基于物联网的机场驱鸟系统的研制.docx

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基于物联网的机场驱鸟系统的研制

基于物联网的机场驱鸟系统的研制

目录

摘要.......................................................................................................................................................................I 

ABSTRACT.........................................................................................................................................................II 

第一章

绪论........................................................................................................................................................1 

1.1引言........................................................................................................................................................1 

1.2课题的来源和意义...............................................................................................................................1 

1.3国内外驱鸟和相关技术的研究现状和趋势........................................................................................2 

1.3.1国内外驱鸟的现状以及问题....................................................................................................2 

1.3.2国内外驱鸟的研究趋势............................................................................................................3 

1.4本文的主要研究内容和创新点...........................................................................................................3 

1.4.1本文的主要研究内容................................................................................................................4 

1.4.2本文的创新点............................................................................................................................4 

第二章智能化机场驱鸟系统的关键技术........................................................................................................5 

2.1物联网技术............................................................................................................................................5 

2.1.1物联网概述.................................................................................................................................5 

2.1.2物联网的产生与发展.................................................................................................................5 

2.1.3物联网的应用.............................................................................................................................5 

2.1.4物联网的关键技术.....................................................................................................................6 

2.2无线传感器网络技术...........................................................................................................................7 

2.2.1无线传感器网络概述................................................................................................................7 

2.2.2Zigbee网络.................................................................................................................................8 

2.2.3短波网络....................................................................................................................................8 

2.3嵌入式系统...........................................................................................................................................9 

2.3.1嵌入式系统概述........................................................................................................................9 

2.3.2嵌入式实时操作系统..............................................................................................................10 

2.3.3嵌入式微处理器介绍...............................................................................................................11 

2.3.4嵌入式系统开发......................................................................................................................12 

2.4调频技术.............................................................................................................................................13 

第三章系统整体网络设计..............................................................................................................................16 

3.1智能化驱鸟系统的总体构成..............................................................................................................16 

3.1.1智能化驱鸟系统的网络拓扑...................................................................................................17 

3.1.2智能化驱鸟系统网络节点模块介绍.......................................................................................18 

3.1.3智能化驱鸟系统网络节点改进设计.......................................................................................19 

3.2传感器信息采集节点改进设计.........................................................................................................21 

3.2.1传感器信息采集节点CPU介绍............................................................................................21 

3.2.2传感器信息采集节点整体架构...............................................................................................22 

3.2.3硬件外围电路设计...................................................................................................................23 

3.3传感器信息采集节点嵌入式软件开发..............................................................................................28 

3.3.1嵌入式开发环境的搭建...........................................................................................................29 

3.3.2程序的开发编译......................................................................................................................31 

第四章智能驱鸟机器人和智能诱导声驱炮..................................................................................................34 

4.1智能驱鸟机器人总体构成..................................................................................................................34 

4.2智能驱鸟机器人的硬件设计..............................................................................................................35 

4.2.1智能化驱鸟机器人电源电路设计...........................................................................................35  

4.2.2智能化驱鸟机器人通信下载电路设计...................................................................................36 

4.2.3智能化驱鸟机器人液晶显示驱动电路设计...........................................................................37 

4.2.4智能化驱鸟机器人SD卡驱鸟声音存储电路设计................................................................38 

4.2.5智能化驱鸟机器人音频解码放音电路设计...........................................................................39 

4.2.6智能化驱鸟机器人报警检测电路设计...................................................................................40 

4.3智能驱鸟机器人的软件设计..............................................................................................................40 

4.3.1智能化驱鸟机器人控制板整体程序架构...............................................................................41 

4.3.2智能化驱鸟机器人控制板通信解析程序...............................................................................42 

4.3.3智能化驱鸟机器人控制板液晶驱动程序...............................................................................43 

4.3.4智能化驱鸟机器人控制板SD卡读写程序............................................................................44 

4.4智能诱导声驱炮..................................................................................................................................45 

4.4.1智能诱导声驱炮整体架构.......................................................................................................46 

4.4.2智能诱导声驱炮实现...............................................................................................................47 

第五章总结与展望..........................................................................................................................................48 

5.1本文所做的工作..................................................................................................................................48 

5.2下一步要做的工作..............................................................................................................................48 

参考文献............................................................................................................................................................50 

已发表学术论文................................................................................................................................................52 

专利....................................................................................................................................................................52 

参加科研工程项目............................................................................................................................................52 

致谢....................................................................................................................................................................53  

I

基于物联网的机场驱鸟系统的研制

摘要

随着航空事业的快速发展，航空灾难带来的危害和损失越来越引起人们的注意。

航空

灾难中很大的比例是在飞机起飞和降落的时候发生的，而在这种类型的航空灾难中主要原

因是由于鸟撞飞机造成的，为避免鸟撞飞机事故的发生，机场驱鸟成为航空业的一个重要

任务，也成为一个世界性的难题。

本文所研究的驱鸟系统解决了机场驱鸟工作的盲目性，实现了机场驱鸟的高效性、规

范性，提高了机场驱鸟技术的自动化和智能化水平。

本文首先对该项目（济南空军后勤部

机场驱鸟系统）中的鸟情信息采集管理系统使用中出现的问题进行了分析，并提出了解决

方案，主要针对解决以下问题：

缺乏驱鸟联动设备，没有做到有效解除鸟情，无线传感器

网络缺乏稳定性，鸟情采集设备智能性不足，同时研制了联动驱鸟机器人和诱导式调频广

播声驱炮。

本文的主要工作有：

（1）研制了驱鸟联动设备主要包括智能化驱鸟机器人和诱导式联动声驱炮。

驱鸟联动设

备的驱鸟动作和机场鸟情直接相关，解决了机场驱鸟的盲目性。

（2）对一期项目中的机场无线驱鸟网络中的中继站、主站进行了改造设计，增加了报警

和保护装置，确保了无线驱鸟网络的稳定性，实现了网络工作状态的在线监管。

（3）对鸟情采集设备进行改造设计，增加操作系统对鸟情信息进行采集管理，更符合机

场驱鸟工作的需求。

（4）对机场无线网络、鸟情采集设备、联动驱鸟设备的网络规划和搭建，确保了所有设

备状态在线监控管理和异常报警。

综上，该系统中的各个设备均通过长期稳定测试，并达到了机场驱鸟工作的需要，通

过鸟情采集设备和无线驱鸟网络将机场鸟情信息上传到服务器监管平台，服务器监管平台

对鸟情信息解析处理后制定特定的驱鸟命令，通过无线驱鸟网络将驱鸟命令下发到联动驱

鸟设备，实现高效、准确、有针对性的驱鸟。

该系统已经在空军某部管辖的多个军用机场

安装使用，在驱鸟工作中稳定运行，起到了明显作用，取得了良好的效果，该系统中的驱

鸟联动设备得到了机场驱鸟工作人员的肯定和高度评价，同时得到了军区领导的一致好

评。

关键词：

鸟撞；联动驱鸟设备；鸟情采集设备；调频广播；

中图分类号：

TN92 

II 

DevelopofIntelligentDriveAwayBirdsforAirportSystemBasedon

InternetofThings

ABSTRACT

Withtherapiddevelopmentoftheaviationindustry,aviationdisastershaseversoundedthe

alarmtomankind,andthedamageandlosscausedbyaviationdisasterisdrawingpeople's

attentionmoreandmore.Alargeproportionofaircraftoccurredintakin