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摘 要:本文对物联网无人机应用关键技术进行了研究探讨,对其相关应用进行了详细的介绍,并分析了其安全性的问题,提出了比较好的观点,具有非常好的现实意义。
关键词:物联网;无人机;技术
1.前言
自从物联网的概念提出以来,就引起了我国多行业的广泛关注,其旨在通过将体域网以及卫星网络等等多种网络技术相融合,以达到万物皆连的一种形态。就目前来说,随着物联网应用的兴起,进一步推动包括云计算、大数据、人工智能等在内的其他物联网增值服务也得到了很好的发展,所以对于无人机来说,机载物联网装置可以更好实现对物联网用户数据的收集。
2.物联网无人机应用相关技术
为了适应物联网发展和为用户提供更好的服务,物联网无人机的应用十分关键,下文将探讨其应用的关键技术。
2.1 无人机防碰撞技术
对于本文研究的物联网无人机应用来说,其常常应用的场地是人群密集的地方,诸如城市上空,大型活动上空。所以其非常容易与动物以及人工建筑障碍物相碰撞,所以说研究其防碰撞技术非常关键[1]。为使其不发生碰撞,无人机一定要能探测障碍并具有避开障碍物的能力,这就需要无人机能够准确的定位以及跟踪其他所有无人机的位置,这样才能够确保不同的无人机之间能够保持一个相对安全的距离。这些方面我们可以采用光电传感器来解决问题,其体积小重量轻,非常适用于无人机装配。同时我们还要注意对其采集到的数据以及图片进行处理,以使得无人机能够准确避开这些障碍,但这就需要更多技术融合如多目标跟踪技术才能够做到,从而使无人机能够做出正确的动作以规避开障碍物。
2.2 无人机群智能技术
这项技术大多时候是应用于军事领域的,旨在实现以尽可能低的人工干预控制无人机群对不同目标完成不同的任务。此外,由于无人机群具有的高机动性,我们很难以传统的控制方法去控制无人机高效完成任务[2]。而无人机群智能技术则可以很好的解决相关问题,使得它们能够相互协同,高效地完成任务目标。具体一些的无人机群智能技术的情形有一下几个主要方面:首先是无人机群相互协作,共同搜寻,以实现在有限时间内对一定的区域内所有目标进行信息搜集;第二种是无人机群向目标区域某地点发射,共同协作配合,以实现在一定时间内对目标区域内的敌方进行信息搜寻,发现后进行集火摧毁[3]。
2.3 无人机群动态数据路由
无人机群构成的无人机自组织网络有其自身的特性,一方面是网络拓扑快速变幻、无人机节点由于能量问题而导致网络分割等等诸多问题。所以说,一旦网络拓扑发生变化,就可以通过存储-携带-转发的方式,使得数据包能够实现短时间的存储以及携带,一旦出现了最佳转发数据包的时机则迅速发出;但是出现了最佳转发时间难以确定的情况时,我们仍能采取依概率随机转发的方式。对一些配有高精度传感器比如配有GPS、北斗的无人机自组织网络,我们这时也可以采用地理信息辅助路由,这样可以节省成本。同时,无人机自组织网络也可以选择洪泛路由,这也是一个比较好的选择。在其协议中,无人机节点能够给多个中继节点发送同一数据包,然后由中继节点转发给相遇节点,以实现快速投递数据包至联网部分,其具有很好的投递率且具有很低的延时[4]。不过这个路由协议也有缺点,就是其要求要一定的缓存空间去携带和转发数据包,同时该路由协议的网络开销是非常高的,要有充足的资金才可以。最后,在无人机群中应用的路由协议不一定始终适用和有效,一定要随着相关的发展以及实际情况进行去进行动态性的调整,这样才能够保证其正常运行。
2.4 无人机航迹规划
无人机的航迹规划的目的是为保障无人机飞行的安全以及保证任务高效率的完成而规划出的一条最佳路线。无人机的航线规划需要综合多方面因素,诸如燃料航程,地形以及气候,还要考虑各种突发情况,需要进行全方位的考虑才能制定出一条最佳路线。而这时最好的是使用大数据的技术,搜索算法,再综合实际情况进行路线的规划。而对于具有十分优秀的自主控制能力的无人机群,其航线规划算法需要具备较高的实时性和自适应性,才能够较好的设计合适的路线。
2.5 无人机网络拓扑控制技术
随着现代科技信息的进步发展,无人机应用已经由控制单一无人机转向控制无人机群,并更加重视协同和物联网服务[5]。地面控制站对于无人机群网络拓扑的控制可以影响到无人机群的协调工作以及对物联网数据的收集处理等方面。下面是典型的无人机网络控制拓扑,各种不同的拓扑控制机制均存在进一步提高无人机群网络性能、自主控制能力等的空间,从而更加高效的利用无人机群资源,以实现物联网业务的高效、智能和自主化,使人們的生活更加便捷舒适。
3.物联网无人机应用安全和信息问题
随着物联网无人机应用的日益广泛和深入,随之而来的是人们的信息安全问题,同事无人机的应用安全隐私也将会是一个不能够回避的巨大问题。一方面来讲,无人机在物联网中的应用,其首要作用是传递数据以及服务客户,而这样一来,无人机的位置,航线,速度,方位等多方面的数据则会有泄露的风险,会有个人隐私泄露的隐患。所以说对于无人机的身份认证以及数据的安全加密是非常重要也是非常有必要的[6]。此外,无人机用于交通的时候,这时则要求无人机能做出高速的反应和决策,要求其具备针对不同应用和服务自身处理能力自动评估的能力,这样才能够保证相关人员的安全,以及保证无人机的安全。
结束语
目前针对物联网无人机应用关键技术仍有很多我们未能解决或是需要优化的问题。不仅仅是本文提到的防碰撞技术,拓扑控制技术,航迹规划等方面,还有许多本文未能详尽解释的地方需要进一步研究,而其前景广阔,发展前途非常远大,需要我们努力研究和发展,从而使得其得到长足的发展。
参考文献
[1]尹亮,邵晓红,郎海涛,祁欣,侯志灵.以工程实践为导向的电科创新实验室建设[J].教育教学论坛,2019,第33期
[2]赖斯捷.无人机“有人”啦!——长沙职教基地校企合作共育无人机应用人才[J].湖南教育,2019,第23期
[3]詹淑琳.无人机物流配送专利申请分析[J].科技经济导刊,2019,第21期
[4]殷咸顺.无人机在林业调查中的广泛应用[J].吉林农业,2019,第13期
[5]无人机在突发事件报道中的作用[J].传播力研究,2019,第9期
[6]刘禹彤.无人机新闻发展历程及应用现状研究[J].传媒,2019,第11期
关键词:物联网;无人机;技术
1.前言
自从物联网的概念提出以来,就引起了我国多行业的广泛关注,其旨在通过将体域网以及卫星网络等等多种网络技术相融合,以达到万物皆连的一种形态。就目前来说,随着物联网应用的兴起,进一步推动包括云计算、大数据、人工智能等在内的其他物联网增值服务也得到了很好的发展,所以对于无人机来说,机载物联网装置可以更好实现对物联网用户数据的收集。
2.物联网无人机应用相关技术
为了适应物联网发展和为用户提供更好的服务,物联网无人机的应用十分关键,下文将探讨其应用的关键技术。
2.1 无人机防碰撞技术
对于本文研究的物联网无人机应用来说,其常常应用的场地是人群密集的地方,诸如城市上空,大型活动上空。所以其非常容易与动物以及人工建筑障碍物相碰撞,所以说研究其防碰撞技术非常关键[1]。为使其不发生碰撞,无人机一定要能探测障碍并具有避开障碍物的能力,这就需要无人机能够准确的定位以及跟踪其他所有无人机的位置,这样才能够确保不同的无人机之间能够保持一个相对安全的距离。这些方面我们可以采用光电传感器来解决问题,其体积小重量轻,非常适用于无人机装配。同时我们还要注意对其采集到的数据以及图片进行处理,以使得无人机能够准确避开这些障碍,但这就需要更多技术融合如多目标跟踪技术才能够做到,从而使无人机能够做出正确的动作以规避开障碍物。
2.2 无人机群智能技术
这项技术大多时候是应用于军事领域的,旨在实现以尽可能低的人工干预控制无人机群对不同目标完成不同的任务。此外,由于无人机群具有的高机动性,我们很难以传统的控制方法去控制无人机高效完成任务[2]。而无人机群智能技术则可以很好的解决相关问题,使得它们能够相互协同,高效地完成任务目标。具体一些的无人机群智能技术的情形有一下几个主要方面:首先是无人机群相互协作,共同搜寻,以实现在有限时间内对一定的区域内所有目标进行信息搜集;第二种是无人机群向目标区域某地点发射,共同协作配合,以实现在一定时间内对目标区域内的敌方进行信息搜寻,发现后进行集火摧毁[3]。
2.3 无人机群动态数据路由
无人机群构成的无人机自组织网络有其自身的特性,一方面是网络拓扑快速变幻、无人机节点由于能量问题而导致网络分割等等诸多问题。所以说,一旦网络拓扑发生变化,就可以通过存储-携带-转发的方式,使得数据包能够实现短时间的存储以及携带,一旦出现了最佳转发数据包的时机则迅速发出;但是出现了最佳转发时间难以确定的情况时,我们仍能采取依概率随机转发的方式。对一些配有高精度传感器比如配有GPS、北斗的无人机自组织网络,我们这时也可以采用地理信息辅助路由,这样可以节省成本。同时,无人机自组织网络也可以选择洪泛路由,这也是一个比较好的选择。在其协议中,无人机节点能够给多个中继节点发送同一数据包,然后由中继节点转发给相遇节点,以实现快速投递数据包至联网部分,其具有很好的投递率且具有很低的延时[4]。不过这个路由协议也有缺点,就是其要求要一定的缓存空间去携带和转发数据包,同时该路由协议的网络开销是非常高的,要有充足的资金才可以。最后,在无人机群中应用的路由协议不一定始终适用和有效,一定要随着相关的发展以及实际情况进行去进行动态性的调整,这样才能够保证其正常运行。
2.4 无人机航迹规划
无人机的航迹规划的目的是为保障无人机飞行的安全以及保证任务高效率的完成而规划出的一条最佳路线。无人机的航线规划需要综合多方面因素,诸如燃料航程,地形以及气候,还要考虑各种突发情况,需要进行全方位的考虑才能制定出一条最佳路线。而这时最好的是使用大数据的技术,搜索算法,再综合实际情况进行路线的规划。而对于具有十分优秀的自主控制能力的无人机群,其航线规划算法需要具备较高的实时性和自适应性,才能够较好的设计合适的路线。
2.5 无人机网络拓扑控制技术
随着现代科技信息的进步发展,无人机应用已经由控制单一无人机转向控制无人机群,并更加重视协同和物联网服务[5]。地面控制站对于无人机群网络拓扑的控制可以影响到无人机群的协调工作以及对物联网数据的收集处理等方面。下面是典型的无人机网络控制拓扑,各种不同的拓扑控制机制均存在进一步提高无人机群网络性能、自主控制能力等的空间,从而更加高效的利用无人机群资源,以实现物联网业务的高效、智能和自主化,使人們的生活更加便捷舒适。
3.物联网无人机应用安全和信息问题
随着物联网无人机应用的日益广泛和深入,随之而来的是人们的信息安全问题,同事无人机的应用安全隐私也将会是一个不能够回避的巨大问题。一方面来讲,无人机在物联网中的应用,其首要作用是传递数据以及服务客户,而这样一来,无人机的位置,航线,速度,方位等多方面的数据则会有泄露的风险,会有个人隐私泄露的隐患。所以说对于无人机的身份认证以及数据的安全加密是非常重要也是非常有必要的[6]。此外,无人机用于交通的时候,这时则要求无人机能做出高速的反应和决策,要求其具备针对不同应用和服务自身处理能力自动评估的能力,这样才能够保证相关人员的安全,以及保证无人机的安全。
结束语
目前针对物联网无人机应用关键技术仍有很多我们未能解决或是需要优化的问题。不仅仅是本文提到的防碰撞技术,拓扑控制技术,航迹规划等方面,还有许多本文未能详尽解释的地方需要进一步研究,而其前景广阔,发展前途非常远大,需要我们努力研究和发展,从而使得其得到长足的发展。
参考文献
[1]尹亮,邵晓红,郎海涛,祁欣,侯志灵.以工程实践为导向的电科创新实验室建设[J].教育教学论坛,2019,第33期
[2]赖斯捷.无人机“有人”啦!——长沙职教基地校企合作共育无人机应用人才[J].湖南教育,2019,第23期
[3]詹淑琳.无人机物流配送专利申请分析[J].科技经济导刊,2019,第21期
[4]殷咸顺.无人机在林业调查中的广泛应用[J].吉林农业,2019,第13期
[5]无人机在突发事件报道中的作用[J].传播力研究,2019,第9期
[6]刘禹彤.无人机新闻发展历程及应用现状研究[J].传媒,2019,第11期