基于无线通信的机场智能驱鸟系统的研制

发布时间：2017-08-04 09:33

  本文关键词：基于无线通信的机场智能驱鸟系统的研制

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【摘要】：自世界上第一次鸟撞事故开始，鸟撞事故就成为航空业内的焦点。随着航空业的发展，鸟撞对航空安全的影响越来越大，逐渐成为造成航空灾难的重要因素。鸟撞事故的发生不仅造成了巨大的经济损失，而且严重威胁到飞行员的安全，目前鸟撞已经被认定为重大航空灾难之一。鉴于此，防范鸟撞、保障飞行安全成为国际航空界必须解决的科学难题。 随着信息技术、通信技术和传感器技术的发展，充分把机场鸟撞防范工作与科技手段相结合，提高机场鸟撞防范工作的智能性、有效性，降低机场鸟撞事故的发生，符合我国机场对鸟撞防范工作的需求。众所周知，机场鸟撞防范工作中的重点是鸟类的驱赶，采取有效的驱鸟手段提高驱鸟成功率，对鸟撞防范工作具有重要意义。 在机场驱鸟方面，目前常采用方法是以单体设备为主的随机性驱鸟。该种方式具有一定的效果，但随着时间的推移，该种方式也暴露出一些不足之处。驱鸟设备由于长时间安装在室外，容易受到恶劣环境的影响导致寿命降低；驱鸟设备多采用被动模式，必须通过工作人员的控制才能实现驱鸟；驱鸟方式多采用单体设备固定模式运行，鸟类会随着时间的推移产生适应性，效果下降；随机性驱鸟不能保证鸟类的飞行路线，有可能出现事与愿违的情况；驱鸟切入点仅从局部出发无法形成有效的全局控制，得不到最佳驱鸟效果。针对以上情况，并结合前期项目中积累的机场驱鸟经验，本文提出了一种基于无线通信的机场智能驱鸟系统，该系统包括驱鸟设备、驱鸟网络、驱鸟策略和驱鸟控制等，本文研究就是基于此而展开的。 本文的主要研究内容包括以下几个方面： (1)埋地式声驱炮的研制。本文总结了目前驱鸟设备的不足，结合嵌入式技术以及通信技术研制了新型的埋地式声驱炮，通过多种传感器的使用来提高驱鸟设备的稳定性和智能性，弥补了驱鸟设备上的不足。 (2)埋地式声驱炮阵的驱鸟策略研究。该策略通过区域覆盖和驱鸟算法两部分实现。区域覆盖是根据地理位置信息与驱鸟强度进行关联，利用不同的区域覆盖方法实现区域热点覆盖。驱鸟算法则是利用区域覆盖的特点通过定向驱鸟路径现实定向驱鸟。定向驱鸟策略很好的解决了随机驱鸟带来的潜在危机，同时该驱鸟策略结合鸟类心理学的诱导式概念和机器学习的特点，能够不断的提高驱鸟效率，防止鸟类产生适应性。 (3)系统网络搭建及网络协议研究。结合网络中继设备的寿命、网络安全性、信息安全、数据传输时效性等一系列因素对前期项目工程中采用的网络拓扑结构以及传输方式进行升级改进，扩大信号覆盖范围，，并对之前协议进一步加强，增添多重协议类型，保证整个网络能够在多种特殊情况下稳定运行，增强网络的健壮性。 (4)基于Android的移动控制平台的研发。利用界面友好、操作简单的android操作系统进行移动式控制终端的设计，移动终端集控制、查询和采集一体，形成多功能控制端。 综上所述，本文完成了基于无线通信的机场智能驱鸟系统的研制，经过严格的测试，系统达到到了项目的要求。目前该系统已经在多家空军机场及民用机场使用，系统工作正常并能利用声驱炮阵实现定向化驱鸟，具有一定的推广和使用价值。
【关键词】：鸟撞 驱鸟炮阵 驱鸟策略 双层网络 Android终端
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V351.3
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 相关研究现状10-11
• 1.2.1 国内外驱鸟研究现状10-11
• 1.2.2 国内外驱鸟技术的欠缺11
• 1.3 课题来源和意义11-12
• 1.4 论文研究内容及组织12-15
• 1.4.1 研究内容及创新点12-13
• 1.4.2 本文的组织结构13-15
• 第二章 系统组成及关键技术介绍15-21
• 2.1 项目基础15-16
• 2.2 系统组成16-17
• 2.3 系统关键技术介绍17-20
• 2.3.1 嵌入式系统18-19
• 2.3.2 无线通信技术19-20
• 2.3.3 Android 技术20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 诱导式定向埋地式声驱炮阵21-40
• 3.1 埋地式声驱炮的研制21-29
• 3.1.1 埋地式声驱炮原理21-23
• 3.1.2 声驱炮核心电路设计23-26
• 3.1.3 声驱炮程序设计26-29
• 3.2 埋地式声驱炮阵设计29-39
• 3.2.1 埋地式声驱炮阵部署29-34
• 3.2.2 埋地式声驱炮阵 X 轴驱鸟策略34-38
• 3.2.3 埋地式声驱炮阵 Y 轴驱鸟策略38-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第四章 系统分层网络设计40-56
• 4.1 分层网络结构设计40-47
• 4.1.1 电台网络设计41-45
• 4.1.2 Zigbee 网络设计45-47
• 4.2 通信协议设计47-53
• 4.2.1 下行协议48-52
• 4.2.2 上行协议52-53
• 4.3 网络的可靠性53-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 基于 Android 的控制平台设计56-63
• 5.1 移动控制平台设备的研制56-58
• 5.2 Android 应用程序的设计58-62
• 5.3 本章小结62-63
• 第六章 总结和展望63-65
• 6.1 全文总结63
• 6.2 未来工作展望63-65
• 参考文献65-68
• 攻读硕士学位期间的主要成果68-69
• 致谢69

【参考文献】

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本文编号：618872