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标题

基于移动物联网技术的微型无人机监控方法

范文

魏星　陈欣

摘要：随着微小型无人机在生产生活中的大量应用，无人机的有效监管需求日益迫切。本文提出了一种微型无人机监控方法，使得微型无人机的飞行过程能够有效记录，处于通用移动物联网管理平台的监控下，解决了目前多厂商多型号微型无人机监管的问题，有利于规范无人机的使用。

关键词：微小型无人机;移动物联网平台

1 概述

微型无人机特指起飞重量小于7KG，飞行高度小于120米的无人机。近年来微型无人机的发展非常迅速，广泛应用于航拍测绘等领域。随着微型无人机在工作和生活中的大量应用，微型无人机的监管日益迫切。尤其是微型无人机数量多、体积小、自主性强、生产厂家缺乏统一的监控标准。目前主要依赖无人机机主的自觉报备进行监管，监管能力弱，存在较大安全隐患。

微型無人机一般飞行高度在120米以下，监控重点一般是城市密集区域，而城市的密集区域为了保障高层建筑的移动通信质量，一般增强了对空移动信号覆盖。如何有效利用100米左右的移动4G信号资源，作为微型无人机的通信和定位资源具有较大价值。由于现有的微型无人机一般没有设计专用的移动通信模块，采用通用的外置式无人机标识装置能够弥补这个缺陷。我们通过研究和实验证明这个范围内移动网络信号已经基本覆盖，通过机载的物联网设备能够利用4G信号进行联网，配合相关应用能够实现物联网平台自动注册和飞行轨迹通报，能够有效提高监管能力。随着5G商用的逐步展开，微型无人机将大量使用5G网络，除了能够提高视频信号的传输能力外，也为基于物联网的监管提供了更好的方法，但是现阶段的监控手段仍然以外置式无人机标识装置为主。

大量微型无人机的飞行位置信息需要规范化的管理，实时处理位置信息代价太大，采用无人机位置自动定时通报到物联网云平台，监管应用系统基于物联网云平台展开事后大数据分析模式能够有效提高效率。将直接连接的飞行与监控问题，转换为飞行+登记+记录+事后分析监控模式。随着物联网云平台的逐步普及应用，基于云平台数据的分析服务日益增多，尤其是云平台能够有效保障大数据的安全，并基于飞行数据进行深入研究和应用，能够有效提高监管的质量，减少监管平台的建设费用。

微型无人机在执行具体应用过程前，先安装便携式无人机标识装置;启动无人机标识装置，自动周期向公共物联网云平台通报位置信息;飞行结束后关闭无人机标识装置;无人机监控应用系统定期采集使用公共物联网云平台数据，生成区域无人机飞行情况报表，针对异常情况与无人机机主进行告知;其中无人机标识装置适合任何厂商任何机型的无人机;无人机运行位置信息自动存放在公共物联网云平台，支持多做方法与无人机监控应用系统使用;从而使本方法可以支持多厂商多型号飞机，包括自己组装的微型无人机;解决了目前微型无人机监管过程多种异构飞机监控问题，有利于规范无人机的使用。

便携式无人机标识装置完成采用移动网络信号，与公共物联网云平台（如OneNet平台）通报位置信息，提供无人机的飞行高度与经纬度信息。由于公共物联网云平台能够有效保存数据，便于进行离线的飞行大数据分析服务，为后续的飞行监管提供有效的数据支持。便携式无人机标识装置可以利用带SIM卡的Micro：Bit平台实现，该硬件平台重量轻、体积小，对无人机的飞行影响小。

基于上述设计，进行了相关技术原型的验证。采用基于PIX4的无人机进行实际飞行，便携式无人机标识装置在物联网云平台OneNet上生成数据如下图所示。

2 小结

本文提出并验证了一种不依赖于特定厂家和特定飞控平台的松耦合微型无人机监控方法，通过实际验证能够有效实现对无人机飞行区域的监控，开放平台数据有利于进行后续的大数据分析，为微型无人机监管提供了有效的技术支持。

参考文献：

[1]轻小型民用无人机系统运行暂行规定.中国民用航空局飞行标准司，2016.

[2]李雯.无人机入“两会”议案浅析安防企业反无人机技术的发展[J].中国安防，2017（05）.

[3]李洪兴.欧洲的无人机研发取得实际成果[J].现代军事，2017（08）.

[4]李琳.SIM卡在物联网环境下应用的新思考[J].电信技术，2010.

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