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，因此保護好現(xiàn)有的森林資源對人類的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。而對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€區(qū)域的樹木燒為灰燼，對環(huán)境和經(jīng)濟造成巨大的損失。目前各個國家都努力發(fā)展森林防火技術(shù)，增加防火措施來保護森林資源。為了有效的降低森林大火造成的損失，世界各發(fā)達國家在此方面做出了許多努力。目前國內(nèi)外常用的防火方

2、法有林火預(yù)測、紅外線感應(yīng)監(jiān)測、激光監(jiān)測、雷達監(jiān)測、高空衛(wèi)星圖像監(jiān)測、飛機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)中使用飛機在空中進行巡邏監(jiān)測的方式最為迅速且效果較好，但是由于飛機運行成本較高，對于小型林區(qū)使用飛機巡邏無法負擔成本，因此本文設(shè)計制作一架與森林巡邏飛機具有相同功能的小型四旋翼無人機來完成林區(qū)防火巡邏的任務(wù)，四旋翼無人機具有制作簡單易于操控并且制造成本低的特點，對于小

3、型林區(qū)而言既不用負擔高成本又擁有飛機巡邏的機動性。
　　本文設(shè)計的基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃男盹w行器可以在林區(qū)巡檢的同時將視頻圖像通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸回來，并且可以實現(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，根據(jù)森林防火的需要分析了無人機森林防火系統(tǒng)在執(zhí)行工作時需要具備的功能，根據(jù)功能的需求制定了整個系統(tǒng)的總體設(shè)計和框架結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的工作流程和實現(xiàn)方式。
　　

4、然后分三個子系統(tǒng)來介紹整個防火系統(tǒng)的設(shè)計制作，第一部分為四旋翼飛行器的設(shè)計，詳細介紹了以STM32F103為控制核心的四旋翼無人機的整個制作過程，對無人機的硬件基礎(chǔ)做了介紹，各部分器件在整個飛行器中的作用和工作方式，并說明了飛行器的軟件設(shè)計和實現(xiàn)。第二部分是網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的設(shè)計，這部分主要介紹了網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像部分的實現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)傳輸擔負著整個系統(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)動攝像頭和3

5、G網(wǎng)卡進行工作，可以與后臺服務(wù)器進行信息的交互。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后臺接收的到圖像進行煙霧識別，先是介紹了目前煙霧識別的算法，然后著重描述本文中基于灰度圖進行煙霧識別的實現(xiàn)，并通過實驗分析驗證了算法的可靠性。
　　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)勢設(shè)計的基于網(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)測問題，并在火災(zāi)監(jiān)測的同時采用煙霧識別的