基于NB-IoT的无人机森林防火气象实时监测系统

余淑婷 沈学海 谢秀齐 何晓昀

本文结合5G信息处理高效率高，NB-IoT技术的数据传输低延时和无人机体积小、飞行便捷的特点，开发出一套能实时反应林火信息并进行火势变化分析的系统。

森林防火是林业中的重中之重，森林分布分散，气候及其地理环境复杂多变，传统的巡查方法效率较低，遇到较大火势时无法实现实时监控。搭载5G物联网的无人机天气检测系统，可通过物联网将数据进行实时远距离传输信息，运用无人机的体型小，飞行便捷、高性能且对降落点无要求的特点，实现对森林防火的实时检测。

系统组成

该系统采用NB-IoT通信技术将数据通过5G基站传送至窄带物联网平台，对气象数据、地面情况等数据进行分析，通过MQTT通信协议与后端云服务平台建立实时通信。NB-IoT是IoT领域基于蜂窝的窄带物联网的新兴技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，和对网络连接要求较高设备的高效连接。其具备覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少和架构优等特点。使用NB-IoT可以极大地降低数据传输延时。

无人机是采用高清摄像头的探测器，可将获得的视频通过与5G基站建立的蜂窩网络将数据实时发回地面站，通过图像识别技术在返还的影像中主动监测烟火，并显示相关监测数据、林火范围以及火势集中点。其搭载的红外热像仪在夜晚没有光源的时候也可以形成鲜明图像，实时远程监控森林火灾隐情。

主要功能

系统总体可分为四大模块：气象检测模块、无人机调度模块、火情预测与火情检测。……