基于無人機(jī)的區(qū)域環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

趙紅星

摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，由數(shù)字化自動化控制的無人機(jī)技術(shù)廣泛用于人們的日常生活中，通過基于無人機(jī)的區(qū)域環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以對周圍環(huán)境做出系統(tǒng)化實時分析，因此被廣泛運用于環(huán)境勘察、農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展以交通信息管理行業(yè)。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);區(qū)域環(huán)境監(jiān)測;物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

引言：基于無人機(jī)的區(qū)域環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是利用無人機(jī)本身的傳感控制系統(tǒng)，以及無線射頻技術(shù)將周圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，利用計算機(jī)系統(tǒng)對所收集信息進(jìn)行分析，處理后傳入到云端物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，方便人們的工作管理，提高其工作效率，實現(xiàn)我國產(chǎn)業(yè)信息化建設(shè)的全面發(fā)展。

1無人機(jī)區(qū)域環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)勢

基于無人機(jī)的紅外監(jiān)控系統(tǒng)，傳感器以及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，可以將周圍環(huán)境的地理位置信息，周圍交通監(jiān)控信息，實現(xiàn)圖像式監(jiān)控，該監(jiān)控實現(xiàn)可以在一定時間和空間范圍內(nèi)全方面無死角實時監(jiān)控，在監(jiān)控系統(tǒng)中加入一定的人工智能手段，可以對實時發(fā)生的事件進(jìn)行自動化處理，當(dāng)系統(tǒng)識別出風(fēng)險時，可以做到自動監(jiān)控報警，自動處理，提高人員的工作效率和整個程序的應(yīng)答效率。該系統(tǒng)的建設(shè)需要在特點的空間內(nèi)布置相應(yīng)的監(jiān)控裝置，安裝結(jié)束后要對可視范圍進(jìn)行檢索，防止出現(xiàn)監(jiān)控死角，造成后期系統(tǒng)建設(shè)漏洞，同時做好相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳導(dǎo)工作，利用特點的加密傳輸信號，保證信號傳導(dǎo)的安全性和穩(wěn)定性，防止由于信號弱，信號干擾對無人機(jī)操控系統(tǒng)的影響。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)要從基礎(chǔ)建設(shè)和軟件開發(fā)等多方面入手，提高整個物聯(lián)網(wǎng)的可控性，適用性，并結(jié)合實地所需減少人工工作量，進(jìn)一步擴(kuò)大信息化技術(shù)對人們生產(chǎn)生活的優(yōu)勢。

2環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)整體設(shè)計

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)整體設(shè)計思想要根據(jù)其使用范圍，精密度需要高低進(jìn)行合理的規(guī)劃，從無人機(jī)裝置技術(shù)入手再到整個互聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)，形成組件化開發(fā)到整體的設(shè)計方針。首先無人機(jī)裝置設(shè)計上，根據(jù)使用類別的不同安裝對應(yīng)的傳感裝置。例如，用于安保系統(tǒng)的無人機(jī)裝置，需要搭載紅外傳感裝置以及夜視儀，能夠在夜晚環(huán)境中對人員信息進(jìn)行識別和判斷，防止由于光線陰暗等因素對視頻數(shù)據(jù)的影響，同時加入溫度傳感器可以實施檢測人體溫度，判斷人員的往來，并對區(qū)域內(nèi)的消防系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)支持，實現(xiàn)更加全面的安保系統(tǒng)一體化建設(shè)。用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的無人機(jī)環(huán)境監(jiān)控設(shè)備，需要搭載對應(yīng)的溫度、濕度以及光線傳感系統(tǒng)，無人機(jī)在對農(nóng)田進(jìn)行監(jiān)測時可以實時感知周圍天氣的變化，當(dāng)面臨極端天氣時實現(xiàn)自動預(yù)警與報警。另外，一些需要定期噴灑農(nóng)藥的農(nóng)田中，可以在無人機(jī)裝置內(nèi)搭載農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)，將農(nóng)藥霧化噴灑，使得農(nóng)作物更加容易吸收。通用無人機(jī)裝置中，需要注重其數(shù)據(jù)儲存模塊以及數(shù)據(jù)傳導(dǎo)模塊的組裝，提高整個數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，加入防干擾和信號增強(qiáng)裝置，可以更好的實現(xiàn)信號的接受與傳遞工作，無人機(jī)對地面做出的指示也能更好地應(yīng)答。飛行裝置設(shè)計上要注重于空氣動力學(xué)相結(jié)合，提高無人機(jī)的靈敏度和人工可操作范圍，其搭載的監(jiān)控系統(tǒng)最好呈現(xiàn)為射線型，保證視頻可視范圍呈現(xiàn)更大的廣角，更好地實現(xiàn)全面位監(jiān)測。

3系統(tǒng)硬件設(shè)計

無人機(jī)控制系統(tǒng)可以由無線信號進(jìn)行操控，對需要監(jiān)測的范圍進(jìn)行程序編寫，使得無人機(jī)可以在不用人工控制的情況下完成基本的工作單元，實現(xiàn)自動化起飛，自動化降落等工作?；诒倍窋?shù)字化技術(shù)的監(jiān)控硬件可以實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的三維視圖表現(xiàn)。利用三維視圖可以直觀的表現(xiàn)出整個區(qū)域的地理圖像，對整個環(huán)境的結(jié)構(gòu)組成以計算機(jī)建模的形式實現(xiàn)動態(tài)分析。三維視圖的直觀表現(xiàn)可以對地點和人員調(diào)配做出細(xì)致的規(guī)劃，同時運用一定的科學(xué)技術(shù)手段去規(guī)避可以存在的風(fēng)險。無人機(jī)飛行過程需要加入一定的避雷措施，防止因為自然災(zāi)害對整個機(jī)體的危害。雷雨天氣時，雷電會導(dǎo)致整個監(jiān)控設(shè)備出現(xiàn)高負(fù)載和磁暴現(xiàn)象情況出現(xiàn)，整個飛機(jī)設(shè)備的材料對雷電的承載能力有限，不但對設(shè)備造成極大的危害，而且易發(fā)生安全事故。避雷裝置的安裝，可以有效避免雷雨天氣的影響，在安裝前要做整個測量設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，選擇科學(xué)有效的安裝位置，同進(jìn)行相關(guān)的實驗工作，保障避雷裝置的有效性。

4物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)軟件開發(fā)

為了提高環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理的效率和分辨能力，大部分采用一定的云計算智能算法，通過深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以讓無人機(jī)面臨不同工作時進(jìn)入到深度學(xué)習(xí)狀態(tài)，分析可能存在的時間類型，做出智能化的判斷分析，由神經(jīng)AI系統(tǒng)控制，實現(xiàn)自動化管理自動化監(jiān)測。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，每一個代碼都代表著一個神經(jīng)元，軟件運行時，神經(jīng)元就會通過高速的神經(jīng)細(xì)胞傳導(dǎo)進(jìn)入中樞網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)牽一發(fā)而動全身的效果，提高了整個物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)過程的聯(lián)動性和快速應(yīng)答能力?，F(xiàn)在主流的物聯(lián)網(wǎng)主頁設(shè)計方式思想是分流治之，把復(fù)雜的頁面分成不同的部分，對整個監(jiān)控系統(tǒng)的搜索欄，提示框等部分進(jìn)行分類寫入，最后再拼接到一塊?？梢詫崿F(xiàn)分類使管理具有較強(qiáng)的維護(hù)性，如果某一部分的組件不需要的時候，這需要把對應(yīng)部分的代碼刪除，就可以清除這一個部分的內(nèi)容。其次可以實現(xiàn)不同組件的復(fù)用功能，在導(dǎo)航頁面和輪動頁面之間如果有相同的操作，就可以對同一代碼進(jìn)行復(fù)制，運用到不同領(lǐng)域當(dāng)中省去了很多重寫代碼的時間，提高了程序?qū)懭氲墓ぷ餍?。物?lián)網(wǎng)系統(tǒng)的開發(fā)需要實現(xiàn)從PC端到移動端的數(shù)據(jù)共通，可以使得人們的操作無人機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)時，不會因為終端原因造成數(shù)據(jù)遺失或是工作疏忽，利用云端網(wǎng)路將無人機(jī)系統(tǒng)與安卓手機(jī)端系統(tǒng)進(jìn)行判定，極大的方便了監(jiān)測管理效率。

結(jié)束語：基于無人機(jī)區(qū)域環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)被用于大多領(lǐng)域，其開發(fā)上要從自身硬件做起，根據(jù)實際需要在無人機(jī)中加入對應(yīng)的傳感器和控制系統(tǒng)，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)上注重深度學(xué)習(xí)和人工智能開發(fā)領(lǐng)域的探索，保證數(shù)據(jù)傳導(dǎo)的安全性和高效性。進(jìn)一步擴(kuò)大無人可視范圍，以及人工操作的精密，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)無死角監(jiān)測，從監(jiān)測精密和監(jiān)測數(shù)據(jù)處理上入手，做好我國數(shù)字信息化基礎(chǔ)建設(shè)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛希寧.基于四旋翼無人機(jī)的區(qū)域環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2021，11（04）：25-26+30.

[2]姚正明， 自然保護(hù)區(qū)生態(tài)監(jiān)測及管理一體化應(yīng)用平臺. 貴州省，貴州茂蘭國家級自然保護(hù)區(qū)管理局，2019-03-01.

[3]吳昊，徐文梅.基于小型固定翼移動平臺的區(qū)域大氣環(huán)境參數(shù)采集系統(tǒng)設(shè)計[J].電子測試，2018（04）：7-8.

[4]丁磊，方挺.基于多旋翼無人機(jī)編隊的區(qū)域環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)[J].濱州學(xué)院學(xué)報，2016，32（06）：16-20.

（湖南省衡陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，湖南 衡陽421000）