无人机管理控制平台数据库设计

肖倩 李洁

摘要：可靠的数据库是无人机管理控制平台稳定运行的重要保证，根据无人机管理控制平台的需求，以SQL Server 2012为开发平台，进行平台数据库的设计，对各项数据进行管理，实现了无人机管理、视频管理、航线管理、指令控制等功能。

关键词：无人机；管理控制平台；数据库

随着无人机的应用越来越广泛，对无人机进行便捷高效的管理与控制变得越来越迫切，为此开发了这款无人机管理控制平台。平台需要处理大量的无人机信息以及实时存储与调阅无人机的飞行数据，对数据的实时性、海量性、准确性有着很高的要求，因此，对数据库的设计也提出了更高的要求。

1 无人机管控平台需求分析

针对当前无人机的发展现状，对无人机管控平台提出了以下需求：1）平台可以进行无机注册，注册完成后可以查看此无人机的信息；2）平台可以查看无人机的实时视频与回放视频；3）平台可以提供地图服务，用户可在地图上画点、画线以实现无人机预设航线；然后可以上传航线，无人机便按照此航线飞行；平台还可以进行航线下载，将无人机飞控中预先存储的航线下载下来进行查看；可以在地图上实时查看无人机的飞行轨迹，姿态信息以及电池电压、GPS状态等信息，并实现航迹数据的存储；4）平台能够给无人机发送起飞、降落、悬停、返航、巡航等控制指令。

2 无人机管控平台总体功能

本无人机管控平台具有无人机管理、视频管理、航线管理、指令控制等主要功能模块，如下图所示，其中各个功能模块又包含许多子功能模块。

无人机管理控制平台功能模块图

无人机管理包括无人机注册及无人机信息查看。无人机注册即在数据库增加一条记录，无人机信息查看则以表格的形式列出了无人机的详细信息，可对每条记录进行编辑、删除，同时，可根据特定条件搜索无人机。

视频管理包括实时视频与回放视频的查看。视频的查看是通过硬盘录像机实现的，硬盘录像机也可进行注册与信息查看，注册即在数据库插入一条记录，信息查看时同样可对每条信息进行编辑、删除。

航线管理包括预设航线、上传航线及下载航线。预设航线即在数据库增加一条记录，还可对航线进行修改；上传、下载航线时会在上传、下载航线记录表中插入一条数据。无人机在飞行中，会实时收到航迹的信息然后存入到数据库中。

指令控制即向无人机发送指令，当点击相应指令后，就会将该指令信息插入到数据库的指令信息表中，然后将这条指令发送给无人机。

3 无人机管控平台数据库设计

3.1 数据库概念模型设计

概念数据模型是从用户角度描述数据库，反映现实环境，但与数据库的实现无关[1]。概念模型设计的主要方法是使用实体联系模型，即ER模型，其将现实世界抽象为实体及其联系。通过对无人机管理控制平台进行需求分析，对数据进行分类、组织、形成实体及实体的属性，确定实体之间的联系类型[2]，从而得到数据库ER图。

3.2 数据库逻辑模型设计

逻辑结构设计通过将概念数据模型与某一具体数据库管理系统DBMS相结合来实现，本无人机管控平台数据库的逻辑模型采用的是关系模型，根据由ER图转化为关系模型的规则可生成物理数据模型PDM。

无人机管理控制平台数据库主要由以下数据表组成：

用户信息表：记录用户的信息，如用户名称、密码、角色、状态、所属部门等；

用户角色信息表：记录所有的角色信息，包括管理员、普通用户等角色，不同的角色具有不同的权限；

用户状态信息表：记录用户的状态信息，1代表有效用户，2代表无效用户，3代表在线用户；

部门信息表：记录所有部门的信息，如部门名称、标号等，每一个用户以及无人机都是属于部门的；

无人机信息表：记录无人机的名称、序号、位置、所属部门、飞行状态等信息；

飞行状态表：记录无人机的飞行状态信息，包括关机、待机及飞行中；

硬盘录像机信息表：记录所有硬盘录像机的名字、IP、用户名、密码、通道总数等信息，硬盘录像机是用来实现视频管理功能的；

航线信息表：记录为无人机预设的航线的信息，包括航线名称、航线号、航线数据、航线属性、对应的无人机以及设置时间等；

下载航线记录表：记录下载的航线信息，如对应的无人机、航线号、航线数据、下载成功与否的标志等，0代表下载失败，1代表下载成功；

上传航线记录表：记录上传的航线信息，如对应的无人机、航线号、航线名称、航线数据、上传成功与否的标志等，0代表上传失败，1代表上传成功；

航迹信息表：记录所有无人机飞过的航迹信息，如航迹对应的无人机、航迹开始时间、结束时间、航迹具体数据等，其中航迹具体数据包含飞行过程中的经纬度、高度、速度、电压、GPS状态等信息；

指令信息表：记录要发送的指令数据、目的IP、端口、指令对应的无人机、发送时间、发送状态等信息，其中发送状态包括未發送、发送中以及发送成功；

地图信息表：记录不同地区所需的地图的名称、地图服务的链接、地图中心点、放大级别等信息。

4 总结

本文介绍了无人机管控平台数据库的设计，包括数据库概念模型设计、逻辑模型设计，实现了平台的无人机管理、视频管理、航线管理、指令控制等主要功能，经过实际测试，本数据库设计合理，稳定的实现了平台的各项功能。

参考文献：

[1]钟平，续志军.数据库工程设计[J].光学精密工程，2000，（12）.

[2]吉祖勤，黄卫，石子石.高速公路养护管理系统数据库的设计[J].东南大学学报：自然科学版，2001，（5）.