为解决和弥补在开阔区域发生火灾时和灾后次生灾害监测过程中,传统感温、感烟等监测手段和方法所存在的局限性,本文设计研制了一套基于四旋翼飞行器平台的火灾以及次生灾害监测的飞行装置。本文在分析火灾及次生灾害监测的现状、研究热点的基础上,首先搭建了多轴飞行平台,设计了飞行控制器,其次对飞行器模型进行了仿真,设计了火灾中温度和烟雾浓度的检测方法和过程,最后利用无线射频模块将监测信号发送到地面站,实现了对火灾及次生灾害的远距离实时监测。全文研究的主要内容和成果包括:(1)通过分析传统火灾及次生灾害监测手段的局限性,确立了以多轴飞行器为平台,建立了四旋翼飞行器的数学模型,设计了PID控制器和模糊PID控制器,在MATLAB环境下对控制模型进行了仿真,基于APM2.6飞控板搭建出了原型多轴飞行监测平台。(2)为获取灾害环境下的温度值和烟雾浓度,监测装置设置了传感器检测模块。在无明火的情况下,通过对温度值和烟雾浓度值的分析,判断暗火复燃的可能性。选用单片机ATMEGA2560搭建了灾害现场检测模块,编写信号检测模块子程序,在样机中调试运行。(3)为将传感器信号无线传输至地面站,设计了一套以nRF905无线射频芯片为核心的无线收发模块;设计了传感器信号显示模块;编写了各模块子程序并调试运行。(4)本文设计了火灾现场模拟实验,实验验证了监测飞行装置的有效性。通过对实验数据的分析,设定了暗火复燃时的温度值和烟雾浓度临界值,为预防次生灾害的发生提供了依据。在人为控制下,该系统能实现对火灾现场多个位置点的监测,通过对传输的画面,显示的温度值和烟雾浓度的分析,判定火灾救援的安全性和暗火复燃的可能性,从而有益于减小开阔区域火灾救援中生命财产的损失。