無人機管理控制平臺數據庫設計

肖倩 李潔

摘要：可靠的數據庫是無人機管理控制平臺穩定運行的重要保證，根據無人機管理控制平臺的需求，以SQL Server 2012為開發平臺，進行平臺數據庫的設計，對各項數據進行管理，實現了無人機管理、視頻管理、航線管理、指令控制等功能。

關鍵詞：無人機；管理控制平臺；數據庫

隨著無人機的應用越來越廣泛，對無人機進行便捷高效的管理與控制變得越來越迫切，為此開發了這款無人機管理控制平臺。平臺需要處理大量的無人機信息以及實時存儲與調閱無人機的飛行數據，對數據的實時性、海量性、準確性有著很高的要求，因此，對數據庫的設計也提出了更高的要求。

1 無人機管控平臺需求分析

針對當前無人機的發展現狀，對無人機管控平臺提出了以下需求：1）平臺可以進行無機注冊，注冊完成后可以查看此無人機的信息；2）平臺可以查看無人機的實時視頻與回放視頻；3）平臺可以提供地圖服務，用戶可在地圖上畫點、畫線以實現無人機預設航線；然后可以上傳航線，無人機便按照此航線飛行；平臺還可以進行航線下載，將無人機飛控中預先存儲的航線下載下來進行查看；可以在地圖上實時查看無人機的飛行軌跡，姿態信息以及電池電壓、GPS狀態等信息，并實現航跡數據的存儲；4）平臺能夠給無人機發送起飛、降落、懸停、返航、巡航等控制指令。

2 無人機管控平臺總體功能

本無人機管控平臺具有無人機管理、視頻管理、航線管理、指令控制等主要功能模塊，如下圖所示，其中各個功能模塊又包含許多子功能模塊。

無人機管理控制平臺功能模塊圖

無人機管理包括無人機注冊及無人機信息查看。無人機注冊即在數據庫增加一條記錄，無人機信息查看則以表格的形式列出了無人機的詳細信息，可對每條記錄進行編輯、刪除，同時，可根據特定條件搜索無人機。

視頻管理包括實時視頻與回放視頻的查看。視頻的查看是通過硬盤錄像機實現的，硬盤錄像機也可進行注冊與信息查看，注冊即在數據庫插入一條記錄，信息查看時同樣可對每條信息進行編輯、刪除。

航線管理包括預設航線、上傳航線及下載航線。預設航線即在數據庫增加一條記錄，還可對航線進行修改；上傳、下載航線時會在上傳、下載航線記錄表中插入一條數據。無人機在飛行中，會實時收到航跡的信息然后存入到數據庫中。

指令控制即向無人機發送指令，當點擊相應指令后，就會將該指令信息插入到數據庫的指令信息表中，然后將這條指令發送給無人機。

3 無人機管控平臺數據庫設計

3.1 數據庫概念模型設計

概念數據模型是從用戶角度描述數據庫，反映現實環境，但與數據庫的實現無關[1]。概念模型設計的主要方法是使用實體聯系模型，即ER模型，其將現實世界抽象為實體及其聯系。通過對無人機管理控制平臺進行需求分析，對數據進行分類、組織、形成實體及實體的屬性，確定實體之間的聯系類型[2]，從而得到數據庫ER圖。

3.2 數據庫邏輯模型設計

邏輯結構設計通過將概念數據模型與某一具體數據庫管理系統DBMS相結合來實現，本無人機管控平臺數據庫的邏輯模型采用的是關系模型，根據由ER圖轉化為關系模型的規則可生成物理數據模型PDM。

無人機管理控制平臺數據庫主要由以下數據表組成：

用戶信息表：記錄用戶的信息，如用戶名稱、密碼、角色、狀態、所屬部門等；

用戶角色信息表：記錄所有的角色信息，包括管理員、普通用戶等角色，不同的角色具有不同的權限；

用戶狀態信息表：記錄用戶的狀態信息，1代表有效用戶，2代表無效用戶，3代表在線用戶；

部門信息表：記錄所有部門的信息，如部門名稱、標號等，每一個用戶以及無人機都是屬于部門的；

無人機信息表：記錄無人機的名稱、序號、位置、所屬部門、飛行狀態等信息；

飛行狀態表：記錄無人機的飛行狀態信息，包括關機、待機及飛行中；

硬盤錄像機信息表：記錄所有硬盤錄像機的名字、IP、用戶名、密碼、通道總數等信息，硬盤錄像機是用來實現視頻管理功能的；

航線信息表：記錄為無人機預設的航線的信息，包括航線名稱、航線號、航線數據、航線屬性、對應的無人機以及設置時間等；

下載航線記錄表：記錄下載的航線信息，如對應的無人機、航線號、航線數據、下載成功與否的標志等，0代表下載失敗，1代表下載成功；

上傳航線記錄表：記錄上傳的航線信息，如對應的無人機、航線號、航線名稱、航線數據、上傳成功與否的標志等，0代表上傳失敗，1代表上傳成功；

航跡信息表：記錄所有無人機飛過的航跡信息，如航跡對應的無人機、航跡開始時間、結束時間、航跡具體數據等，其中航跡具體數據包含飛行過程中的經緯度、高度、速度、電壓、GPS狀態等信息；

指令信息表：記錄要發送的指令數據、目的IP、端口、指令對應的無人機、發送時間、發送狀態等信息，其中發送狀態包括未發送、發送中以及發送成功；

地圖信息表：記錄不同地區所需的地圖的名稱、地圖服務的鏈接、地圖中心點、放大級別等信息。

4 總結

本文介紹了無人機管控平臺數據庫的設計，包括數據庫概念模型設計、邏輯模型設計，實現了平臺的無人機管理、視頻管理、航線管理、指令控制等主要功能，經過實際測試，本數據庫設計合理，穩定的實現了平臺的各項功能。

參考文獻：

[1]鐘平，續志軍.數據庫工程設計[J].光學精密工程，2000，（12）.

[2]吉祖勤，黃衛，石子石.高速公路養護管理系統數據庫的設計[J].東南大學學報：自然科學版，2001，（5）.