臺灣博碩士論文加值系統

本論文探討藉由自動化無人機結合5G資料的即時傳輸，達到巡邏、監控和追蹤，進而取代需要龐大人力資源的保全工作。當保全人員在特定處所執行之防盜、防災、巡邏、守護等的保全工作，容易因為對環境不熟悉，致使人為因素影響任務的完成，為了防止人為因素降低任務效率以及提升保護的強度，本論文開發出一套無人機保全系統應用之。
無人機保全系統應用，透過物聯網(IoT)的概念進行整合，以下分成四大分系統功能：(1)影像傳輸系統、(2)資料傳輸系統、(3)智慧無人機、(4)地面監控站系統，本系統設計的智慧無人機能應對不同的地形，由地面監控站控制無人機動向，已達到遠端控制無人機執行巡邏任務的功能，透過結合5G網際網路速度，達到短距離傳輸的技術，同時掌握於保護區域內受保護目標的衛星定位(GPS)以及即時影像以保障目標的安全，使整套系統的工作環境，不受訊號傳輸距離的限制及傳輸環境的影響。

5G can bring faster speed in data transmission combined with a high-efficiency automated drone that will replace the security work that requires huge human resources according to patrolling, monitoring, and tracking. When security personnel performs security work such as anti-theft, disaster prevention, patrolling, and guarding in a specific place, it is easy to be unfamiliar with the environment, causing human factors to affect the completion of the task. To prevent human factors from reducing task efficiency and improving the intensity of protection, this paper Developed a UAV security system and applied it.

The application of the UAV security system is integrated through the concept of the Internet of Things (IoT), and is divided into four sub-system functions as follows: (1) Image transmission system, (2) Data transmission system, (3) Smart UAV, (4) Ground monitoring Station system, the smart drone designed by this system can cope with different terrains, and the ground monitoring station controls the movement of the drone, which has achieved the function of remotely controlling the drone to perform patrol tasks. By combining the speed of 5G Internet, it can achieve short-distance transmission Technology, while mastering the satellite positioning (GPS) and real-time image of the protected target in the protected area to ensure the safety of the target, so that the working environment of the entire system is not affected by the limitation of the signal transmission distance and the transmission environment.

摘要................................i
ABSTRACT...........................ii
誌謝...............................iii
目錄...............................iv
圖目錄.............................vii
表目錄.............................viii
第1章 緒論........................1
1.1 前言............................1
1.2 研究動機與目的...................2
1.3 文獻探討........................4
第2章 系統情境與系統架構...........6
2.1 系統架構........................6
2.2 系統情境........................7
第3章 影像傳輸系統................8
3.1 HAMACHI（P2P傳輸方式）..........9
3.2 影像串流技術...................10
3.3 影像雲台設計...................11
3.4 夜視鏡頭.......................12
第4章 資料傳輸系統...............14
4.1 5G資料傳輸.....................15
4.2 短距離穿戴式裝置...............16
4.2.1微處理晶片...................18
4.2.2GPS..........................19
4.3 雲端資料庫架設.................19
第5章 地面監控系統...............21
5.1 地面監控站任務介面..............21
5.1.1遠端巡邏......................21
5.1.2飛行影像......................23
5.2 飛行控制介面整合................23
5.2.1姿態儀........................25
5.2.2航向計........................26
第6章 智慧無人機設計..............27
6.1 無人機機體配置設計...............27
6.1.1電子變速器.....................28
6.1.2馬達...........................29
6.1.3槳葉...........................31
6.1.4電池...........................31
6.2 微型電腦........................32
6.3 無人機通訊協議...................33
6.4 飛行控制電腦.....................34
6.4.1前置流程........................35
（一）數據的檢查......................36
（二）抗干擾..........................37
（三）資料的傳輸......................39
6.4.2巡邏任務........................39
（一）遠端起飛降落....................39
（二）遠端執行任務....................40
（三）返航............................41
（四）緊急懸停........................42
6.4.3 PID調控........................43
第7章 模擬測試與實測結果............45
7.1 5G資料傳輸延遲測試............45
7.2 無人機飛行測試—GPS位置精確度...46
7.3 無人機飛行測試—巡邏測試........49
7.4 無人機飛行測試—夜間飛行影像測試.50
7.5 PID調控測試...................52
第8章 結論..........................53
參考文獻...............................56
EXTENDED ABSTRACT.....................59

[1]“2022 SECURITY MEGATRENDS™,” 2022. [Online]. Available:
https://www.securityindustry.org/report/security-megatrends-the-2022-vision-for-the-security-industry/
[2]行政院，「台灣5G行動計畫」(2020年)，取自:
https://www.ey.gov.tw/Page/5A8A0CB5B41DA11E/087b4ed8-8c79-49f2-90c3-6fb22d740488
[3]王若芷，2017，"系統保全服務創新-導入物聯網之個案探討"，國立高雄應用科技大學，碩士論文。
[4]“Micro Air Vehicle Link (MAVLink) in a Nutshell:A Survey, ”2015. [Online].Available:
https://arxiv.org/pdf/1906.10641.pdf
[5]HAN Tuanjun(2019). Research on mountainous farmland environmental monitoring system based on WiFi and ZigBee. Modern Electronics Technique, 42(2), 14-17. doi:10.16652/j.issn.1004⁃373x.2019.02.004
[6]許峻嘉，2018，"在LoRa P2P模式上提供可靠的資料傳輸"，國立交通大學，碩士論文。
[7]左一廷，2008，” 高隱私性P2P傳輸策略研究”，國立臺灣海洋大學，碩士論文。
[8]陳聰敏，2017，"以軟體定義網路實作 HTTP 即時串流之研究與實現"，淡江大學，碩士論文。
[9]“5G vs. 4G: Learn the key differences between them, ”2022. Available:
https://www.techtarget.com/searchnetworking/feature/A-deep-dive-into-the-differences-between-4G-and-5G-networks
[10]北京郵電大學出版社，「紫蜂技术及其应用」(2006年)，取自:
https://zh.m.wikipedia.org/zh-hant/ZigBee#cite_ref-1
[11]“Microchip>Products>ATmega2560, ”2022. [Online].Available:
https://www.microchip.com/en-us/product/ATmega2560#
[12]温州塔罗航空科技有限公司，「Martin 无刷电机-多旋翼高效」(2011年)，取自:
http://www.tarotrc.com/Product/Detail.aspx?Lang=zh&Id=d06ec678-2f13-4132-b720-5dfcf7deeb3a
[13]Tiziano Fiorenzani，“ HOW DO DRONES WORK? PART 2 - INTRODUCTION TO AERODYNAMICS,”2016. [Online].Available:
https://www.linkedin.com/pulse/how-do-drones-work-part-2-introduction-aerodynamics-fiorenzani
[14]Lauren Nagel，“ Drone Design - Calculations and Assumptions,”2021. [Online].Available:
https://www.tytorobotics.com/blogs/articles/the-drone-design-loop-for-brushless-motors-and-propellers
[15]“ Raspberry Pi 3 Model B,” 2016. [Online].Available:
https://www.raspberrypi.com/products/raspberry-pi-3-model-b/
[16]“MAVLINK Common Message Set,” [Online]. Available:
https://mavlink.io/en/messages/common.html
[17]PX4U，“Pixhawk 4®”2022. [Online]. Available:
http://docs.px4.io/main/en/flight_controller/pixhawk4.html
維基百科，「twr公式」(2006年)，取自:
https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%8E%A8%E5%8A%9B%E9%87%8D%E9%87%8F%E6%AF%94
[18] 維基百科，「距離除以時間公式」(2012年)，取自:
https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E9%80%9F%E7%8E%87
[19] 維基百科，「抗干擾」(2006年)，取自:
https://bkueng.gitbooks.io/px4-user-guide/content/en/advanced_config/race