ESP32 | Διαδικτύο των Πραγμάτων | GPRS | Αισθητήρας | DIY | Μη επανδρωμένο αεροσκάφος
1
19
20
Η παρούσα πτυχιακή εργασία επικεντρώνεται στην υλοποίηση ενός μη επανδρωμένου αεροσκάφους (drone) DIY (Do it Yourself) kit και του κατάλληλου υλικού/λογισμικού με σκοπό την ανίχνευση πυρκαγιάς σε δασικό περιβάλλον μέσω κατάλληλων αισθητήρων. Το έξυπνο μη επανδρωμένο αεροσκάφος αποτελεί ένα συνολικό σύστημα που χρησιμοποιεί την τεχνολογία του Διαδικτύου των Πραγμάτων για να επιτρέπει τη συλλογή, ανάλυση και μετάδοση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. Στην πτυχιακή εργασία, επιλέχθηκε η αγορά ενός DIY μη επανδρωμένου αεροσκάφους (drone) και θα παρουσιαστεί αναλυτικά η διαδικασία συναρμολόγησης του. Θα δοθεί έμφαση στην ασφαλή και αποτελεσματική συναρμολόγηση, συμβουλές για την αποφυγή προβλημάτων και την εξασφάλιση της ορθής λειτουργίας του κατά τη διάρκεια και μετά τη συναρμολόγησης. Αρχικά θα εξηγηθούν τα διάφορα κομμάτια που αποτελούν το μη επανδρωμένο αεροσκάφος (drone), περιλαμβάνοντας τα βασικά στοιχεία όπως ο σκελετός (frame), οι κινητήρες, οι προπέλες, ο ελεγκτής πτήσης, οι αισθητήρες, η μπαταρία και ότι άλλο είναι σημαντικό για τη λειτουργία του. Στην συνέχεια, θα παρουσιαστεί βήμα προς βήμα η διαδικασία συναρμολόγησης, ξεκινώντας από την τοποθέτηση του σκελετού (frame) συνεχίζοντας με την σύνδεση των κινητήρων, των προπελών, του ελεγκτή πτήσης, του ραδιοσυστήματος και του συστήματος της τηλεμετρίας. Κάθε βήμα θα αναλύεται προσεκτικά, επισημαίνοντας τις σχέσεις μεταξύ των διαφόρων στοιχείων και τον ρόλο τους στην συνολική λειτουργία του μη επανδρωμένου αεροσκάφους. Το μη επανδρωμένο αεροσκάφος θα είναι εξοπλισμένο με κάμερα, αισθητήρες, όπως ανίχνευσης φωτιάς, καπνού, θερμοκρασίας, υγρασίας, που επιτρέπουν την ανίχνευση πυρκαγιάς και τη συλλογή σημαντικών δεδομένων του περιβάλλοντος χώρου. Θα αναλυθεί η διαδικασία σύνδεσης των αισθητήρων με τη μονάδα επεξεργασίας και ελέγχου, καθώς επίσης θα παρουσιαστεί ο πηγαίος κώδικάς που θα χρησιμοποιεί στις συσκευές. Θα αναλυθεί και θα σχεδιαστεί η πλατφόρμα που θα χρησιμοποιηθεί για τη σύνδεση του υλικού. Στη συνέχεια, θα υλοποιηθεί ένας ιστότοπος, όπου οι συσκευές θα συνδέονται και θα μεταβιβάζουν τις μετρήσεις των αισθητήρων τους. Ο σχεδιασμός και η υλοποίηση των συσκευών ανίχνευσης θα παρουσιαστούν, καθώς επίσης και η διαδικασία σύνδεσής τους με την πλατφόρμα παρακολούθησης. Αζαμπίδης Δημήτριος, Σχεδιασμός και ανάπτυξη μη επανδρωμένου αεροσκάφους (drone) με έμφαση την πρόβλεψη/ανίχνευση πυρκαγιάς σε ένα δασικό περιβάλλον. Πτυχιακή Εργασία vi Το μη επανδρωμένο αεροσκάφος (drone) θα έχει δυνατότητα χειροκίνητης και αυτόνομης λειτουργίας που θα του επιτρέπει να πραγματοποιεί πτήσεις, περιπολίες πάνω από δύσκολα προσβάσιμες περιοχές, παρέχοντας ολοκληρωμένη εικόνα της κατάστασης του δασικού περιβάλλοντος. Μέσω του προηγμένου συστήματος ελέγχου του Mission Planner, το μη επανδρωμένο αεροσκάφος θα είναι σε θέση να πραγματοποιεί αυτόματες περιπολίες με όλους τους αισθητήρες σε λειτουργία και συνδεδεμένους στον μικροελεγκτή. Θα ανιχνεύει ενδεχόμενες εστίες πυρκαγιάς και θα προβαίνει σε προληπτικές ενέργειες, όπως η αποστολή ειδοποίησης μέσω μηνύματος στον χρήστη για την περαιτέρω παρακολούθηση του φαινομένου. Θα χρησιμοποιηθούν πολλοί τύποι υλικού που θα έχουν διαφορετικές χρήσεις και θα λειτουργούν βοηθητικά, π.χ. μια κάμερα η οποία θα τραβάει φωτογραφίες, μια συσκευή ESP32 με sim card η οποία θα αποστέλλει μέσω GPRS (General Packet Radio Services) τα δεδομένα στον ιστότοπο κ.α. Τα δεδομένα που θα συλλέγονται από το μη επανδρωμένο αεροσκάφος (drone) θα αποθηκεύονται σε μια κεντρική βάση δεδομένων, διαθέσιμη για ανάλυση και εκτύπωση στατιστικών δεδομένων. Συνοδευόμενο από μια χρήσιμη διεπαφή χρήστη, το μη επανδρωμένο αεροσκάφος (drone) θα παρέχει τη δυνατότητα παρακολούθησης του δασικού περιβάλλοντος από απόσταση. Η αυτόνομη λειτουργία, ο συνδυασμός διαφόρων αισθητήρων, και η δυνατότητα ανταπόκρισης σε πραγματικό χρόνο θα καθιστούν το μη επανδρωμένο αεροσκάφος (drone) αποτελεσματικό εργαλείο για την πρόληψη και διαχείριση πυρκαγιών σε δασικά περιβάλλοντα.
