1. 研究目的与意义及国内外研究现状

pm2.5也称细颗粒物，较小的空气动力学当量使得其能够悬浮在空气中较长时间，传输距离也较远。拥有粒径小、活性强、面积大等特性使得pm2.5更容易携带有毒、有害物质，对人体健康，能见度和空气质量都产生了重要影响。因此pm2.5的监测成为空气质量监测的一个重要指标，小范围pm2.5的灵活监测也显得尤为重要。

四轴飞行器具有结构简单、垂直起降、机动灵活、操作方便和制造成本低等特点，被广泛应用于航拍、测绘和地质勘探等领域。四轴飞行器的这些特点完全满足作为pm2.5灵活探测的载体，将四轴飞行器和pm2.5探测器结合，共用四轴飞行器的主控芯片作为pm2.5数据接受处理端，既可以实现高机动性、高灵活性的pm2.5探测，又可以节约成本。采用st公司的stm32作为四轴飞行器控制芯片，采用陀螺仪、加速度计及磁力计等传感器作为飞行姿态信息监测控制模块，搭载pm2.5粉尘传感器及nrf24l01无线数传模块，设计了一种具有pm2.5垂直探测功能的四轴飞行器。

国内外研究现状

四轴飞行器在无人机的发展中最为突出。成本低、稳定性强，效益高使得其频繁出现在战争中。几次局部战争的爆发，推动了四轴飞行器在无人侦察，干扰微高空电子，以及照相侦查任务中的发展。即便如此，这几种应用也只实现了一小部分，因此，世界各国对军事无人机技术的研究和开发都在迅猛地发展着。

智能化的普及和四轴飞行器低成本的特点吸引了消费者的青睐。除了最基本的学习娱乐的功能外，在拓展外部设备以及加入控制算法后，四旋翼飞行器的优势则更加明显了。四旋翼飞行器已经在各个方面得到很大的应用，如在应急救灾领域，自主巡航的四轴飞行器可执行复杂地质条件的灾情调查和救援任务，如水灾、火灾、地震现场的情况勘察，物资运送，情报侦查等；在农业上还可以应用于小面积农田或林区的农药喷洒，害虫防治等任务。在气象环保领域，结合先进的气象及环保传感器，可以利用四轴飞行器对于地面一定垂直高度空间内的气象信息和环境监测数据进行实施测量，传输和处理。它还可以用于监测化工企业，石油勘探冶炼企业等危险场所的危险气体的浓度，巡查输油管线、输电线路；连续监控重要的设施等。搭载有小型无线通信设备的四轴飞行器，还可以用于大型活动现场的临时性移动通信基站，形成区域性空－地、空－海通讯中继。对于特定地区进行日常环境监测巡视的时候，采用四轴飞行器执行相关的任务将更加方便和高效。当自主巡查完后，飞行器可以自动返回目的地并将自动记录下的数据通过无线或有线的手段传输出来，大大减少了人力成本。

2. 研究的基本内容

针对毕业设计将做以下工作：

1、综合介绍四轴飞行器当前的国内外研究现状，并论述本设计的主要背景及其研究的重要意义。

2、简要介绍四轴飞行器系统的原理，对四轴飞行器的结构框架和动力学原理进行详细的分析阐述，介绍本设计的材料选型。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2016年1月：查阅资料研究确定具有可行性的技术方案；

2016年2月：设计完成相关电子电路；

4. 参考文献

[1]闫锦龙.带自动避障系统的智能四轴飞行器的设计[d].安徽大学.2014

[2]王俊,鲁晓天.对四轴飞行器基于姿态算法的分析与实现[j].河南科技,

2015,2:019