無(wú)人機(jī)管理控制平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

肖倩 李潔

摘 要：可靠的數(shù)據(jù)庫(kù)是無(wú)人機(jī)管理控制平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證，根據(jù)無(wú)人機(jī)管理控制平臺(tái)的需求，以SQLServer2012為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，進(jìn)行平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)管理、視頻管理、航線管理、指令控制等功能。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；管理控制平臺(tái)；數(shù)據(jù)庫(kù)

隨著無(wú)人機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行便捷高效的管理與控制變得越來(lái)越迫切，為此開(kāi)發(fā)了這款無(wú)人機(jī)管理控制平臺(tái)。平臺(tái)需要處理大量的無(wú)人機(jī)信息以及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)與調(diào)閱無(wú)人機(jī)的飛行數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、海量性、準(zhǔn)確性有著很高的要求，因此，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。

1 無(wú)人機(jī)管控平臺(tái)需求分析

針對(duì)當(dāng)前無(wú)人機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)無(wú)人機(jī)管控平臺(tái)提出了以下需求：1）平臺(tái)可以進(jìn)行無(wú)機(jī)注冊(cè)，注冊(cè)完成后可以查看此無(wú)人機(jī)的信息；2）平臺(tái)可以查看無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)視頻與回放視頻；3）平臺(tái)可以提供地圖服務(wù)，用戶可在地圖上畫(huà)點(diǎn)、畫(huà)線以實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)預(yù)設(shè)航線；然后可以上傳航線，無(wú)人機(jī)便按照此航線飛行；平臺(tái)還可以進(jìn)行航線下載，將無(wú)人機(jī)飛控中預(yù)先存儲(chǔ)的航線下載下來(lái)進(jìn)行查看；可以在地圖上實(shí)時(shí)查看無(wú)人機(jī)的飛行軌跡，姿態(tài)信息以及電池電壓、GPS狀態(tài)等信息，并實(shí)現(xiàn)航跡數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；4）平臺(tái)能夠給無(wú)人機(jī)發(fā)送起飛、降落、懸停、返航、巡航等控制指令。

2 無(wú)人機(jī)管控平臺(tái)總體功能

本無(wú)人機(jī)管控平臺(tái)具有無(wú)人機(jī)管理、視頻管理、航線管理、指令控制等主要功能模塊，如下圖所示，其中各個(gè)功能模塊又包含許多子功能模塊。

無(wú)人機(jī)管理包括無(wú)人機(jī)注冊(cè)及無(wú)人機(jī)信息查看。無(wú)人機(jī)注冊(cè)即在數(shù)據(jù)庫(kù)增加一條記錄，無(wú)人機(jī)信息查看則以表格的形式列出了無(wú)人機(jī)的詳細(xì)信息，可對(duì)每條記錄進(jìn)行編輯、刪除，同時(shí)，可根據(jù)特定條件搜索無(wú)人機(jī)。

視頻管理包括實(shí)時(shí)視頻與回放視頻的查看。視頻的查看是通過(guò)硬盤(pán)錄像機(jī)實(shí)現(xiàn)的，硬盤(pán)錄像機(jī)也可進(jìn)行注冊(cè)與信息查看，注冊(cè)即在數(shù)據(jù)庫(kù)插入一條記錄，信息查看時(shí)同樣可對(duì)每條信息進(jìn)行編輯、刪除。

航線管理包括預(yù)設(shè)航線、上傳航線及下載航線。預(yù)設(shè)航線即在數(shù)據(jù)庫(kù)增加一條記錄，還可對(duì)航線進(jìn)行修改；上傳、下載航線時(shí)會(huì)在上傳、下載航線記錄表中插入一條數(shù)據(jù)。無(wú)人機(jī)在飛行中，會(huì)實(shí)時(shí)收到航跡的信息然后存入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

指令控制即向無(wú)人機(jī)發(fā)送指令，當(dāng)點(diǎn)擊相應(yīng)指令后，就會(huì)將該指令信息插入到數(shù)據(jù)庫(kù)的指令信息表中，然后將這條指令發(fā)送給無(wú)人機(jī)。

3 無(wú)人機(jī)管控平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型設(shè)計(jì)

概念數(shù)據(jù)模型是從用戶角度描述數(shù)據(jù)庫(kù)，反映現(xiàn)實(shí)環(huán)境，但與數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)[1]。概念模型設(shè)計(jì)的主要方法是使用實(shí)體聯(lián)系模型，即E-R模型，其將現(xiàn)實(shí)世界抽象為實(shí)體及其聯(lián)系。通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)管理控制平臺(tái)進(jìn)行需求分析，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織、形成實(shí)體及實(shí)體的屬性，確定實(shí)體之間的聯(lián)系類型[2]，從而得到數(shù)據(jù)庫(kù)E-R圖。

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模型設(shè)計(jì)

邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通過(guò)將概念數(shù)據(jù)模型與某一具體數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，本無(wú)人機(jī)管控平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯模型采用的是關(guān)系模型，根據(jù)由E-R圖轉(zhuǎn)化為關(guān)系模型的規(guī)則可生成物理數(shù)據(jù)模型PDM。

無(wú)人機(jī)管理控制平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)主要由以下數(shù)據(jù)表組成：

用戶信息表：記錄用戶的信息，如用戶名稱、密碼、角色、狀態(tài)、所屬部門(mén)等；

用戶角色信息表：記錄所有的角色信息，包括管理員、普通用戶等角色，不同的角色具有不同的權(quán)限；

用戶狀態(tài)信息表：記錄用戶的狀態(tài)信息，1代表有效用戶，2代表無(wú)效用戶，3代表在線用戶；

部門(mén)信息表：記錄所有部門(mén)的信息，如部門(mén)名稱、標(biāo)號(hào)等，每一個(gè)用戶以及無(wú)人機(jī)都是屬于部門(mén)的；

無(wú)人機(jī)信息表：記錄無(wú)人機(jī)的名稱、序號(hào)、位置、所屬部門(mén)、飛行狀態(tài)等信息；

飛行狀態(tài)表：記錄無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)信息，包括關(guān)機(jī)、待機(jī)及飛行中；

硬盤(pán)錄像機(jī)信息表：記錄所有硬盤(pán)錄像機(jī)的名字、IP、用戶名、密碼、通道總數(shù)等信息，硬盤(pán)錄像機(jī)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)視頻管理功能的；

航線信息表：記錄為無(wú)人機(jī)預(yù)設(shè)的航線的信息，包括航線名稱、航線號(hào)、航線數(shù)據(jù)、航線屬性、對(duì)應(yīng)的無(wú)人機(jī)以及設(shè)置時(shí)間等；

下載航線記錄表：記錄下載的航線信息，如對(duì)應(yīng)的無(wú)人機(jī)、航線號(hào)、航線數(shù)據(jù)、下載成功與否的標(biāo)志等，0代表下載失敗，1代表下載成功；

上傳航線記錄表：記錄上傳的航線信息，如對(duì)應(yīng)的無(wú)人機(jī)、航線號(hào)、航線名稱、航線數(shù)據(jù)、上傳成功與否的標(biāo)志等，0代表上傳失敗，1代表上傳成功；

航跡信息表：記錄所有無(wú)人機(jī)飛過(guò)的航跡信息，如航跡對(duì)應(yīng)的無(wú)人機(jī)、航跡開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、航跡具體數(shù)據(jù)等，其中航跡具體數(shù)據(jù)包含飛行過(guò)程中的經(jīng)緯度、高度、速度、電壓、GPS狀態(tài)等信息；

指令信息表：記錄要發(fā)送的指令數(shù)據(jù)、目的IP、端口、指令對(duì)應(yīng)的無(wú)人機(jī)、發(fā)送時(shí)間、發(fā)送狀態(tài)等信息，其中發(fā)送狀態(tài)包括未發(fā)送、發(fā)送中以及發(fā)送成功；

地圖信息表：記錄不同地區(qū)所需的地圖的名稱、地圖服務(wù)的鏈接、地圖中心點(diǎn)、放大級(jí)別等信息。

4 總結(jié)

本文介紹了無(wú)人機(jī)管控平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型設(shè)計(jì)、邏輯模型設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)的無(wú)人機(jī)管理、視頻管理、航線管理、指令控制等主要功能，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，本數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)合理，穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)的各項(xiàng)功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘平，續(xù)志軍.數(shù)據(jù)庫(kù)工程設(shè)計(jì)[J].光學(xué)精密工程，2000，（12）.

[2]吉祖勤，黃衛(wèi)，石子石.高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2001，（5）.