CN108803633A - 一种基于移动通信网络的无人机低空监控*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开的属于无人机控制技术领域,具体为一种基于移动通信网络的无人机低空监控***,包括地面控制端、数据传输基站和无人机监控***,所述地面控制端与数据传输基站之间信号传输连接,所述数据传输基站和无人机监控***之间信号传输连接;所述地面控制端包括飞行控制组件、数据采集控制组件、地面通信模块、报警模块和显示设备,所述飞行控制组件、数据采集控制组件的输出端均通过数据线与地面通信模块连接,通过闭环控制的方式,能够准确的对无人机的控制;通过多种传感器的检测的方式,能够对无人机的各种参数进行测定;通过地面遥控控制和接收信号的方式,能够对数据进行实时采集。
Description
技术领域
本发明涉及无人机控制技术领域,具体为一种基于移动通信网络的无人机低空监控***。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”,英文缩写为“UAV”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为:无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。无人机目前在航拍、农业植保、测绘等领域已经获得广泛应用。
许多模型遥控飞机也被称为无人机,而复杂的无人机***一般由飞机平台***、信息采集***、数据链和地面控制***组成。新一代的无人机能从多种平台上发射和回收,例如从地面车辆、舰船、航空器、亚轨道飞行器和卫星进行发射和回收。地面操纵员可以通过计算机检验它的程序并根据需要改变无人机的航向,在区域空照、导航、混合三种模式下进行飞行任务的规划,并实现航飞监控,实时掌握飞机的姿态、方位、空速、位置、电池电压、耗油量、任务状态等重要状态,便于操作人员实时判断任务的可执行性,进一步保证任务的安全。
现有的***对于无人机的调控不足,缺少高度调控闭环控制方式,不具有反馈的调节的方式,调节不够准确,为此,我们提出了一种基于移动通信网络的无人机低空监控***。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于移动通信网络的无人机低空监控***,以解决上述背景技术中提出的现有的***对于无人机的调控不足,缺少高度调控闭环控制方式,不具有反馈的调节的方式,调节不够准确的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于移动通信网络的无人机低空监控***,包括地面控制端、数据传输基站和无人机监控***,所述地面控制端与数据传输基站之间信号传输连接,所述数据传输基站和无人机监控***之间信号传输连接;
所述地面控制端包括飞行控制组件、数据采集控制组件、地面通信模块、报警模块和显示设备,所述飞行控制组件、数据采集控制组件的输出端均通过数据线与地面通信模块连接,所述地面通信模块的输出端通过数据线分别与报警模块和显示设备,所述飞行控制组件、数据采集控制组件通过地面通信模块对无人机监控***的飞行方式和数据采集方式输出控制,所述报警模块和显示设备对无人机监控***进行报警提示和对信息显示;
所述数据传输基站满足对地面控制端和无人机监控***的数据传输;
所述无人机监控***包括无人机通信模块、飞行控制***和监控控制***,所述无人机通信模块通过数据传输基站与地面通信模块传输连接;
所述飞行控制***包括飞行控制处理器、蓄电池、舵机***、螺旋桨调速模块、飞行检测传感器组、速度传感单元、定位模块和距离采集单元,所述蓄电池的电能输出端通过导线与飞行控制处理器连接,所述飞行控制处理器的输出端通过继电器与舵机***、螺旋桨调速模块连接,所述飞行控制处理器的输入端通过数据线与飞行检测传感器组、速度传感单元、定位模块和距离采集单元连接,所述飞行检测传感器组、速度传感单元、定位模块和距离采集单元对无人机的状态进行实时监控,所述舵机***、螺旋桨调速模块对无人机进行输出控制;
所述监控控制***包括监控采集处理器、图像采集单元和光线传感单元,所述图像采集单元和光线传感单元的输出端通过数据线与监控采集处理器连接,所述监控采集处理器、飞行控制处理器的传输端通过数据线与无人机通信模块连接,所述图像采集单元和光线传感单元用于采集图像信息和光线的强度。
优选的,所述地面通信模块和无人机通信模块均满足zigbee通信协议、蓝牙通信协议和红外线通信协议。
优选的,所述报警设备包括报警指示灯和报警扬声器。
优选的,所述蓄电池上安装有电压传感器。
优选的,所述无人机监控***上集成太阳能板,且太阳能板的电能输出端通过导线与蓄电池连接。
优选的,所述飞行检测传感器组包括气压传感器、三轴陀螺仪、加速度传感器。
优选的,所述图像采集单元为带有红外夜视的摄像头,且带有红外夜视的摄像头上集成有补光灯。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)通过闭环控制的方式,能够准确的对无人机的控制;
2)通过多种传感器的检测的方式,能够对无人机的各种参数进行测定;
3)通过地面遥控控制和接收信号的方式,能够对数据进行实时采集。
附图说明
图1为本发明的***原理框图;
图2为本发明地面控制端的***原理框图;
图3为本发明无人机监控***的***原理框图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1-3,本发明提供一种技术方案:一种基于移动通信网络的无人机低空监控***,包括地面控制端、数据传输基站和无人机监控***,地面控制端与数据传输基站之间信号传输连接,数据传输基站和无人机监控***之间信号传输连接;
地面控制端包括飞行控制组件、数据采集控制组件、地面通信模块、报警模块和显示设备,飞行控制组件、数据采集控制组件的输出端均通过数据线与地面通信模块连接,地面通信模块的输出端通过数据线分别与报警模块和显示设备,飞行控制组件、数据采集控制组件通过地面通信模块对无人机监控***的飞行方式和数据采集方式输出控制,报警模块和显示设备对无人机监控***进行报警提示和对信息显示;
数据传输基站满足对地面控制端和无人机监控***的数据传输;
无人机监控***包括无人机通信模块、飞行控制***和监控控制***,无人机通信模块通过数据传输基站与地面通信模块传输连接;
飞行控制***包括飞行控制处理器、蓄电池、舵机***、螺旋桨调速模块、飞行检测传感器组、速度传感单元、定位模块和距离采集单元,蓄电池的电能输出端通过导线与飞行控制处理器连接,飞行控制处理器的输出端通过继电器与舵机***、螺旋桨调速模块连接,飞行控制处理器的输入端通过数据线与飞行检测传感器组、速度传感单元、定位模块和距离采集单元连接,飞行检测传感器组、速度传感单元、定位模块和距离采集单元对无人机的状态进行实时监控,舵机***、螺旋桨调速模块对无人机进行输出控制;
监控控制***包括监控采集处理器、图像采集单元和光线传感单元,图像采集单元和光线传感单元的输出端通过数据线与监控采集处理器连接,监控采集处理器、飞行控制处理器的传输端通过数据线与无人机通信模块连接,图像采集单元和光线传感单元用于采集图像信息和光线的强度。
其中,地面通信模块和无人机通信模块均满足zigbee通信协议、蓝牙通信协议和红外线通信协议,满足多种无线传输的方式,适用范围广,报警设备包括报警指示灯和报警扬声器,双重提醒的方式避免遗漏信息,蓄电池上安装有电压传感器,无人机监控***上集成太阳能板,且太阳能板的电能输出端通过导线与蓄电池连接,飞行检测传感器组包括气压传感器、三轴陀螺仪、加速度传感器,图像采集单元为带有红外夜视的摄像头,且带有红外夜视的摄像头上集成有补光灯。
飞行控制处理器和监控采集处理器均采用LM567型号的处理解码芯片,LM567是一个高稳定性的低频集成锁相环路解码器,由于其良好的噪声抑制能力和中心频率稳定性而被广泛应用于各种通讯设备中的解码以及AM、FM信号的解调电路中。
无人机通信模块与地面通信模块的工作频段为413MHz。
飞行高度设定:通过飞行控制组件设定指令,无人机通信模块与地面通信模块作为传输设备,飞行控制处理器通过舵机***和螺旋桨调速模块对无人机的高度控制,通过距离采集单元进行距离地面的高度测定,通过超声波距离传感器实现,测定的距离作为舵机***和螺旋桨调速模块的反馈调控依据。
飞行检测传感器组、速度传感单元、定位模块和距离采集单元对无人机的状态进行实时监控,将信息及时传输至地面控制端,对无人机的行驶控制,避免能源消耗完毕而坠毁或者紧急情况的发生。
通过数据采集控制组件对监控采集处理器输出指令,通过图像采集单元进行获取图像信息,图像信息返回至地面控制端的显示设备上并存储,光线传感单元对光线强度检测,作为是否开启图像采集单元的补光灯的依据。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种基于移动通信网络的无人机低空监控***,包括地面控制端、数据传输基站和无人机监控***,其特征在于:所述地面控制端与数据传输基站之间信号传输连接,所述数据传输基站和无人机监控***之间信号传输连接;
所述地面控制端包括飞行控制组件、数据采集控制组件、地面通信模块、报警模块和显示设备,所述飞行控制组件、数据采集控制组件的输出端均通过数据线与地面通信模块连接,所述地面通信模块的输出端通过数据线分别与报警模块和显示设备,所述飞行控制组件、数据采集控制组件通过地面通信模块对无人机监控***的飞行方式和数据采集方式输出控制,所述报警模块和显示设备对无人机监控***进行报警提示和对信息显示;
所述数据传输基站满足对地面控制端和无人机监控***的数据传输;
所述无人机监控***包括无人机通信模块、飞行控制***和监控控制***,所述无人机通信模块通过数据传输基站与地面通信模块传输连接;
所述飞行控制***包括飞行控制处理器、蓄电池、舵机***、螺旋桨调速模块、飞行检测传感器组、速度传感单元、定位模块和距离采集单元,所述蓄电池的电能输出端通过导线与飞行控制处理器连接,所述飞行控制处理器的输出端通过继电器与舵机***、螺旋桨调速模块连接,所述飞行控制处理器的输入端通过数据线与飞行检测传感器组、速度传感单元、定位模块和距离采集单元连接,所述飞行检测传感器组、速度传感单元、定位模块和距离采集单元对无人机的状态进行实时监控,所述舵机***、螺旋桨调速模块对无人机进行输出控制;
所述监控控制***包括监控采集处理器、图像采集单元和光线传感单元,所述图像采集单元和光线传感单元的输出端通过数据线与监控采集处理器连接,所述监控采集处理器、飞行控制处理器的传输端通过数据线与无人机通信模块连接,所述图像采集单元和光线传感单元用于采集图像信息和光线的强度。
2.根据权利要求1所述的一种基于移动通信网络的无人机低空监控***,其特征在于:所述地面通信模块和无人机通信模块均满足zigbee通信协议、蓝牙通信协议和红外线通信协议。
3.根据权利要求1所述的一种基于移动通信网络的无人机低空监控***,其特征在于:所述报警设备包括报警指示灯和报警扬声器。
4.根据权利要求1所述的一种基于移动通信网络的无人机低空监控***,其特征在于:所述蓄电池上安装有电压传感器。
5.根据权利要求1所述的一种基于移动通信网络的无人机低空监控***,其特征在于:所述无人机监控***上集成太阳能板,且太阳能板的电能输出端通过导线与蓄电池连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于移动通信网络的无人机低空监控***,其特征在于:所述飞行检测传感器组包括气压传感器、三轴陀螺仪、加速度传感器。
7.根据权利要求1所述的一种基于移动通信网络的无人机低空监控***,其特征在于:所述图像采集单元为带有红外夜视的摄像头,且带有红外夜视的摄像头上集成有补光灯。
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