无人机在边防部队中的应用.docx

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1、公安海警学院电子技术系大专生毕业设计（论文）无人机在公安边防部队执勤处突中的应用专业方向：边防通信指挥班次：2009级37队学员姓名：郝彬程学号：04032009125指导教员：黄胜波2012年06月04日目录弓I言31应用现状31.1 无人机概述3无人机的开展历程3设计主要内容简介42无线视频传输52.1 系统概述52.1.1无线视频传输的概念5无线视频传输的分类5无线视频传输的优势62.2 系统实现6具体器件的采用6与其他产品的比照72.2.3设备参数73GSM武器激发81. 1系统概述83.1.1GSM技术特点83.1.2GSM构成武器激发系统的优点8系统工作8系统框图93. 2主控制器

2、9主控制器94无人机的开展趋势114. 1未来军用无人机开展方向114. 2无人机的劣势114. 3结论与展望125致谢12参考文献13无人机在公安边防部队执勤处突中的应用【摘要】无人机技术是一项涉及多个技术领域的综合技术，它对通信、传感器、人工智能和发动机技术有比拟高的要求。无人机与所需的控制、拖运、储存、发射、回收、信息接收处理装置统称为无人机系统。无人侦察机依靠装在机上的可见光照相机、电影摄影机、标准或微光电视摄像机、红外扫描器和雷达等设备，完成各种侦察和监视任务。一般来说，一架无人机可携带一种或几种侦察设备，按预定的程序或地面指令进行工作，最后将所获得的信息和图像随时传送回地面，供有关

3、部门使用；也可以将获得的所有信息记录下来，待无人机回收时一次取用。随着高新技术的开展和应用，无人机上的设备性能也在不断提高，同时还增加了一些新的装备，应用范围进一步扩大。如装备全球定位系统GPS后，无人机可与侦察卫星和有人驾驶侦察机配合使用，形成高、中、低空，多层次、多方位的立体空中侦察监视网，使所获得的情报信息更加准确可靠。【关键词】无人机GSM武器激发无线视频传输引言边防部队承当着反恐、缉毒、处置各种突发事件等重要使命，所谓“养兵千日，用兵一时”，边防部队如何在党和人民需要我们的关键时刻挺身而出，为保护人民的生命财产平安奉献我们的力量，是我们义不容辞的责任。针对当前所发生的众多劫持人质、复

4、杂背景处置突发事件等多种案件类型，几年来实践证明，边防部队在处置某些场合的突发事件时在获取现场信息的手段上存在一定局限性和灵活性，而且缺乏一定的果断、及时的处置方法。我们如何高效的、快速、科学地处置，成为了一个迫在眉睫的问题。如今无人机应用技术的出现，完全可以解决这一问题。但是，边防部队在这一领域的实践和应用还几乎为零。我们这一课题的研究，就有助于解决这些问题。1应用现状1.1无人机概述无人机(UnnIarmedaerialvehicle或drone)是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。无人机用途广泛，本钱低，效费比好，无人员伤亡风险，生存能力强，机动性能好，使用方便

5、，在现代战争中有着极其重要的作用，在民用领域也有广阔的开展前景。结合公安边防部队的实际，无人机在边境地区的开展使用具有广阔空间，能够为边防工作带来极大的便利和工作效率的提高。无人机的开展历程无人机是“无人驾驶空中飞行器”或“遥控驾驶飞行器”的简称。在军事上可用于空中侦察与监视、目标定位、诱饵、火力攻击、战损评估，以及电子对抗、通信中继等。它可以从陆地、空中和舰船上发射或利用空气动力起飞，能够自主飞行或遥控操作，可一次性使用或重复使用，可执行各种任务，在未来有广泛的应用。无人机最早的开发是在一战之后。到了二战后，不少军事强国将退役的飞机改装成为了靶机，开启了近代无人机开展的先河。随着电子技术的快

6、速进步，无人机在担任侦查任务的角色上凸显出重要性。例如，在越战期间，美国就曾经使用大量的无人机对高价值或者是防御严密的目标进行侦查。1982年以色列航空工业公司首创以无人机进行侦察、情报收集、跟踪和通讯等。1991年的沙漠风暴作战当中，美军曾经发射专门设计欺骗雷达系统的小型无人机作为诱饵，这种诱饵也成为其他国家效彷的对象。这一阶段，无人机的主要军事用途是作为诱饵机、侦察机、电子干扰机和靶机、无人驾驶飞机还用于通信中继、反潜、炮火校正、作战效果评估等。无人机的飞速开展和广泛运用是在海湾战争后。以美国为首的西方国家充分认识到无人机在战争中的作用，竞相把高新技术应用到无人机的研制与开展上，不仅增加了

7、续航时间，提高了图像传递速度和数字化传输速度，还使用了先进的自动驾驶仪。时至今日，随着航空工艺、材料和技术的迅速进步，无人攻击机已显现出更加强大的身影。在21世纪的天空中，军用无人机将主要有侦察和战斗两大用途，并将越来越显现它的进攻倾向。现在，一些无人机已经装备了武器（例如美国的RQT70捕食者无人机装备了AGMT14地狱火空对地导弹），担任起更多的军事任务等，如：轰炸目标、对地攻击、空中搏斗等。设计主要内容简介本设计利用无线遥控航模腾空盘旋空中，对突发现场及复杂场所实施空中无人侦察，并利用航模上装置的无线视频传输系统对现场进行实时传输，以供地面指挥部领导对现场情况进行决策，必要时，地面指挥部

8、领导可依据航模所提供的实时视频图像，利用航模上无线遥控击发器（催泪弹或瓦斯弹等武器），下达命令，对嫌疑目标实施直接打击。因为该系统侧重实用性，并针对当前处置突发事件在处理过程存在缺乏，提出创新改革，对今后边防部队处置某些突发事件如危险场合事故处置、人质劫持应对等特殊场合处置提供极有价值的处置手段选择，可以使整个处突行动始终处于隐蔽、平安、信息明了和快捷状态，以高效率解决突发危机，同时也极大地改良了传统的处置手段许多局限性问题。设计构成示意图如下:图1系统设想图综上所述，本课题研究的系统主要包括2个功能：一是无线短距视频传输系统；二是改装后带无线遥控武器自动击发系统。2无线视频传输2.1 系统概

9、述2.1.1 无线视频传输的概念无线视频传输就是指不用布线（线缆）利用无线电波来传输视频、声音、数据等信号的监控系统。无线图像传输即视频实时传输主要有两个概念，一是移动中传输，即移动通信，二是宽带传输，即宽带通信。2.1.2 无线视频传输的分类无线视频传输分为：模拟微波传输和数字微波传输。（1）模拟微波传输模拟微波传输就是把视频信号直接调制在微波的信道上（微波发射机，HD-630）,通过天线(Hd-BOOLXB)发射出去，监控中心通过天线接收微波信号，然后再通过微波接收机(MiCrOSat600AM)解调出原来的视频信号。如果需要控制云台镜头，就在监控中心加相应的指令控制发射机(HD-2050

10、),监控前端配置相应的指令接收机(HD-2060),这种监控方式图像非常清晰，没有延时，没有压缩损耗，造价廉价，施工安装调试简单，适合一般监控点不是很多，需要中继也不多的情况下使用。(2)数字微波传输数字微波传输就是先把视频编码压缩(HD-6301D),然后通过数字微波(HD-9500)信道调制，再通过天线发射出去，接收端那么相反，天线接收信号，微波解扩，视频解压缩，最后复原模拟的视频信号，也可微波解犷后通过电脑安装相应的解码软件，用电脑软解压视频，而且电脑还支持录像，回放，管理，云镜控制，报警控制等功能；这种监控方式图像有720*576和352*288的分辨率选择，前者造价更高，视频有0.2

11、-0.8秒左右的延时，造价根据实际情况差异很大，但也有一些模拟微波不可比的优点，如监控点比拟多，环境比拟复杂，需要加中继的情况多，监控点比拟集中它可集中传输多路视频，抗干扰能力比模拟的要好一点，等优点，适合监控点比拟多，需要中继也多的情况下使用。所以系统中使用的是数字微波传输。2.1.3 无线视频传输的优势(1)综合本钱低，性能更稳定。只需一次性投资，无须挖沟埋管，特别适合室外距离较远及已装修好的场合；在许多情况下，用户往往由于受到地理环境和工作内容的限制，例如山地、港口和开阔地等特殊地理环境，对有线网络、有线传输的布线工程带来极大的不便，采用有线的施工周期将很长，甚至根本无法实现。这时，采用

12、无线监控可以摆脱线缆的束缚，有安装周期短、维护方便、扩容能力强的优点(2)组网灵活，可扩展性好，即插即用。管理人员可以迅速将新的无线监控点参加到现有网络中，不需要为新建传输铺设网络、增加设备，轻而易举地实现远程无线监控。(3)维护费用低。无线监控维护由网络提供商维护，前端设备是即插即用、免维护系统。(4)无线监控系统是监控和无线传输技术的结合，它可以将不同地点的现场信息实时通过无线通讯手段传送到无线监控中心，并且自动形成视频数据库便于日后的检索。(5)在无线监控系统中，无线监控中心实时得到被监控点的视频信息，并且该视频信息是连续、清晰的。在无线监控点，通常使用摄像头对现场情况进行实时采集，摄像

13、头通过无线视频传输设备相连,并通过由无线电波将数据信号发送到监控中心。2.2系统实现具体器件的采用3801ine1/3型是SONY公司于2010年推出采用WHDI技术的无线视频传输产品，以其强大的技术核心结合兆赫自身强大的二次开发能力填补了无线高清视频传输行业的空白，采用WHDl技术，用途是无线高清108OP无损视频传输，高清传输距离15-30米，具备一定穿墙能力，适用于各种高清场合，既可以显示高清，也免除了布置HDm线，并具备穿墙能力。该设备通过USB与电脑进行连接，通过无线电特高频频段传回所拍摄的画面，无论是从监控距离和清晰度方面，该设备都能很好地满足系统的要求，而且该设备使用简单方便，他

14、不需要繁杂的布线，对空间障碍物的穿透性也比拟好。我们将摄像头和发射电路安装在无人机上，然后将接收端连接到PC上，翻开应用软件，即可实时播放摄像头传回的画面，整个监控系统不会占用主机的CPU资源，这提高了整个系统的实时性。2. 2.2与其他产品的比照(1)、技术核心：同类产品大多是采用802.IlN的标准，也就是常用的无线标准，受到带宽限制所以是压缩传输，画质和声音都会下降。而采用WHDl技术的这款产品带宽可以到达2.4GbS,无损的传输高清的视频，即使是蓝光文件也没有问题。(2)、分辨率：采用普通的无线技术传输的产品最终分辨率最多只有720的分辨率，而采用WHDl技术的产品可以完全支持1080

15、P&60HZ的影像，能够传送全高清的视频。(3)、抗干扰：日常生活中的很多无线设备都是采用802.11标准，所以会互相有干扰，而采用阳Dl技术的产品采用4.6G-5G的频率并具备智能调频抗干扰性能，完全不受干扰。(4)、延迟性：普通的无线设备因为需要压缩处理时间会出现不稳定或者延迟情况，而阳Dl技术提供了足够的无线带宽，无需通过压缩的方式进行传送，省却视频在压缩和解压过程中所消耗的时间，所以能够保证传送的影视频完全没有延迟。2.2.3设备参数图像传感器1/3索尼有效像素682*582/510*492水平解晰度380Lines视角62度最低照度1.5LuxF1.5增益控制自动发射频率ISM2400MHZ-2483MHz,4CH传输信号FM发射功率IOmW带宽18MHz电池性能Li-lin4.2V(DC)+5%,500mA电池容量500mA工作时间24小时工作电流80mA尺寸78*25*25mm重量60g发射频率CHl2414MHzCH22432MHzCH32450MHzCH42468MHz表1系统参数USB接收机本卡是一个4通道无线视频监控软件的Windows操作系统。拥有先进的视频