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第 11 屆 iT 邦幫忙鐵人賽

DAY 4
1
Security

三十日之熄燈幽談-資安百物語系列 第 4

[Day04] 資安百物語:第二談:現代飛頭蠻的反制法-反無人機技術(中)

上篇談到現代的飛頭蠻,也就是無人機
所帶來的風險,那無人機有哪幾種?無人機的構造又是怎樣的呢?

一起來深入把飛頭蠻剖開看看裡面吧~

無人機的類型

若依照應用領域分類,
無人機大約可以分成軍用級 ,商用級以及民用級

  1. 軍用級:
    https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20190920/20120299BZiVonJLVJ.jpg

主要就是戰鬥以及偵查無人機,主要經過兩次世界大戰的洗禮,
技術上有飛躍性的進步:載重能力提升,隱蔽性變高,軍用價值提高,

無人化載具逐漸成為國防單位不可或缺的一部份。

  1. 商用級:

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20190920/201202996pu5N6VqEt.jpg

應用廣泛,隨著產業不同客製化不同無人機,
許多適合大範圍、環境險峻、空中作業等 自動化工程,
例如:山林工地地形圖繪製、大面積噴灑農藥、電纜鋪設工程等,
以上為農業和工業應用,服務業相關應用雖未全面發展起來,
但目前Uber 已經開始測試「空中送餐」等無人機配送服務系統
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20190920/20120299iW0DooWZVs.jpg

[相關連結]: https://www.bnext.com.tw/article/53650/uber-delivers-meals-with-drones,未來商用型無人機的發展可說是潛力無窮。

  1. 民用級:
    https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20190920/20120299moYVcf07lZ.jpg

民用級根據定價高低還可以區分成專業級、消費級、玩具級
較專業的無人機穩定性高、馬達較耐用、飛行時間較長、功能更多,大約萬元以上
而消費級穩定性沒專業級高、而馬達大多採用一般直流刷馬達
,飛行時間較沒那麼長,功能侷限,3000 ~ 10000台幣之間
玩具級大約 3000以下,
穩定性較弱、飛行時間最短、性能弱、鏡頭畫素一般,使用壽命不長。


無人機的構造

這裡以民用級無人機為例,
無人機構造大約可以分成6個部分
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20190920/20120299D8iBq3JkQd.jpg

  • 無人機機身/機架
  • 飛行控制系統
  • 推進系統
  • 遙控器(操作者)
  • 遙控訊號接收器(無人機)
  • 雲台相機

1.無人機機身

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20190920/20120299lJDRLPy5vd.png

機身大小取決於翼獎的尺寸 + 馬達的體積,多採用輕物料材質,以降低整體負重
有些無人機使用碳纖、或玻璃纖維。

2. 飛行控制系統

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包含主控用的MCU,一些傳感器,例如:陀螺儀、加速度計、氣壓計 這些傳感器資訊可以用以判斷、穩定機身

註:MCU,將一般CPU頻率和規格做適當縮減
並且併入 記憶體、計數器、USB、A/D轉換、UART、DMA等周邊接口的微型控制器

而氣壓計數據 搭配 GPS定位資訊 則可以實現定高、定點、環繞等功能。

3.推進系統

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目前主流無人機使用的馬達有直流無刷馬達空心杯馬達

透過對角方向旋槳轉向相反,使整體角動量守恆,並且旋槳往下擠壓空氣,
提供無人機本身的向上升力,無人機才得以穩定起飛。

ESC:
電子調速器/電調控制器 (Electronic Speed Controller)

操作者透過PWM告訴ESC馬達該正還是反轉以及馬達運轉速度。

4.遙控器

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透過遙控器的搖桿讀數轉換成數位訊號
再進行調變並發送無線訊號至無人機的接收模組中
無人機的飛控系統再控制馬達進行相應的飛行動作

或者透過手機APP連接無人機的Wifi AP
透過Wifi對無人機進行操作,以及傳輸影像。

5.遙控訊號接收器

接收由無人機所發送的無線訊號
通常發射接收模組頻段是採2.4Ghz(干擾較多,但也有少數是採5Ghz

6.雲台相機

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20190920/20120299QiVVPLXjAf.png

雲台是穩定空拍相機用的重要構件
分為固定雲台、電動雲台
其中電動雲台內也有伺服馬達控制鏡頭左右、上下旋轉。


了解了基本概念後,就可以拿起武器,開始反擊了。


[參考資料]:
https://www.facebook.com/geeksfans/posts/774756512701798/

[圖檔來源]:網路


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