仿真实验二 智慧农业园无人机巡视实验
实验指导视频
实验指导
无人机(drone)的正式名称为无人飞行器(unmanned aerial vehicle)，它是一种不需要人驾驶的飞行器，主要通过遥控或内设的智能控件进行操控。该如何通过整合嵌入式系统，提供器具导航、自我平衡等功能并飞行到特定高度，同时还能和位于远端的使用者或机器交换信息。
无人机的动作必须非常精确，除了稳定，还要能到飞行到预期的高度并有效进行沟通。因此，一台最基本的无人机必须具备以下特性：
1、稳定
无人机应该要稳定，不可无预警突然震动、摇晃或倾斜，否则就会失去平衡并坠毁。
2、精确
无人机的动作要非常精确。至于动作可能指距离、速度、加速、方向与高度。
3、能抵抗各种环境条件
无人机要能抵抗下雨、灰尘、高温等环境状况。而且不止外部材质，无人机内部所使用的电子零件也要如此。
4、低功耗
无人机将会变得越来越轻，因此如何确保超低功耗以尽量缩小电池尺寸就显得尤为重要。低功耗技术的崛起，已使得无人机技术得以普及化。
5、环境感知
环境传感技术逐渐崛起，成为无人机最关键的发展领域之一。现在的无人机都具备好几种传感器以监测环境。收集到的资料可用在各种应用，例如气象监测、农业等用途。
6、联网功能
联网功能是无人机崛起并广为市场接受的重要因素。无人机可通过简单的智能手机、遥控器或直接通过云端加以控制。应根据不同使用案例，提供适合的联网功能解决方案。有的无人机会采用多种联网功能解决方案，以满足多用途使用案例的需求。
在此实验中主要通过监控无人机连接路由器，注册到云端服务器。并且由手机控制无人机的巡航路线，来完成对农业园的监控与了解。
图1.6.1 拓扑图
任务工单
实验规划
监控无人机通过GPRS连接微控制器；微控制器通过串行总线连接到GPRS传输模块，而GPRS传输模块通过GPRS线缆连接GPRS网关；GPRS网关通过网线连接到智慧农业研究院的路由器；同时，路由器通过网线连接云端服务器，通过WiFi连接手机。
参数规划如下：
| 手机 | 名称 | 参数值 | 路由器 | 名称 | 参数值 |
| WIFI接口设置 | SSID名 | comway | WIFI参数 | SSID名 | comway |
| 加密开关 | 开 | 加密开关 | 开 | ||
| 网络密钥 | 111 | 网络密钥 | 111 | ||
| 启用DHCP | 开 |
| 手机（A） | 名称 | 参数值 | 云端服务器（B） | 名称 | 参数值 |
| 设备信息 | SN码 | 自动生成 | 应用终端节点/0 | 应用终端类型 | 手机 |
| 注册信息 | 用户名 | 123 | SN码 | 与A一致 | |
| 密码 | 123 | 用户名 | 123 | ||
| 密码 | 123 |
| 云端服务器（A） | 名称 | 参数值 | 路由器(B) | 名称 | 参数值 |
| 设备信息 | SN码 | 自动生成 | 端口配置/0 | 端口模式 | untag |
| 硬件配置/网卡0/FE0 | IP地址 | 1.1.1.1 | 对端设备SN码 | 与A一致 | |
| 子网掩码 | 255.255.0.0 | IP地址 | 1.1.1.2 | ||
| 网关 | 1.1.1.2 | 子网掩码 | 255.255.0.0 | ||
| VLAN | 2 |
| GPRS网关(A) | 名称 | 参数值 | 路由器(B) | 名称 | 参数值 |
| 设备信息 | SN码 | 自动生成 | 端口配置/1 | 端口模式 | tag |
| 上行接口/FE接口设置 | 端口模式 | tag | 对端设备SN码 | 与A一致 | |
| IP地址 | 2.1.1.1 | IP地址 | 2.1.1.2 | ||
| 子网掩码 | 255.255.0.0 | 子网掩码 | 255.255.0.0 | ||
| 网关 | 2.1.1.2 | VLAN | 2 | ||
| VLAN | 2 |
| GPRS传输模块(A) | 名称 | 参数值 | GPRS网关(B) | 名称 | 参数值 |
| 设备信息 | SN码 | 自动生成 | GPRS网关/传输参数 | 网络拓扑 | 点对点 |
| 传输参数 | 总线类型 | UART | GPRS网关/传输参数 | 网络拓扑 | 点对点 |
| 总线速率 | 1024 | GPRS节点集/0 | 节点类型 | 网关设备 | |
| 网络拓扑 | 点对点 | 网络名 | comway | ||
| 节点类型 | 终端设备 | SN码 | 与A一致 | ||
| 网络名 | comway | NSIM卡号 | 460001234567801 | ||
| NSIM卡号 | 460001234567801 | 用户号码 | 131 | ||
| 用户号码 | 131 | 鉴权KI | FFFFFFFFFFFFFFFFFFFF | ||
| 鉴权KI | FFFFFFFFFFFFFFFFFFFF |
| GPRS传输模块(A) | 名称 | 参数值 | 微控制器(B) | 名称 | 参数值 |
| 设备信息 | SN码 | 自动生成 | 传输单元/0 | 传输单元SN码 | 与A一致 |
| 传输参数 | 总线类型 | UART | 总线类型 | UART | |
| 总线速率 | 1024 | 总线速率 | 1024 |
| 监控无人机(A) | 名称 | 参数值 | 微控制器(B) | 名称 | 参数值 |
| 设备信息 | SN码 | 自动生成 | 传感单元/0 | 设备SN码 | 与A一致 |
| 参数信息 | 总线类型 | UART | 传输速率 | 1024 | |
| 总线速率 | 1024 |
| 监控无人机 (A) | 名称 | 参数值 | 云端服务器(B) | 名称 | 参数值 |
| 设备信息 | SN码 | 自动生产 | 传感器节点集/0 | 传感器节类型 | 无人机监控 |
| 传感器节SN码 | 与A一致 |
实验步骤
首先需要进入系统调试中进行系统预算，此实验中农业智联设备选择监控无人机、GPRS传输模块、GPRS网关、路由器、云端服务器、手机、微控制器这些设备。如图1.4.2所示：
图1.6.2 农业智联设备预算
物理安装进入场景
图1.6.3 进入主场景
图1.6.4 选择场景功能区并安装设备并连线
图1.6.5 进入控制院，找到机柜
图1.6.6 安装路由器、服务器以及终端
系统调试
在策略设计的环境数据中选择为夏天，如图所示：
图1.6.7 环境选择
集中网管后对安装的设备进行数据配置（每一步操作都需要保存，以后的实验也是这样）
图1.6.8 手机WIFI配置
图1.6.9 手机注册信息配置
图1.6.10 路由器端口0配置
图1.6.11 路由器端口1配置
图1.6.12 路由器VLAN 配置
图1.6.13 路由器WIFI配置
图1.6.14 云端服务器硬件配置
图1.6.15 云端服务器传感器节点配置
图1.6.16 云端服务器应用终端节点配置
图1.6.17 GPRS网关FE接口配置
图1.6.18 GPRS网关传输参数配置
图1.6.19 GPRS网关节点集配置
图1.6.20 GPRS传输模块传输参数配置
图1.6.21 微控制器传输单元配置
图1.6.22 微控制器传感单元配置
图1.6.23 监控无人机参数配置
完成设备安装和数据参数配置后进行系统自检，无误则点击系统开启。
结果验证
验证传感器是否进行数据采集
图1.6.24 无人机工作
图1.6.25 无人机监控采集数据
图1.6.26 无人机手机控制
总结
本次实验通过监控无人机结合近场通信技术，使用了GPRS模块，实现了手机对无人机的智能控制。通过手机对无人机的巡航路线规划从而完成对农业园区域的监控和了解。
