基于Android系统和高德LBS服务的互联网+无人机位置报告系统设计

作者:未知

  摘要:本项目“互联网+无人机位置报告与监视系统开发”,针对无人机可飞行区域监控问题,设计基于“互联网+”技术的卫星定位无人机位置报告与监视系统。建设机载硬件系统,使用Java程序设计语言、Android系统框架、高德LBS服务开放平台提供的位置云服务与API设计Android应用程序。为空管部门提供超低空可飞行区域运行的轻小型民用无人机位置信息监视方案和系统,确保民用航空的运行安全。无人机驾驶员/空管部门皆可利用搭载Android系统的智能设备即可实现无人机位置报告/监视,无需地面监视站或雷达设施,降低成本,实现监视信息网络化,轻巧实用。
  关键词:Android系统;高德LBS服务;无人机监视;互联网+
  中图分类号:TP311.52 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2020)09-0101-02
  0 引言
  进入新世纪后,民用无人机呈现井喷式发展,同时带来了无人机监管问题。对于轻小型民用无人机,传统的雷达或ADS-B监视系统成本过高,需要地面建站,无人机可飞行区域覆盖不完整,实际效果可能差强人意。将“互联网+”技术与无人机飞行相结合,将有效提高无人机监视能力,规范无人机监管机制。
  1 相关技术
  1.1 Android系统
  Android系统是由Google公司开发的,基于Linux的自由、免费开源的移动平台操作系统[1]。
  Android系统架构自顶向下分为应用层、应用框架层、系统运行库层、Linux内核层,提供活动、服务、广播接收器、内容提供程序四大组件以及丰富的系统空间和SQLite数据库供开发者开发出功能丰富的应用程序[2]。
  1.2 高德LBS服务
  高德开放平台是国内技术领先的LBS服务提供商,高德地图API/SDK是一套为开发者提供的地图应用程序接口,提供了定位、地图、导航、地理围栏、位置搜索、周边检索、地理编码及逆地理编码、实时路况、轨迹管理服务等丰富功能。开发者通过调用开发包或接口即可实现以上功能。使得LBS应用的开发过程更加容易[3]。
  2 无人机位置报告系统的设计与实现
  2.1 系统组成
  系统由机载端、监控端和云服务平台三大部分组成。
  (1)机载端:机载端硬件系统包含GPS/北斗模块、GSM移动网络模块、天线和电源。搭载Android嵌入式智能操作系统,安装并运行机载端位置报告应用。
  (2)监控端:监控端选用Android智能设备,安装并运行监控端应用。
  (3)云服务平台:由阿里云服务(高德开放平台)提供云数据与计算服务,包括地图数据、逆地理编码服务、猎鹰轨迹管理服务等。
  2.2 系统总体架构与工作原理
  互联网+无人机位置报告系统采用C/S(Client/Server客户端/服务器)架构模式,系统总体架构如图1所示。
  机载端作为客户端,以GPS/北斗模块(全球定位系统模块)接受卫星信号并计算卫星定位的位置信息,调用高德定位API,通过阿里云服务(高德开放平台)提供的云计算服务进行地理/逆地理编码,获取完善定位结果,并可脱机实现地理围栏功能。通过GSM模块(全球移动通信系统)的4G移动通信网络将飞行轨迹上传至阿里云服务(高德开放平台)提供的猎鹰轨迹管理服务器中储存[4]。通过对地理围栏状态的监听,可同时额外直连相关单位监控端服务器以JSON格式实时上传飞行数据并监听可能收到的指令。
  监控端调用高德地图API获取地图数据并绘制显示,保持待命等待可能的机载端连接请求。机载端连入后,实时接收机载端传入的飞行数据,在地图上动态绘制无人机位置及显示航行诸元并可向其发送指令。此外,监控端可随时根据需求选择不同方式(如根据终端号或空间检索)向猎鹰轨迹管理服务查询任意时段的轨迹数据。监控端在获取地图数据及向猎鹰轨迹管理服务器查询时作为其客户端,同时作为机载端可连入的服务器,具有双重性质。
  3 结语
  当前“互联网+”技术已与现代航空信息技术、交通信息技术紧密相连。本文基于Android系统和高德开放平台提供的LBS服务设计互联网+无人机位置报告系统,以轻量化、网络信息化、成本低廉的方式应对轻小型无人机监控问题[5]。空管部门及执法单位可随时根据不同需求以多种方式查询轨迹信息,并实时监控机场周边、保护区/限制区。这种数字化、网络信息化的模式也将一定程度上方便对无人機的监控。
  参考文献
  [1] 郭霖.第一行代码——Android[M].北京:人民邮电出版社,2016.
  [2] Google.开发者指南[Z].2020.https://developer.android.google.cn/guide.
  [3] 高德开放平台.开发文档[Z].2018.https://lbs.amap.com/.
  [4] 童宇轩,田泽安,邓辉球.基于Android的大学物理移动学习平台设计及应用研究[J].大学物理,2019,39(04):48-52+72.
  [5] 郑晓真,陈章斌.基于Android移动平台的校园微地图导览系统设计——以福外校园为例[J].计算机产品与流通,2020(03):172-173.
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