,并分析了其飞行原理,建立了机体坐标系与地面坐标系。根据动力学模型,采用模糊PID控制算法设计了无人机控制系统,并使用MATLAB软件进行了仿真。然后设计了空气质量检测系统的硬件和软件部分,实现了对空气中CO浓度、O₃浓度、SO₂浓度、NO₂浓度以及温湿度的检测。硬件部分采用模块化设计,选用STM32F103ZET6作为微处理器,采用四电极电化学传感器对目标气体进行采集。同时设计了电化学传感器信号调理电路、SD卡存储电路、无线数据传输电路和电源电路等。软件部分采用C语言在Keil 5环境下进行模块化设计,设计了气体浓度及温湿度检测程序、SD卡数据存储程序、无线数据传输程序等。为了去除干扰信号的影响,提高检测精度,采用中位值平均滤波法对信号进行处理。并且基于中国移动物联网平台OneNET设计了上位机系统。最后对系统进行了综合测试,结果表明,系统能够正常稳定工作,数据精度在误差范围之内,符合预期的设计要求。图[56]表[14]参[55]