基于移動物聯網技術的微型無人機監控方法

魏星　陳欣

摘 要：隨著微小型無人機在生產生活中的大量應用，無人機的有效監管需求日益迫切。本文提出了一種微型無人機監控方法，使得微型無人機的飛行過程能夠有效記錄，處于通用移動物聯網管理平臺的監控下，解決了目前多廠商多型號微型無人機監管的問題，有利于規范無人機的使用。

關鍵詞：微小型無人機;移動物聯網平臺

1 概述

微型無人機特指起飛重量小于7KG，飛行高度小于120米的無人機。近年來微型無人機的發展非常迅速，廣泛應用于航拍測繪等領域。隨著微型無人機在工作和生活中的大量應用，微型無人機的監管日益迫切。尤其是微型無人機數量多、體積小、自主性強、生產廠家缺乏統一的監控標準。目前主要依賴無人機機主的自覺報備進行監管，監管能力弱，存在較大安全隱患。

微型無人機一般飛行高度在120米以下，監控重點一般是城市密集區域，而城市的密集區域為了保障高層建筑的移動通信質量，一般增強了對空移動信號覆蓋。如何有效利用100米左右的移動4G信號資源，作為微型無人機的通信和定位資源具有較大價值。由于現有的微型無人機一般沒有設計專用的移動通信模塊，采用通用的外置式無人機標識裝置能夠彌補這個缺陷。我們通過研究和實驗證明這個范圍內移動網絡信號已經基本覆蓋，通過機載的物聯網設備能夠利用4G信號進行聯網，配合相關應用能夠實現物聯網平臺自動注冊和飛行軌跡通報，能夠有效提高監管能力。隨著5G商用的逐步展開，微型無人機將大量使用5G網絡，除了能夠提高視頻信號的傳輸能力外，也為基于物聯網的監管提供了更好的方法，但是現階段的監控手段仍然以外置式無人機標識裝置為主。

大量微型無人機的飛行位置信息需要規范化的管理，實時處理位置信息代價太大，采用無人機位置自動定時通報到物聯網云平臺，監管應用系統基于物聯網云平臺展開事后大數據分析模式能夠有效提高效率。將直接連接的飛行與監控問題，轉換為飛行+登記+記錄+事后分析監控模式。隨著物聯網云平臺的逐步普及應用，基于云平臺數據的分析服務日益增多，尤其是云平臺能夠有效保障大數據的安全，并基于飛行數據進行深入研究和應用，能夠有效提高監管的質量，減少監管平臺的建設費用。

微型無人機在執行具體應用過程前，先安裝便攜式無人機標識裝置;啟動無人機標識裝置，自動周期向公共物聯網云平臺通報位置信息;飛行結束后關閉無人機標識裝置;無人機監控應用系統定期采集使用公共物聯網云平臺數據，生成區域無人機飛行情況報表，針對異常情況與無人機機主進行告知;其中無人機標識裝置適合任何廠商任何機型的無人機;無人機運行位置信息自動存放在公共物聯網云平臺，支持多做方法與無人機監控應用系統使用;從而使本方法可以支持多廠商多型號飛機，包括自己組裝的微型無人機;解決了目前微型無人機監管過程多種異構飛機監控問題，有利于規范無人機的使用。

便攜式無人機標識裝置完成采用移動網絡信號，與公共物聯網云平臺（如OneNet平臺）通報位置信息，提供無人機的飛行高度與經緯度信息。由于公共物聯網云平臺能夠有效保存數據，便于進行離線的飛行大數據分析服務，為后續的飛行監管提供有效的數據支持。便攜式無人機標識裝置可以利用帶SIM卡的Micro：Bit平臺實現，該硬件平臺重量輕、體積小，對無人機的飛行影響小。

基于上述設計，進行了相關技術原型的驗證。采用基于PIX4的無人機進行實際飛行，便攜式無人機標識裝置在物聯網云平臺OneNet上生成數據如下圖所示。

2 小結

本文提出并驗證了一種不依賴于特定廠家和特定飛控平臺的松耦合微型無人機監控方法，通過實際驗證能夠有效實現對無人機飛行區域的監控，開放平臺數據有利于進行后續的大數據分析，為微型無人機監管提供了有效的技術支持。

參考文獻：

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