基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃男盹w行器在森林防火中的應(yīng)用研究.pdf

1、森林是自然界中非常重要的生態(tài)系統(tǒng)，是生態(tài)鏈中不可缺少的環(huán)節(jié)，一旦森林生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，地球上賴以生存的環(huán)境將不復(fù)存在，因此保護(hù)好現(xiàn)有的森林資源對(duì)人類的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。而對(duì)森林資源危害最大的就是森林火災(zāi)，一次特大森林火災(zāi)甚至?xí)⒄麄€(gè)區(qū)域的樹木燒為灰燼，對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)造成巨大的損失。目前各個(gè)國(guó)家都努力發(fā)展森林防火技術(shù)，增加防火措施來保護(hù)森林資源。為了有效的降低森林大火造成的損失，世界各發(fā)達(dá)國(guó)家在此方面做出了許多努力。目前國(guó)內(nèi)外常用的防火方

2、法有林火預(yù)測(cè)、紅外線感應(yīng)監(jiān)測(cè)、激光監(jiān)測(cè)、雷達(dá)監(jiān)測(cè)、高空衛(wèi)星圖像監(jiān)測(cè)、飛機(jī)巡航滅火甚至人工降雨等，多種防火技術(shù)的使用有效的減少了森林火災(zāi)的發(fā)生。
　　在各種森林防火技術(shù)中使用飛機(jī)在空中進(jìn)行巡邏監(jiān)測(cè)的方式最為迅速且效果較好，但是由于飛機(jī)運(yùn)行成本較高，對(duì)于小型林區(qū)使用飛機(jī)巡邏無法負(fù)擔(dān)成本，因此本文設(shè)計(jì)制作一架與森林巡邏飛機(jī)具有相同功能的小型四旋翼無人機(jī)來完成林區(qū)防火巡邏的任務(wù)，四旋翼無人機(jī)具有制作簡(jiǎn)單易于操控并且制造成本低的特點(diǎn)，對(duì)于小

3、型林區(qū)而言既不用負(fù)擔(dān)高成本又擁有飛機(jī)巡邏的機(jī)動(dòng)性。
　　本文設(shè)計(jì)的基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃男盹w行器可以在林區(qū)巡檢的同時(shí)將視頻圖像通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸回來，并且可以實(shí)現(xiàn)無人自主駕駛，替代了人工巡山防火，極大程度上減輕了人力和物力的投入。
　　文章中首先介紹了森林防火系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，根據(jù)森林防火的需要分析了無人機(jī)森林防火系統(tǒng)在執(zhí)行工作時(shí)需要具備的功能，根據(jù)功能的需求制定了整個(gè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)和框架結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的工作流程和實(shí)現(xiàn)方式。
　　

4、然后分三個(gè)子系統(tǒng)來介紹整個(gè)防火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制作，第一部分為四旋翼飛行器的設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了以STM32F103為控制核心的四旋翼無人機(jī)的整個(gè)制作過程，對(duì)無人機(jī)的硬件基礎(chǔ)做了介紹，各部分器件在整個(gè)飛行器中的作用和工作方式，并說明了飛行器的軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。第二部分是網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的設(shè)計(jì)，這部分主要介紹了網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像部分的實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)傳輸擔(dān)負(fù)著整個(gè)系統(tǒng)的信息交互紐帶的作用，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊采用S3C2440作為控制核心，嵌入LINUX系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)攝像頭和3

5、G網(wǎng)卡進(jìn)行工作，可以與后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行信息的交互。最后一部分是森林火災(zāi)圖像分析，這部分的主要工作是對(duì)后臺(tái)接收的到圖像進(jìn)行煙霧識(shí)別，先是介紹了目前煙霧識(shí)別的算法，然后著重描述本文中基于灰度圖進(jìn)行煙霧識(shí)別的實(shí)現(xiàn)，并通過實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證了算法的可靠性。
　　本文將目前比較熱門的四旋翼無人飛行器與快速發(fā)展無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)結(jié)合起來，結(jié)合兩者的優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)的基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃男盹w行器可以很好的解決小型林區(qū)的防火監(jiān)測(cè)問題，并在火災(zāi)監(jiān)測(cè)的同時(shí)采用煙霧識(shí)別的