CN115167518B - 一种基于无人机的腐蚀挂片管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于无人机的腐蚀挂片管理系统，属于材料试验领域。本发明包括挂片管理系统、无人机系统及智能挂片架三部分。本发明建立挂片智能管理系统，与挂片架进行数据连接，进行挂片架挂片状态、挂片架空余位置及样本状态的监测，挂片放置、回收管理，实现挂片及挂片架的综合管控；本发明挂片架独立配备环境信息采集设备，针对每一个挂片点独立采集环境信息，确保获取准确的挂片样本环境信息；本发明使用无人机自动开展挂片点巡视、挂片布置、挂片收集工作，可有效减轻人员工作量，降低单调重复工作的人力成本。

Description

一种基于无人机的腐蚀挂片管理系统

技术领域

本发明属于材料试验领域，具体涉及一种基于无人机的腐蚀挂片管理系统。

背景技术

材料是国家建设和社会发展的支柱和重要基础国家经济建设、国防建设和高新技术的发展都离不开材料，而材料在使用过程中因环境作用而性能下降、状态改变、直至损坏变质，通常称为“腐蚀”或“老化”。随着近代科学技术的发展，现已发现几乎所有材料(包括陶瓷、混凝土、有机离分子材料等)在环境作用下都存在腐蚀或老化问题。材料腐蚀不仅给国家带来重大的经济损失和大量资源与能源的消耗，还会给设备、装备、建筑物及人身安全带来威胁。因此，为了获得材料在自然环境条件下的腐蚀数据和规律，在生产使用前，一般开展材料在自然环境中的腐蚀试验，通过长期的观察与检测，积累腐蚀数据，掌握各类材料在典型自然环境中的腐蚀规律，为国家重点工程建设和国防建设中的合理选材、科学用材、防护措施选择等提供科学依据。

材料自然环境腐蚀数据积累不同于一般性的数据采集，必须通过在我国典型的自然环境(大气、水、土壤)中建立试验站，把各类材料按国际与国家标准制备成试验件，在试验站进行长期的现场试验，应用多种测试技术，对环境因素和试验材料在环境作用下发生的变化进行长期的观察与检测，并按不同材料的不同试验周期定期取样，进行测试分析，获得原始性数据及相关资料。为保证数据的科学性，即保证数据准确可靠并具有可比性，试验要按统一制定的试验方法与规程进行，试件要统一制备、统一投放，因此，每一次投、取样试验片数量均较大。

但是在开展材料腐蚀研究的工作中，需要长期开展不同材料在不同环境下的腐蚀挂片试验工作，具有挂片样本数量多、挂片地点分散广、挂片样本放置及回收时间零散等特点。目前通常是通过人工方式，按时间要求及试验需求，到各挂片点进行挂片和回收工作，效率低下，且人工及时间成本较高。部分理想的挂片点环境恶劣，人员不可达或进出不便等因素，无法进行挂片工作，或是无法长时间进行户外操作，不利于准确的试验数据采集。因此急需一种智能、方便、快捷、时效性高的腐蚀挂片管理系统，来解决以上问题，减轻试验人员工作量，释放人力资源，提高运行效率。

现有技术中的做法如下：

1)人工对样品进行标记

FB/T-0009-2014《材料环境腐蚀试验规程金属材料大气环境暴露腐蚀试验》中规定，碳钢和低合金钢、普通不锈钢采用钻孔标识，高耐蚀性材料采用钻孔或打钢印标识。回收时，需提前准备试验所需要的试样袋、试剂、药品、试验片和记录本，采用数字标记、人工书写试验片标签的方式进行样品登记。

2)样品怎么管理

实验室或质量检测中心设有专门且适宜的样品留存场所，配备样品间及样品柜(架)，按照样品型号，进行人工识别、手写样品信息在记录本上或人工登记到计算机文档中。

设置提醒，根据试验计划和试样投放时间，列出中间检查的具体日期。按预定的日期进行中间检查，观察、记录每个试样的表面光泽、腐蚀产物颜色、疏密、附着牢固程度以及腐蚀破坏分布(均匀、不均匀、局部腐蚀等)等的特征变化。在观察记录的同时，对每种材料的典型试样进行拍照。

试验资料包括试验材料的原始资料、执行试验程序中产生的原始(第一次出现)的资料(数据、文字、图表、照片等)，要有专用的记录本、相册(数码照片输入计算机)，有专人负责，永久保存。

所有试验资料应输入微机，并备份副本。

3)挂片采样工作

实验室样品技术管理人员负责按照样品取样的程序，按试验预定的日期或预定的日期将试样装上(或取下)试验架。试样投放前，应关注近几天的天气预报，保证试样开始曝露的前三天的天气无雨、雾。需根据前期登记的文档，核对空置试验架数量、位置，并逐个核对样品信息，并进行人工编号，确认投放试验架编号，保证同一批试验的试样挂在同一试验架或临近的试验架上。记录试样投放的日期和各试样的挂放位置，并人工拍照。试验架样位要有编号，试样位置与样位一一对应，保存照片到制定计算机文件夹中留存。

取样时，需要逐个核对不同期试验样品投放文件，确认取样的点位、数量和取样编号，到指定地点进行取样，并记录取样时样品状态，做好样品的标识及样品留存、流转和处置方式。完成取样后，对该类样品在计算机文档中进行人工标记，更改该类样品状态。

4)环境数据集中，未与挂片在同一地点

每个试验站(点)都应有环境监测数据，尤其是需要进行全域环境监测的重要工作地点，需要布设大量的环境监测点。目前，均采用人工投、取环境监测片的方式进行监测样本回收。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提供一种基于无人机的腐蚀挂片管理系统，以解决目前通常是通过人工方式，按时间要求及试验需求，到各挂片点进行挂片和回收工作，效率低下，且人工及时间成本较高，而且部分理想的挂片点环境恶劣，人员不可达或进出不便等因素，无法进行挂片工作，或是无法长时间进行户外操作，不利于准确的试验数据采集的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于无人机的腐蚀挂片管理系统，该腐蚀挂片管理系统包括挂片管理系统、无人机管控系统、无人机及智能挂片架；

挂片综合管理系统用于智能挂片架设备的注册和接入，用于样片的管理，样片在试验前安装射频标签，挂片综合管理系统在射频标签中写入试验信息，并在试验后挂片综合管理系统读取射频标签中信息,挂片综合管理系统还用于采集智能挂片架的环境信息和状态信息，并对采集和读取的数据进行管理，挂片综合管理系统还用于设定无人机巡查及样片回收任务计划，将无人机巡查及样片回收任务计划下发无人机管控系统，并对任务进展进行进行监测；

无人机管控系统用于无人机集群管控，自主规划指派无人机执行挂片综合管理系统下达的任务计划，向无人机发送飞行指令和飞行路径，并接收无人机发送的视频信息和状态数据，对无人机执行任务情况进行控制；

无人机用于根据无人机管控系统发送的飞行指令和飞行路径在指定位置放置和抓取挂片样片，并将位置信息、状态信息及图像信息发送给无人机管控系统；

智能挂片架位于挂片点，用于挂载样片，与挂片综合管理系统建立无线通信连接，实时发送自身位置信息、挂片状态信息、温湿度数据、降雨量数据、风速风向、光照及盐雾浓度数据。

进一步地，所述挂片综合管理系统包括设备管理模块、数据管理模块、任务规划模块、系统监测模块和综合数据收发模块。

进一步地，设备管理模块用于智能挂片架设备的注册和接入及样片的管理，每个智能挂片架在部署到挂片地点前，需进行系统配对及验证，依托设备管理模块注册相关信息，建立信息传输通路；样片在放置于挂片架开展挂片试验前，需先安装系统配备的射频标签，试验前依托设备管理模块将样片试验信息，写入射频标签中；样品回收后，再使用设备管理模块读取射频标签中信息，完成状态监控；

综合数据收发模块用于与智能挂片架建立通讯连接，无线或有线接收智能挂片架实时采集的环境信息及挂片架当前的挂片状态及空余状态；

数据管理模块用于对采集的数据进行处理和存储，将设备管理数据、环境数据、挂片架状态数据、挂片样本数据进行综合整理、清洗、标记，存储于数据库中，为系统监测及任务规划提供数据支撑服务；

任务规划模块用于根据挂片点管理要求及挂片试验的开展要求，手动设定或自动设定无人机巡查及样片回收任务计划，并将无人机巡查及样片回收任务计划下发无人机管控系统；任务规划模块进行挂片点巡查顺序设置、巡查时间设置、样片放置、样片回收、设备故障查验，具备即时任务指令、单次及多次定时任务指令及周期性任务指令的规划；

系统监测模块用于对设备状态、无人机状态、样片状态、任务进展情况、故障报警信息进行可视化状态监测，便于工作人员实时掌握系统动态。

进一步地，无人机管控系统包括无人机管理模块、无线数据收发模块、飞行路径规划模块和视频图像处理模块。

进一步地，无人机管理模块用于无人机设备的注册及参数设置，建立无人机集群管控机制，同时获取无人机状态信息及电量信息，对无人机飞行、挂载、空载状态进行识别，自主规划指派无人机执行挂片综合管理系统下达的巡查、挂片放置、挂片回收及设备故障监测确认任务；

无线数据收发模块用于实现与无人机之间的飞行控制指令下达、无人机状态数据及视频图像数据传输；

视频图像处理模块用于处理无人机发送的视频信息，包括障碍物识别、挂片架定点监测、挂片放置及回收过程中辅助定位；

飞行路径规划模块用于根据飞行目的地、无人机位置信息、视频图像障碍物识别情况，设定无人机飞行路径，并向无人机发送飞行指令。

进一步地，无人机包括：无线收发装置、无人机定位装置、飞行控制装置、图像采集装置和样本抓取装置。

进一步地，无线收发装置用于无人机与无人机管控系统进行数据交互，接收无人机管控系统发送的飞行指令及飞行路径，并将位置信息、状态信息及图像信息发送给无人机管控系统；

无人机定位装置采用GPS或北斗卫星定位模块，实时获取无人机的位置信息；

飞行控制装置用于根据飞行指令和路径规划，控制无人机飞行姿态；

图像采集装置用于实时获取无人机飞行画面；

样片抓取装置悬挂于无人机下方，用于对样片进行挂载和释放。

进一步地，智能挂片架包括SIM卡无线装置、挂片架定位装置、太阳能供电装置、无人机辅助定位装置和传感器，传感器包括盐雾浓度传感器、光照传感器、雨量传感器、风速风向传感器、温湿度传感器和挂片状态监测传感器。

进一步地，SIM卡无线装置，依靠SIM卡连接无线网络，与挂片综合管理系统建立无线通信连接，实时发送自身位置信息、挂片状态信息、温湿度数据、降雨量数据、风速风向、光照及盐雾浓度数据；

挂片架定位装置采用GPS或北斗定位模块，用于获取智能挂片架位置数据，为无人机规划路径提供位置信息；

太阳能供电装置，使用太阳能电池板配合锂电池方式为智能挂片架相关传感器及电子设备提供电力供应，日照充足时，太阳能电池板设备供电，为锂电池充电；夜间或日照不充足时，依靠锂电池为设备供电；

无人机辅助定位装置，用于配合无人机上的图像采集装置进行无人机精准定位，配合无人机样片抓取装置进行样片的放置和抓取；

盐雾浓度传感器用于采集环境中盐雾浓度数据，光照传感器用于采集光照数据，雨量传感器用于采集降雨数据，风速风向传感器用于采集风速、风向数据，温湿度传感器用于采集温度、湿度数据，挂片状态监测传感器用于采集挂片放置状态数据。

本发明还提供一种基于无人机的腐蚀挂片管理方法，该方法包括如下步骤：

S1、工作人员在获取需要挂样的材料样片后，为其安装射频标签，并在挂片综合管理系统中填写挂片信息，并将其写入到射频标签中；

S2、工作人员使用挂片综合管理系统提供的任务规划模块对样片放置时间、放置地点、取样时间任务进行规划设置，并生成无人机飞行计划；

S3、工作人员将样片挂载到飞行计划指定的无人机的样片抓取装置上后，无人机按飞行计划自主飞行到指定的智能挂片架，将样片释放到智能挂片架开始挂片试验，随后无人机空载自动返回；

S4、每日指定时间，按照挂片综合管理系统制定的飞行计划，无人机自主开展挂片点巡查工作，对智能挂片架及其样片进行多媒体摄像机拍照记录；

S5、挂片综合管理系统判断到达样片回收时间后，自主下达无人机回收指令，无人机根据指令自动飞抵指定智能挂片架，并通过样片抓取装置获取指定的试验样片后自主返回；

S6、工作人员取得样片后，使用挂片综合管理系统读取射频芯片的信息，进行状态确认和记录，拆下射频芯片，完成挂片取样工作。

(三)有益效果

本发明提出一种基于无人机的腐蚀挂片管理系统，本发明建立挂片智能管理系统，与挂片架进行数据连接，进行挂片架挂片状态、挂片架空余位置及样本状态的监测，挂片放置、回收管理，实现挂片及挂片架的综合管控；本发明挂片架独立配备环境信息采集设备，针对每一个挂片点独立采集环境信息，确保获取准确的挂片样本环境信息；本发明使用无人机自动开展挂片点巡视、挂片布置、挂片收集工作，可有效减轻人员工作量，降低单调重复工作的人力成本。

附图说明

图1为本发明的基于无人机的腐蚀挂片管理系统示意图；

图2为挂片综合管理系统设计示意图；

图3为无人机管控系统设计示意图；

图4为无人机设计示意图；

图5为智能挂片架设计示意图；

图6为本发明的基于无人机的腐蚀挂片管理方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明的目的是：

1)建立挂片智能管理系统，与挂片架进行数据连接，进行挂片架挂片状态、挂片架空余位置及样本状态的监测，挂片放置、回收管理，实现挂片及挂片架的综合管控。

2)挂片架独立配备环境信息采集设备，针对每一个挂片点独立采集环境信息，确保获取准确的挂片样本环境信息。

3)使用无人机自动开展挂片点巡视、挂片布置、挂片收集工作，可有效减轻人员工作量，降低单调重复工作的人力成本。

本系统包括挂片管理系统、无人机管控系统、无人机及及智能挂片架三部分，如图1所示：

1)挂片综合管理系统

挂片综合管理系统是本系统的核心控制中枢，其主要用于挂片试验数据管理、挂片样本RFID信息分配及验证、挂片回收时间规划、挂片架状态监控、环境信息采集、并向无人机管控系统下达无人机飞行指令及获取状态监控等。

挂片综合管理系统用于智能挂片架设备的注册和接入，用于样片的管理，样片在试验前安装射频标签，挂片综合管理系统在射频标签中写入试验信息，并在试验后挂片综合管理系统读取射频标签中信息,挂片综合管理系统还用于采集智能挂片架的环境信息和状态信息，并对采集和读取的数据进行管理，挂片综合管理系统还用于设定无人机巡查及样片回收任务计划，将无人机巡查及样片回收任务计划下发无人机管控系统，并对任务进展进行进行监测。

2)无人机管控系统

无人机管控系统是无人机飞行控制的核心，用于无人机集群管控、任务调度、路径规划、电量及位置状态监测。其根据使用需求，可按需配置不同数量的无人机终端。

无人机管控系统用于无人机集群管控，自主规划指派无人机执行挂片综合管理系统下达的任务计划，向无人机发送飞行指令和飞行路径，并接收无人机发送的视频信息和状态数据，对无人机执行任务情况进行控制；

无人机用于根据无人机管控系统发送的飞行指令和飞行路径在指定位置放置和抓取挂片样片，并将位置信息、状态信息及图像信息发送给无人机管控系统。

3)智能挂片架

智能挂片架位于挂片点，用于挂载样片，与挂片综合管理系统建立无线通信连接，实时发送自身位置信息、挂片状态信息、温湿度数据、降雨量数据、风速风向、光照及盐雾浓度数据。

挂片综合管理系统

挂片综合管理系统详细功能设置如图2所示。挂片综合管理系统包括设备管理模块、数据管理模块、任务规划模块、系统监测模块和综合数据收发模块。

1)设备管理模块主要用于智能挂片架设备的注册和接入及样片的管理，每个智能挂片架在部署到挂片地点前，需进行系统配对及验证，依托设备管理模块注册相关信息，建立信息传输通路。样片在放置于挂片架开展挂片试验前，需先安装系统配备的射频标签，试验前依托设备管理模块将样片试验信息，写入射频标签中。样品回收后，再使用设备管理模块读取射频标签中信息，完成状态监控。

2)综合数据收发模块主要用于与智能挂片架建立通讯连接，无线或有线接收智能挂片架实时采集的环境信息及挂片架当前的挂片状态及空余状态。

3)数据管理模块用于对采集的数据进行处理和存储，将设备管理数据、环境数据、挂片架状态数据、挂片样本数据进行综合整理、清洗、标记，存储于数据库中，为系统监测及任务规划提供数据支撑服务。

4)任务规划模块用于根据挂片点管理要求及挂片试验的开展要求，手动设定或自动设定无人机巡查及样片回收任务计划，并将无人机巡查及样片回收任务计划下发无人机管控系统。可进行挂片点巡查顺序设置、巡查时间设置、样片放置、样片回收、设备故障查验等。具备即时任务指令、单次及多次定时任务指令及周期性任务指令的规划。

5)系统监测模块用于对设备状态、无人机状态、样片状态、任务进展情况、故障报警等信息进行可视化状态监测，便于工作人员实时掌握系统动态。

无人机管控系统

无人机管控系统详细功能设置如图3所示。无人机管控系统包括无人机管理模块、无线数据收发模块、飞行路径规划模块和视频图像处理模块。

1)无人机管理模块用于无人机设备的注册及参数设置，建立无人机集群管控机制，同时获取无人机状态信息及电量信息，对无人机飞行、挂载、空载等状态进行识别，自主规划指派无人机执行挂片综合管理系统下达的巡查、挂片放置、挂片回收及设备故障监测确认任务。

2)无线数据收发模块用于实现与无人机之间的飞行控制指令下达、无人机状态数据及视频图像数据传输。

3)视频图像处理模块用于处理无人机发送的视频信息，包括障碍物识别、挂片架定点监测、挂片放置及回收过程中辅助定位等。

4)飞行路径规划模块用于根据飞行目的地、无人机位置信息、视频图像障碍物识别情况，设定无人机飞行路径，并向无人机发送飞行指令。

无人机

无人机详细功能设置如图4所示。无人机包括：无线收发装置、无人机定位装置、飞行控制装置、图像采集装置和样本抓取装置。

1)无线收发装置，用于无人机与无人机管控系统进行数据交互，接收无人机管控系统发送的飞行指令及飞行路径，并将位置信息、状态信息及图像信息发送给无人机管控系统。

2)无人机定位装置采用GPS或北斗卫星定位模块，实时获取无人机的位置信息。

3)飞行控制装置用于根据飞行指令和路径规划，控制无人机飞行姿态。

4)图像采集装置用于实时获取无人机飞行画面。

5)样片抓取装置悬挂于无人机下方，可对样片进行挂载和释放。

智能挂片架

智能挂片架详细功能设置如图5所示。智能挂片架包括SIM卡无线装置、挂片架定位装置、太阳能供电装置、无人机辅助定位装置和传感器，传感器包括盐雾浓度传感器、光照传感器、雨量传感器、风速风向传感器、温湿度传感器和挂片状态监测传感器；

1)SIM卡无线装置，依靠SIM卡连接无线网络，与挂片综合管理系统建立无线通信连接，实时发送自身位置信息、挂片状态信息、温湿度数据、降雨量数据、风速风向、光照及盐雾浓度数据。

2)挂片架定位装置采用GPS或北斗定位模块，用于获取智能挂片架位置数据，为无人机规划路径提供位置信息。

3)太阳能供电装置，使用太阳能电池板配合锂电池方式为智能挂片架相关传感器及电子设备提供电力供应。日照充足时，太阳能电池板设备供电，为锂电池充电；夜间或日照不充足时，依靠锂电池为设备供电。

4)无人机辅助定位装置，用于配合无人机上的图像采集装置进行无人机精准定位，配合无人机样片抓取装置进行样片的放置和抓取。

5)盐雾浓度传感器用于采集环境中盐雾浓度数据，光照传感器用于采集光照数据，雨量传感器用于采集降雨数据，风速风向传感器用于采集风速、风向数据，温湿度传感器用于采集温度、湿度数据，挂片状态监测传感器用于采集挂片放置状态数据。

本发明的系统挂样及回收操作按照如6所示的流程进行。发明的基于无人机的腐蚀挂片管理方法包括如下步骤：

S1、工作人员在获取需要挂样的材料样片后，为其安装射频标签，并在挂片综合管理系统中填写挂片信息，并将其写入到射频标签中。

S2、随后工作人员使用挂片综合管理系统提供的任务规划模块对样片放置时间、放置地点、取样时间等任务进行规划设置，并生成无人机飞行计划。

S3、工作人员将样片挂载到飞行计划指定的无人机的样片抓取装置上后，无人机按飞行计划自主飞行到指定的智能挂片架，将样片释放到智能挂片架开始挂片试验，随后无人机空载自动返回。

S4、每日指定时间，按照挂片综合管理系统制定的飞行计划，无人机自主开展挂片点巡查工作，对智能挂片架及其样片进行多媒体摄像机拍照记录。

S5、挂片综合管理系统判断到达样片回收时间后，自主下达无人机回收指令，无人机根据指令自动飞抵指定智能挂片架，并通过样片抓取装置获取指定的试验样片后自主返回。

S6、工作人员取得样片后，使用挂片综合管理系统读取射频芯片的信息，进行状态确认和记录，拆下射频芯片，完成挂片取样工作。

本发明建立挂片智能管理系统，与挂片架进行数据连接，进行挂片架挂片状态、挂片架空余位置及样本状态的监测，挂片放置、回收管理，实现挂片及挂片架的综合管控；本发明挂片架独立配备环境信息采集设备，针对每一个挂片点独立采集环境信息，确保获取准确的挂片样本环境信息；本发明使用无人机自动开展挂片点巡视、挂片布置、挂片收集工作，可有效减轻人员工作量，降低单调重复工作的人力成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于无人机的腐蚀挂片管理系统，其特征在于，该腐蚀挂片管理系统包括挂片管理系统、无人机管控系统、无人机及智能挂片架；

挂片综合管理系统用于智能挂片架设备的注册和接入，用于样片的管理，样片在试验前安装射频标签，挂片综合管理系统在射频标签中写入试验信息，并在试验后挂片综合管理系统读取射频标签中信息,挂片综合管理系统还用于采集智能挂片架的环境信息和状态信息，并对采集和读取的数据进行管理，挂片综合管理系统还用于设定无人机巡查及样片回收任务计划，将无人机巡查及样片回收任务计划下发无人机管控系统，并对任务进展进行监测；

无人机管控系统用于无人机集群管控，自主规划指派无人机执行挂片综合管理系统下达的任务计划，向无人机发送飞行指令和飞行路径，并接收无人机发送的视频信息和状态数据，对无人机执行任务情况进行控制；

无人机用于根据无人机管控系统发送的飞行指令和飞行路径在指定位置放置和抓取挂片样片，并将位置信息、状态信息及图像信息发送给无人机管控系统；

智能挂片架位于挂片点，用于挂载样片，与挂片综合管理系统建立无线通信连接，实时发送自身位置信息、挂片状态信息、温湿度数据、降雨量数据、风速风向、光照及盐雾浓度数据；

其中，

所述挂片综合管理系统包括设备管理模块、数据管理模块、任务规划模块、系统监测模块和综合数据收发模块；

设备管理模块用于智能挂片架设备的注册和接入及样片的管理，每个智能挂片架在部署到挂片地点前，需进行系统配对及验证，依托设备管理模块注册相关信息，建立信息传输通路；样片在放置于挂片架开展挂片试验前，需先安装系统配备的射频标签，试验前依托设备管理模块将样片试验信息，写入射频标签中；样品回收后，再使用设备管理模块读取射频标签中信息，完成状态监控；

综合数据收发模块用于与智能挂片架建立通讯连接，无线或有线接收智能挂片架实时采集的环境信息及挂片架当前的挂片状态及空余状态；

数据管理模块用于对采集的数据进行处理和存储，将设备管理数据、环境数据、挂片架状态数据、挂片样本数据进行综合整理、清洗、标记，存储于数据库中，为系统监测及任务规划提供数据支撑服务；

任务规划模块用于根据挂片点管理要求及挂片试验的开展要求，手动设定或自动设定无人机巡查及样片回收任务计划，并将无人机巡查及样片回收任务计划下发无人机管控系统；任务规划模块进行挂片点巡查顺序设置、巡查时间设置、样片放置、样片回收、设备故障查验，具备即时任务指令、单次及多次定时任务指令及周期性任务指令的规划；

系统监测模块用于对设备状态、无人机状态、样片状态、任务进展情况、故障报警信息进行可视化状态监测，便于工作人员实时掌握系统动态；

智能挂片架包括SIM卡无线装置、挂片架定位装置、太阳能供电装置、无人机辅助定位装置和传感器，传感器包括盐雾浓度传感器、光照传感器、雨量传感器、风速风向传感器、温湿度传感器和挂片状态监测传感器；

SIM卡无线装置，依靠SIM卡连接无线网络，与挂片综合管理系统建立无线通信连接，实时发送自身位置信息、挂片状态信息、温湿度数据、降雨量数据、风速风向、光照及盐雾浓度数据；

挂片架定位装置采用GPS或北斗定位模块，用于获取智能挂片架位置数据，为无人机规划路径提供位置信息；

太阳能供电装置，使用太阳能电池板配合锂电池方式为智能挂片架相关传感器及电子设备提供电力供应，日照充足时，太阳能电池板设备供电，为锂电池充电；夜间或日照不充足时，依靠锂电池为设备供电；

无人机辅助定位装置，用于配合无人机上的图像采集装置进行无人机精准定位，配合无人机样片抓取装置进行样片的放置和抓取；

盐雾浓度传感器用于采集环境中盐雾浓度数据，光照传感器用于采集光照数据，雨量传感器用于采集降雨数据，风速风向传感器用于采集风速、风向数据，温湿度传感器用于采集温度、湿度数据，挂片状态监测传感器用于采集挂片放置状态数据。

2.如权利要求1所述的基于无人机的腐蚀挂片管理系统，其特征在于，无人机管控系统包括无人机管理模块、无线数据收发模块、飞行路径规划模块和视频图像处理模块。

3.如权利要求2所述的基于无人机的腐蚀挂片管理系统，其特征在于，

无人机管理模块用于无人机设备的注册及参数设置，建立无人机集群管控机制，同时获取无人机状态信息及电量信息，对无人机飞行、挂载、空载状态进行识别，自主规划指派无人机执行挂片综合管理系统下达的巡查、挂片放置、挂片回收及设备故障监测确认任务；

无线数据收发模块用于实现与无人机之间的飞行控制指令下达、无人机状态数据及视频图像数据传输；

视频图像处理模块用于处理无人机发送的视频信息，包括障碍物识别、挂片架定点监测、挂片放置及回收过程中辅助定位；

飞行路径规划模块用于根据飞行目的地、无人机位置信息、视频图像障碍物识别情况，设定无人机飞行路径，并向无人机发送飞行指令。

4.如权利要求3所述的基于无人机的腐蚀挂片管理系统，其特征在于，无人机包括：无线收发装置、无人机定位装置、飞行控制装置、图像采集装置和样本抓取装置。

5.如权利要求4所述的基于无人机的腐蚀挂片管理系统，其特征在于，

无线收发装置用于无人机与无人机管控系统进行数据交互，接收无人机管控系统发送的飞行指令及飞行路径，并将位置信息、状态信息及图像信息发送给无人机管控系统;

无人机定位装置采用GPS或北斗卫星定位模块，实时获取无人机的位置信息;

飞行控制装置用于根据飞行指令和路径规划，控制无人机飞行姿态;

图像采集装置用于实时获取无人机飞行画面;

样片抓取装置悬挂于无人机下方，用于对样片进行挂载和释放。

6.一种基于权利要求1-5任一项所述的基于无人机的腐蚀挂片管理系统的腐蚀挂片管理方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、工作人员在获取需要挂样的材料样片后，为其安装射频标签，并在挂片综合管理系统中填写挂片信息，并将其写入到射频标签中；

S2、工作人员使用挂片综合管理系统提供的任务规划模块对样片放置时间、放置地点、取样时间任务进行规划设置，并生成无人机飞行计划；

S3、工作人员将样片挂载到飞行计划指定的无人机的样片抓取装置上后，无人机按飞行计划自主飞行到指定的智能挂片架，将样片释放到智能挂片架开始挂片试验，随后无人机空载自动返回；

S4、每日指定时间，按照挂片综合管理系统制定的飞行计划，无人机自主开展挂片点巡查工作，对智能挂片架及其样片进行多媒体摄像机拍照记录；

S5、挂片综合管理系统判断到达样片回收时间后，自主下达无人机回收指令，无人机根据指令自动飞抵指定智能挂片架，并通过样片抓取装置获取指定的试验样片后自主返回；

S6、工作人员取得样片后，使用挂片综合管理系统读取射频芯片的信息，进行状态确认和记录，拆下射频芯片，完成挂片取样工作。