CN108093389A - 应急通信无人机***及应急通信*** - Google Patents

应急通信无人机***及应急通信*** Download PDF

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王创
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Abstract

本发明实施例提供一种应急通信无人机***及应急通信***，所述应急通信无人机***包括无人机、基站、电缆及发电装置；所述基站搭载在所述无人机上，以随着所述无人机飞临到目标地点的目标高度，并通过与地面基站之间的通信恢复所述目标地点附近的通信；所述电缆设置在所述无人机与所述发电装置之间，并分别与所述无人机及所述发电装置连接，以使所述发电装置通过所述电缆为所述无人机提供电能，确保所述无人机可长时间地悬空停留。所述应急通信无人机***的网络恢复效率高，能够提高灾区救援过程的抢险救援效率，减少灾区居民的损失。

Description

应急通信无人机***及应急通信***
技术领域
本发明涉及通信网络恢复技术领域，具体而言，涉及一种应急通信无人机***及应急通信***。
背景技术
随着通信网络技术的不断发展，通信网络的应用愈发广泛。就目前而言，用于搭建通信网络的地面通信设施在遇到地震、洪水、泥石流等自然灾害时，会遭到严重破坏，致使通信网络中断。
因此，为及时了解灾区的具体情况，需要尽快地恢复灾区的通信网络，以提高救援效率，但被破坏的通信网络往往会因地面通信设施复杂庞大、操作维护难度大等缘故，无法在短时间内被恢复，使整个灾区救援过程中的抢险队伍无法在第一时间内将得到的抢险现场信息实时地传送至抢险现场指挥部和后方应急中心，从而影响整个救援过程的抢险救援效率，易造成严重损失。
发明内容
为了克服现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种利用无人机进行紧急通信恢复的应急通信无人机***及应急通信***。所述应急通信无人机***的网络恢复效率高，能够提高灾区救援过程的抢险救援效率，减少灾区居民的损失。
就应急通信无人机***而言，本发明较佳的实施例提供一种应急通信无人机***。所述应急通信无人机***包括无人机、基站、电缆及发电装置；
所述基站搭载在所述无人机上，以随着所述无人机飞临到目标地点的目标高度，并通过与地面基站之间的通信恢复所述目标地点附近的通信；
所述电缆设置在所述无人机与所述发电装置之间，并分别与所述无人机及所述发电装置连接，以使所述发电装置通过所述电缆为所述无人机提供电能，确保所述无人机可长时间地悬空停留。所述应急通信无人机***通过无人机将与地面基站通信的基站搭载至目标地点的目标高度处，并通过所述基站释放的网络信号对所述目标地点进行网络覆盖，从而在极短的时间内恢复所述目标地点附近的通信网络，提高整个灾区救援过程的抢险救援效率，减少灾区居民的损失。
在本发明较佳的实施例中，上述无人机上设置有备用电源，所述备用电源与所述无人机电性连接，用于在所述发电装置停止运行时向悬空的所述无人机提供电能，确保所述无人机能继续悬停在空中。
就应急通信***而言，本发明较佳的实施例提供一种应急通信***。所述应急通信***包括调度控制中心、地面通信***及上述的应急通信无人机***；
所述调度控制中心与所述应急通信无人机***中的无人机通信连接，用于向所述无人机发送调度指令，以控制所述无人机按照所述调度指令飞临至目标地点的目标高度；
所述地面通信***包括地面基站，所述地面基站与所述无人机搭载的基站通信，用于在所述无人机飞临至所述目标地点的目标高度后，通过所述基站对所述目标地点进行网络覆盖，以恢复所述目标地点附近的通信。
在本发明较佳的实施例中，上述应急通信***还包括定位设备，所述定位设备设置在所述无人机上，用于对所述无人机的飞行轨迹进行定位，得到所述无人机的位置变化信息。
在本发明较佳的实施例中，上述定位设备与所述调度控制中心通信，以将所述位置变化信息发送给所述调度控制中心，使所述调度控制中心根据所述位置变化信息对所述调度指令进行调整。
在本发明较佳的实施例中，上述调度控制中心包括计算设备，所述计算设备包括显示装置及飞行遥控装置；
所述显示装置用于根据所述位置变化信息及实地地图，对所述无人机在所述地图中的位置进行显示；
所述飞行遥控装置用于生成控制所述无人机的飞行状态的调度指令。
在本发明较佳的实施例中，上述调度控制中心还包括升降机构，所述升降机构用于放置所述无人机，所述调度控制中心通过控制承载有待飞行的无人机的所述升降机构进行升降，使所述无人机从所述调度控制中心内移动到所述调度控制中心外。
在本发明较佳的实施例中，上述调度控制中心及所述应急通信无人机***中的发电装置设置于一可移动的车辆中。
在本发明较佳的实施例中，上述调度控制中心与所述发电装置电性连接，以控制所述发电装置对所述无人机的供电状态。
在本发明较佳的实施例中，上述无人机的防水等级不低于IP65等级。
相对于现有技术而言，本发明较佳的实施例提供的应急通信无人机***及应急通信***具有以下有益效果：所述应急通信无人机***的网络恢复效率高，能够提高灾区救援过程的抢险救援效率，减少灾区居民的损失。具体的，所述应急通信无人机***包括无人机、基站、电缆及发电装置，所述基站搭载在所述无人机上，以随着所述无人机飞临到目标地点的目标高度，并通过与地面基站之间的通信恢复所述目标地点附近的通信；所述电缆设置在所述无人机与所述发电装置之间，并分别与所述无人机及所述发电装置连接，以使所述发电装置通过所述电缆为所述无人机提供电能，确保所述无人机可长时间地悬空停留。所述应急通信无人机***通过无人机将与地面基站通信的基站搭载至目标地点的目标高度处，并通过所述基站释放的网络信号对所述目标地点进行网络覆盖，从而在极短的时间内恢复所述目标地点附近的通信网络，提高整个灾区救援过程的抢险救援效率，减少灾区居民的损失。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明权利要求保护范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明较佳的实施例提供的应急通信***的一种组成示意图。
图2为本发明较佳的实施例提供的图1中所示的应急通信无人机***的一种方框示意图。
图3为本发明较佳的实施例提供的图1中所示的应急通信无人机***的另一种方框示意图。
图4为本发明较佳的实施例提供的图1中所示的调度控制中心的一种方框示意图。
图5为本发明较佳的实施例提供的图4中所示的计算设备的一种方框示意图。
图6为本发明较佳的实施例提供的图4中所示的升降机构的一种结构示意图。
图标：10-应急通信***；100-应急通信无人机***；110-无人机；120-基站；130-发电装置；140-备用电源；200-调度控制中心；300-地面通信***；400-定位设备；210-计算设备；211-显示装置；212-飞行遥控装置；213-存储器；214-存储控制器；215-处理器；220-升降机构；310-地面基站。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如何提供一种能够快速恢复灾区通信，提高灾区救援过程的抢险救援效率，减少灾区居民的损失的应急通信***，对本领域技术人员而言，是急需解决的技术问题。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参照图1，是本发明较佳的实施例提供的应急通信***10的一种组成示意图。在本发明实施例中，所述应急通信***10用于在极短的时间内恢复灾区通信网络，以提高整个灾区救援过程的抢险救援效率，减少灾区居民的损失，为居民的生命财产安全提供保障。具体地，在本实施例中，所述应急通信***10包括应急通信无人机***100、调度控制中心200及地面通信***300，所述应急通信***10通过所述应急通信无人机***100、所述调度控制中心200及所述地面通信***300，对灾区的通信网络进行快速恢复，以使灾区现场中的抢险队伍能够实时地将抢险现场信息发送给抢险现场指挥部和后方应急中心，从而提高灾区救援过程的抢险救援效率，减少灾区居民的损失。
在本实施例中，所述应急通信无人机***100可以包括无人机110及基站120，所述地面通信***300包括地面基站310，所述应急通信无人机***100中的基站120与所述地面通信***300中的地面基站310通信连接，以从所述地面基站310处获取到所述地面基站310能够释放的网络信号，并配合所述地面基站310形成一通信网络。
其中，所述基站120搭载在所述无人机110上，以随着所述无人机110飞临到目标地点的目标高度后，基于与所述地面基站310的通信而获取到的网络信号，对所述目标地点进行网络覆盖，从而快速地恢复所述目标地点附近的通信。
在本实施例中，所述地面基站310的数目可以为多个，所述基站120在随着所述无人机110飞进所述地面基站310的网络覆盖范围内时，将与对应的地面基站310进行通信连接，用于充当所述地面基站310的网络中继器，以增大所述地面基站310的网络覆盖范围，从而实现对所述目标地点进行网络覆盖，恢复所述目标地点附近的通信。
在本实施例中，所述调度控制中心200用于对所述无人机110的飞行情况进行控制。具体地，所述调度控制中心200与所述无人机110通信连接，以向所述无人机110发送调度指令，控制所述无人机110按照所述调度指令飞临至所述目标地点的目标高度。其中，所述调度指令可以是控制所述无人机110进行俯冲飞行，也可以是控制所述无人机110进行攀升飞行，也可以是控制所述无人机110进行滚转飞行，还可以是控制所述无人机110向前、向左或向右飞行，具体的调度指令由操作人员根据需求在所述调度控制中心200处生成。
在本实施例中，所述调度控制中心200设置于一可移动的车辆中，所述车辆可携带所述调度控制中心200进行移动，比如携带所述调度控制中心200进入灾区现场后，所述调度控制中心200在所述车辆停靠后即可开始对所述无人机110进行调度。
在本实施例中，所述目标地点可以是目标灾区救援点，也可以是目标通讯建立点，所述目标地点的目标高度为所述目标地点上空距地面的高度。所述无人机110可以飞行的目标高度范围为50m～150m。
请参照图2，是本发明较佳的实施例提供的图1中所示的应急通信无人机***100的一种方框示意图。在本发明实施例中，所述应急通信无人机***100还可以包括发电装置130及电缆，所述电缆设置在所述发电装置130与所述无人机110之间，并分别与所述无人机110及所述发电装置130连接，以使所述发电装置130通过所述电缆为所述无人机110提供电能，确保所述无人机110可长时间地悬空滞留。
在本实施例中，所述发电装置130可与所述调度控制中心200设置于同一车辆上，并与所述调度控制中心200电性连接，以在所述调度控制中心200的控制下对所述无人机110进行供电，即所述调度控制中心200可在对所述无人机110的飞行情况进行控制的同时，控制所述发电装置130对所述无人机110的供电状态。
请参照图3，是本发明较佳的实施例提供的图1中所示的应急通信无人机***100的另一种方框示意图。在本发明实施例中，所述应急通信无人机***100还可以包括备用电源140，所述备用电源140设置在所述无人机110上，并与所述无人机110电性连接，用于在所述发电装置130停止运行时向悬空的所述无人机110提供电能，确保所述无人机110能继续悬停在空中。具体地，当所述发电装置130停止运行而所述无人机110需要所述基站120保持对所述目标地点的通信维持时，所述备用电源140可通过提供电能的方式，确保所述无人机110悬停续航；当所述发电装置130停止运行而所述无人机110需要着陆时，所述备用电源140可通过提供电能的方式，确保所述无人机110能够安全着陆。在本实施例中，所述发电装置130在向所述无人机110提供电能的同时，也会对所述备用电源140进行充电。
请再次参照图1，在本实施例中，所述应急通信***10还可以包括定位设备400，所述定位设备400设置在所述无人机110上，用于对所述无人机110的飞行轨迹进行定位，得到所述无人机110的位置变化信息。
在本实施例中，所述定位设备400与所述调度控制中心200通信连接，以将所述定位设备400定位到的所述无人机110的位置变化信息发送给所述调度控制中心200，以使所述调度控制中心200根据所述位置变化信息对所述调度指令进行调整，使所述无人机110能够飞临至目标地点的目标高度，从而通过所述无人机110上的基站120对所述目标地点的通信进行恢复。
请参照图4，是本发明较佳的实施例提供的图1中所示的调度控制中心200的一种方框示意图。在本发明实施例中，所述调度控制中心200包括计算设备210及升降机构220。
其中，所述计算设备210用于根据所述位置变化信息向所述无人机110发送调度指令，以控制所述无人机110的飞行轨迹，使所述无人机110能够飞临至目标地点的目标高度。所述计算设备210包括显示装置211及飞行遥控装置212，所述显示装置211用于根据所述位置变化信息及实地地图，对所述无人机110在所述地图中的位置进行显示；所述飞行遥控装置212用于生成控制所述无人机110的飞行状态的调度指令，以使所述无人机110飞临至所述目标地点的目标高度。其中，所述飞行状态包括所述无人机110的飞行速度、飞行方向及飞行状态。
在本实施例中，所述显示装置211包括一显示屏，所述显示装置211通过所述显示屏对所述无人机110在实地地图中的位置进行显示；所述飞行遥控装置212包括一飞行遥控摇杆，所述飞行遥控装置212通过所述飞行遥控摇杆控制所述无人机110的飞行状态。
请参照图5，是本发明较佳的实施例提供的图4中所示的计算设备210的一种方框示意图。在本实施例中，所述计算设备210还可以包括存储器213、存储控制器214及处理器215。所述存储器213、存储控制器214及处理器215各个元件之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。
其中，所述存储器213可以是，但不限于，随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，PROM)等。其中，存储器213用于存储程序，所述处理器215在接收到执行指令后，执行所述程序，以控制所述无人机110的飞行状态，进而使所述无人机110飞临至标地点的目标高度，并通过所述无人机110上的基站120对所述目标地点的通信进行恢复。所述处理器215以及其他可能的组件对存储器213的访问可在所述存储控制器214的控制下进行。
所述处理器215可能是一种具有信号处理能力的集成电路芯片。上述的处理器215可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等。
可以理解，图5所示的结构仅为示意，计算设备210还可包括比图5中所示更多或者更少的组件，或者具有与图5所示不同的配置。图5中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
请参照图6，是本发明较佳的实施例提供的图4中所示的升降机构220的一种结构示意图。在本实施例中，所述升降机构220用于放置无人机110。当所述升降机构220上承载有待飞行的无人机110时，所述调度控制中心200可通过控制所述升降机构220的升降状态，使所述无人机110从所述调度控制中心200内移动到所述调度控制中心200外。其中，所述无人机110在不运行时，可与所述调度控制中心200放置在同一车辆内，并放置在所述升降机构220上，以提高对所述应急通信***10的移动效率及携带效率。
在本实施例中，所述无人机110防水等级高，抗风性能好，搭载容量大。具体地，所述无人机110的防水等级不低于IP65等级，所述无人机110可在10m/S～15m/S的风速下长时间正常运行，所述无人机110可搭载5～10公斤的荷载进行长时间飞行。在本实施例中，所述无人机110可以是，但不限于，多旋翼无人机、固定翼无人机等。在本实施例中，所述无人机110上搭载有伞降***，用于在所述无人机110处于紧急状态时能够确保地面人员安全，及所述无人机110的器材安全。
综上所述，在本发明较佳的实施例提供的应急通信无人机***及应急通信***中，所述应急通信无人机***的网络恢复效率高，能够提高灾区救援过程的抢险救援效率，减少灾区居民的损失。具体的，所述应急通信无人机***包括无人机、基站、电缆及发电装置，所述基站搭载在所述无人机上，以随着所述无人机飞临到目标地点的目标高度，并通过与地面基站之间的通信恢复所述目标地点附近的通信；所述电缆设置在所述无人机与所述发电装置之间，并分别与所述无人机及所述发电装置连接，以使所述发电装置通过所述电缆为所述无人机提供电能，确保所述无人机可长时间地悬空停留。所述应急通信无人机***通过无人机将与地面基站通信的基站搭载至目标地点的目标高度处，并通过所述基站释放的网络信号对所述目标地点进行网络覆盖，从而在极短的时间内恢复所述目标地点附近的通信网络，提高整个灾区救援过程的抢险救援效率，减少灾区居民的损失。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应急通信无人机***，其特征在于，所述应急通信无人机***包括无人机、基站、电缆及发电装置；
所述基站搭载在所述无人机上，以随着所述无人机飞临到目标地点的目标高度，并通过与地面基站之间的通信恢复所述目标地点附近的通信；
所述电缆设置在所述无人机与所述发电装置之间，并分别与所述无人机及所述发电装置连接，以使所述发电装置通过所述电缆为所述无人机提供电能，确保所述无人机可长时间地悬空停留。
2.根据权利要求1所述的应急通信无人机***，其特征在于，所述无人机上设置有备用电源，所述备用电源与所述无人机电性连接，用于在所述发电装置停止运行时向悬空的所述无人机提供电能，确保所述无人机能继续悬停在空中。
3.一种应急通信***，其特征在于，所述应急通信***包括调度控制中心、地面通信***及权利要求1-2中任意一项所述的应急通信无人机***；
所述调度控制中心与所述应急通信无人机***中的无人机通信连接，用于向所述无人机发送调度指令，以控制所述无人机按照所述调度指令飞临至目标地点的目标高度；
所述地面通信***包括地面基站，所述地面基站与所述无人机搭载的基站通信，用于在所述无人机飞临至所述目标地点的目标高度后，通过所述基站对所述目标地点进行网络覆盖，以恢复所述目标地点附近的通信。
4.根据权利要求3所述的应急通信***，其特征在于，所述应急通信***还包括定位设备，所述定位设备设置在所述无人机上，用于对所述无人机的飞行轨迹进行定位，得到所述无人机的位置变化信息。
5.根据权利要求4所述的应急通信***，其特征在于，所述定位设备与所述调度控制中心通信，以将所述位置变化信息发送给所述调度控制中心，使所述调度控制中心根据所述位置变化信息对所述调度指令进行调整。
6.根据权利要求5所述的应急通信***，其特征在于，所述调度控制中心包括计算设备，所述计算设备包括显示装置及飞行遥控装置；
所述显示装置用于根据所述位置变化信息及实地地图，对所述无人机在所述地图中的位置进行显示；
所述飞行遥控装置用于生成控制所述无人机的飞行状态的调度指令。
7.根据权利要求3所述的应急通信***，其特征在于，所述调度控制中心还包括升降机构，所述升降机构用于放置所述无人机，所述调度控制中心通过控制承载有待飞行的无人机的所述升降机构进行升降，使所述无人机从所述调度控制中心内移动到所述调度控制中心外。
8.根据权利要求3所述的应急通信***，其特征在于，所述调度控制中心及所述应急通信无人机***中的发电装置设置于一可移动的车辆中。
9.根据权利要求8所述的应急通信***，其特征在于，所述调度控制中心与所述发电装置电性连接，以控制所述发电装置对所述无人机的供电状态。
10.根据权利要求3-9中任意一项所述的应急通信***，其特征在于，所述无人机的防水等级不低于IP65等级。
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