【正文】 d protection devices to insure the stability of the network, realized the network statusonline regulation.(3) Birds collection equipment has been transformed, increasing the operating system tomanage information collection for Birds to meet the demand better.(4)We develop the protocol for airport wireless network, birds collection equipment, linkagebird equipment to ensure all equipments are in monitoring and management condition.In the summary, the various devices of the system have been tested by longterm stabilityand reached the airport bird need .By the bird collection devices and wireless network ,theairport bird information can be uploaded to the server monitoring platform,and the servermonitoring platform can develop specific mand after analyzing the bird information,andsend the mand to the linkage equipment though the wireless network ,which can achieveefficient, accurate and targeted effect.The system has been installed in lots of military airport . The system operates stably in birdwork, plays a significant role and achieves good bird linkage device gets high affirmand appraise of the bird staff in the airport, and receives the military leaders’praise.Key Words: bird impact 。鳥撞是威脅飛行安全的一個(gè)重要因素，也嚴(yán)重影響了空軍的飛行訓(xùn)練和航空業(yè)的正常運(yùn)營。對于航空業(yè)而言，低空區(qū)域是鳥類經(jīng)?；顒拥膮^(qū)域，隨著飛機(jī)的速度越來越快，聲音越來越小，飛機(jī)在起飛和降落階段發(fā)生鳥撞的可能性大大增加，鳥撞事故對航空業(yè)帶來了巨大的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。本系統(tǒng)中的埋地式聲驅(qū)炮已經(jīng)申請發(fā)明專利并取得證書，智能驅(qū)鳥機(jī)器人也已經(jīng)申請發(fā)明專利，正在審批中。過去機(jī)場鳥情信息的管理存在多個(gè)問題，鳥情信息通過手寫記錄的方式將機(jī)場區(qū)域的鳥情信息記錄下來，飛行結(jié)束后進(jìn)行統(tǒng)一整理，存在著鳥情資料規(guī)范性差、實(shí)時(shí)性差等問題，采用鳥情信息采集系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)通過鳥情采集設(shè)備和無線驅(qū)鳥網(wǎng)絡(luò)將鳥情信息快速準(zhǔn)確采集并通過鳥情信息數(shù)據(jù)庫管理分析，在鳥情信息采集工作中大大節(jié)省了人力。 國內(nèi)外驅(qū)鳥的現(xiàn)狀以及問題為了達(dá)到機(jī)場飛行的凈空標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)外機(jī)場采用了各種方式驅(qū)鳥，目前各個(gè)機(jī)場已經(jīng)配備了一些比較常見的基本驅(qū)鳥設(shè)施，這些設(shè)備主要以恐嚇的方式進(jìn)行驅(qū)鳥，但是這些設(shè)備在起初安裝的時(shí)間內(nèi)對鳥類具有一定的驅(qū)趕效果，時(shí)間長了，鳥兒對這些設(shè)備具有一定的適應(yīng)性，設(shè)備失去了驅(qū)鳥價(jià)值。煤氣炮驅(qū)鳥[9]，模仿槍支的實(shí)際聲光效果，在不殺害鳥類的前提下起到驅(qū)逐的作用；音頻驅(qū)鳥器主要是通過大功率功放機(jī)和低音號角播放鳥類天敵的聲音或者鳥類慘遭殺害的慘叫聲；驅(qū)鳥車屬于機(jī)場驅(qū)鳥工作的基本配置，驅(qū)鳥車能夠選擇性播放多種鳥類害怕的聲音進(jìn)行恐嚇性驅(qū)鳥，機(jī)場驅(qū)鳥人員通過敲打鑼鼓和燃放鞭炮的方式對鳥類進(jìn)行聲音性驅(qū)鳥。還可以在機(jī)場放置各種猛禽的糞便，鳥類聞到這種猛禽的特殊氣味會逃離機(jī)場，在機(jī)場草坪區(qū)域噴灑農(nóng)藥，減少鳥類食物的數(shù)量，切斷食物鏈的方法來降低機(jī)場鳥類數(shù)量。因此必須清除機(jī)場周圍的水源，將跑道周圍的草控制在適當(dāng)?shù)母叨?，不讓其開花結(jié)果。因此當(dāng)今的驅(qū)鳥工作成為全世界的難題，世界各國都在尋求一種有效的驅(qū)鳥方式來保證機(jī)場飛行的安全，降低航空業(yè)的損失。同時(shí)各國都在積極研究鳥情資料，對機(jī)場區(qū)域的鳥情資料進(jìn)行長期的采集，采用人工智能、數(shù)據(jù)挖掘等方法對鳥情信息進(jìn)行分析處理，從機(jī)場驅(qū)鳥變成鳥情隱患的預(yù)警，避免鳥撞事故的發(fā)生。研究趨勢，借助計(jì)算機(jī)、嵌入式、電子通信、物聯(lián)網(wǎng)等高端新技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)場驅(qū)鳥的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化。升級后的鳥情信息采集設(shè)備更符合機(jī)場驅(qū)鳥工作的需要，運(yùn)行更加穩(wěn)定，操作更加方便?？紤]到機(jī)場對跑道周圍環(huán)境的高度要求，將聲驅(qū)炮每個(gè)單體裝置設(shè)計(jì)成隱藏式產(chǎn)品，在不工作狀態(tài)下隱藏到地面以下，避免影響飛機(jī)的起飛和降落。它有兩層意思，第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，將傳統(tǒng)的用戶延展到任何的物體上，實(shí)現(xiàn)物體和物體之間的信息交互。2009 年 1 月 IBM 提出“互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)=智慧地球”的理念并做為振興經(jīng)濟(jì)的重要戰(zhàn)略。（1）數(shù)據(jù)收集型數(shù)據(jù)收集，是利用特殊的裝置從系統(tǒng)的外部收集需要的數(shù)據(jù)并傳輸?shù)较到y(tǒng)內(nèi)部的特定的接口。（2）自動化控制型自動化控制主要是應(yīng)用在控制設(shè)備，從制造業(yè)等體力勞動中將人類解放出來，應(yīng)用在生活工作的各個(gè)方面，自動化水平已經(jīng)成為衡量國防科技和工農(nóng)業(yè)的重要指標(biāo)。物聯(lián)網(wǎng)的生活型應(yīng)用主要表現(xiàn)在智能家居、客運(yùn)物流、旅游、保險(xiǎn)、資源再生與循環(huán)利用等方面。 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)架由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成[17]，物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)架和人體結(jié)構(gòu)原理一致，感知層主要相當(dāng)于人類的感覺器官，如林業(yè)灌溉中的濕度檢測器，這些就類似于人的眼耳口鼻，負(fù)責(zé)接收外界訊息。體系結(jié)構(gòu)如圖 21 所示：RFID圖 21 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireles:senso:Netwoks)[1821]是當(dāng)今備受關(guān)注的、多學(xué)科高度交叉、知識集成度較高的前沿領(lǐng)域。隨著對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步研究，傳感器網(wǎng)絡(luò)將會逐漸深入到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域[24]。（3）動態(tài)可靠性傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)經(jīng)常進(jìn)行自組網(wǎng)，信息經(jīng)過多次跳傳，才能將數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿_(dá)到的平臺，而且傳感器節(jié)點(diǎn)一般安置在環(huán)境比較惡劣的地方，這就要求傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有穩(wěn)定性和可靠性，能夠維持網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。IEEE 協(xié)議涉及的 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括星型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)和混合網(wǎng)三種類型[2526]。通常把網(wǎng)狀網(wǎng)和星型網(wǎng)組成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问?，定義為混合網(wǎng)。混合網(wǎng)具備星型網(wǎng)絡(luò)和 Mesh 的性能，多應(yīng)用于覆蓋范圍較大的環(huán)境[2729]。(2) 高速調(diào)制解調(diào)技術(shù)[32]，當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的調(diào)制解調(diào)器分為串行和并行兩種，兩種機(jī)制中串行對均衡的要求較高，并行技術(shù)上較難穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)。（4）組網(wǎng)技術(shù)，數(shù)字化通信的快速發(fā)展導(dǎo)致短波通信業(yè)務(wù)走進(jìn)網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，短波通信網(wǎng)絡(luò)是在美軍標(biāo) MILSTD188141B 的基礎(chǔ)上改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信方式，對電臺的選頻和頻率復(fù)用都有進(jìn)一步的改進(jìn)。嵌入式系統(tǒng)是電子行業(yè)最熱的研究領(lǐng)域，嵌入式電子產(chǎn)品在市場上的比例和份額越來越大，幾乎所有的電子產(chǎn)品都沒有脫離嵌入式系統(tǒng)。一個(gè)嵌入式系統(tǒng)就是根據(jù)特殊的需求定制開發(fā)的軟硬件的集合體，就是具有特殊功能的微型專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。多外掛的外部設(shè)備和模塊隨著嵌入式的快速發(fā)展已經(jīng)集成到微處理器的內(nèi)部，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)降低了產(chǎn)品的體積。（3）系統(tǒng)軟件層系統(tǒng)軟件層類似于日常使用電腦中安裝的操作系統(tǒng)，由多個(gè)基本的通用模塊組成，如RTOS、圖形、網(wǎng)絡(luò)等，該層是進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)。嵌入式操作系統(tǒng)[35]的出現(xiàn)，大大提高嵌入式開發(fā)的效率，過去的嵌入式設(shè)計(jì)都是根據(jù)具體的應(yīng)用重新進(jìn)行開發(fā)，嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)加速了軟件的可移植性，使開發(fā)方式更加科學(xué)合理。因而在遵循 GPL 的前提下，可隨意下載學(xué)習(xí)和使用；(2)Linux 實(shí)現(xiàn)了虛擬存儲管理，同時(shí)也支持進(jìn)程、多處理器、多文件系統(tǒng)，更接近現(xiàn)代操作系統(tǒng)；(3)Linux 操作系統(tǒng)和普通的試驗(yàn)型操作系統(tǒng)大不相同，Linux 操作系統(tǒng)具有較強(qiáng)的生命力。 嵌入式微處理器介紹嵌入式微處理器是由常見的通用計(jì)算機(jī)的 CPU 演化而來的，它雖然在功能上與標(biāo)準(zhǔn)化微處理器基本相同。（2）DSP（數(shù)字信號處理器）是一種特殊的 DSP 處理器，對體系結(jié)構(gòu)和指令的設(shè)計(jì)使其適合于 DSP 算法的實(shí)現(xiàn)，DSP 的指令執(zhí)行的速度快，編譯效率高。標(biāo)準(zhǔn)的 ARM 體系結(jié)構(gòu)如圖 23 所示：圖 23ARM 體系結(jié)構(gòu)框圖ARM 處理器的結(jié)構(gòu)多種多樣，一般分為 ARMARMARM1CortexA、CortexR、 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)嵌入式開發(fā)與普通應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)（如數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)）大不相同，普通應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)只需要考慮通過軟件實(shí)現(xiàn)功能。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程一般如圖 24 所示，該圖解釋了嵌入式開發(fā)過程中的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的流程。MDK 主要包含 uVision IDE 是一個(gè)集項(xiàng)目管理器、源代碼編輯器、調(diào)試器等于一體的集成開發(fā)環(huán)境，是一個(gè)基于 Windows 操作系統(tǒng)的嵌入式軟件開發(fā)平臺，uvision4 IDE 主要特征如下：；；；RealView 實(shí)時(shí)庫的設(shè)計(jì)解決了 ARM 嵌入式系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)和通信問題，很方便的使用到上述集中內(nèi)核處理器中。CodeWarrior for ARM 是一套集編輯、編譯、連接于一體的集成開發(fā)工具，它充分發(fā)揮了 ARM RISC 的優(yōu)勢，這種工具是基于 ARM 精簡指令的處理器開發(fā)設(shè)計(jì)的，優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了在操作工具上的時(shí)間，開發(fā)人員能夠更好的專心編寫代碼。 調(diào)頻技術(shù)調(diào)頻廣播[4043]通過高頻振蕩頻率的變化來傳輸信號，載波和音頻信號的變化也相關(guān)，調(diào)頻廣播傳輸信號采用超短波波段，抗干擾性較強(qiáng)，信號更加逼真。調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖25 所示。(3）冷卻系統(tǒng)發(fā)射機(jī)的冷卻部分一般包括風(fēng)冷和水冷兩種方法，水冷設(shè)備使用起來方便性不好，一般的設(shè)備都選用強(qiáng)力風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)冷，對高溫部件進(jìn)行散熱處理，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。一般用輸入信號電壓的大小來表示。（5）輸出功率負(fù)載輸出的最大不失真功率稱為輸出功率。系統(tǒng)總體框圖如 31 所示，無線網(wǎng)絡(luò)在整個(gè)機(jī)場區(qū)域?qū)崿F(xiàn)無盲點(diǎn)全覆蓋，驅(qū)鳥設(shè)備根據(jù)機(jī)場地理位置的特殊性按層次分布，實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)場區(qū)域高效率驅(qū)鳥，對鳥情資料進(jìn)行規(guī)范化、高效率采集和管理，并采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對鳥情數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，做到對機(jī)場鳥情做出預(yù)警，大大避免了鳥撞事故的發(fā)生。17 智能化驅(qū)鳥系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔鞠到y(tǒng)中根據(jù)機(jī)場的特殊性要求，采用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 32 所示，本系統(tǒng)采用 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)和短波網(wǎng)絡(luò)交互的方式在整個(gè)機(jī)場區(qū)域形成無線鳥情信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，將鳥情信息傳感器采集終端、智能化驅(qū)鳥機(jī)器人、智能化驅(qū)鳥聲驅(qū)炮融合在無線驅(qū)鳥網(wǎng)絡(luò)中，形成一個(gè)完整的鳥情采集、鳥情數(shù)據(jù)處理和聯(lián)動驅(qū)鳥的高效規(guī)范智能化驅(qū)鳥系統(tǒng)。任何拓?fù)湫问降木W(wǎng)絡(luò)都需要一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，而且是唯一的，路由節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展，終端節(jié)點(diǎn)一般是用于信號的采集和處理。應(yīng)。根據(jù)機(jī)場地理位置要求的特殊性，主站基站安裝的高度限制，整個(gè)機(jī)場采用一個(gè)主站對多個(gè)中繼基站通信的短波無線網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)基站對多個(gè)鳥情采集手持機(jī)和多個(gè)聯(lián)動驅(qū)鳥設(shè)備的 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)，采用兩種網(wǎng)絡(luò)交互的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)，大大降低了誤碼率，提高了傳輸效率和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。STC12LE5A60S2 單片機(jī)具有兩個(gè)串口，能夠同時(shí)在線監(jiān)聽兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸情況，能夠確保兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信息都不出現(xiàn)掉包和遺漏的情況，使得兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行；同時(shí) LE系列是低電平系列， 就可以穩(wěn)定工作，系統(tǒng)中配置的 Zigbee 全雙工模塊的額定工作電壓是 ，板載電源統(tǒng)一，降低了電源的干擾和地彈，無線模塊直接和單片機(jī)的 IO 口進(jìn)行通信，電源的一致性確保了兩者之間通信和穩(wěn)定性。19圖 33 中繼節(jié)點(diǎn)站整體框圖經(jīng)過前期工程中中繼節(jié)點(diǎn)站的運(yùn)行效果發(fā)現(xiàn)一系列問題，中繼站節(jié)點(diǎn)需要改進(jìn)，前期工程中的中繼站節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)只是考慮到了實(shí)現(xiàn)中繼站數(shù)據(jù)的傳輸功能，而缺少保護(hù)裝置、使用狀態(tài)警裝置等。在主站和基站都增加了保護(hù)裝置和預(yù)警裝置，所有天線采用高增益天線及低損耗饋線并配備高頻接插件，并按照防雷標(biāo)準(zhǔn)架設(shè)避雷針、配上同軸避雷器。20芯片內(nèi)部包含了 B 型 BCD 編碼器、段字驅(qū)動器、掃描回路和一個(gè)靜態(tài)的 RAM 用來存儲每一個(gè)數(shù)據(jù)。數(shù)傳電臺 傳感器信息采集節(jié)點(diǎn)改進(jìn)設(shè)計(jì)通過前期項(xiàng)目中鳥情信息采集節(jié)點(diǎn)的使用，出現(xiàn)了一些問題，鳥情采集對實(shí)時(shí)性要求較高，且多種信息需要采集，除了位置、方位等信息外，還需要采集圖像、視頻等信息，而且機(jī)場工作人員并非專業(yè)的技術(shù)人員，對傳感器信息采集節(jié)點(diǎn)的可操作性提出了較高的要求，簡單易操作。在一般的工藝下生產(chǎn)得到的產(chǎn)品，ARM7 一般在 100MHZ 左右運(yùn)行，ARM9 至少可以達(dá)到 ARM7 的兩倍以上。S3C2440A[5