CN110398985B - 一种分布式自适应无人机测控***及方法 - Google Patents

一种分布式自适应无人机测控***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分布式自适应无人机测控***及方法，属于无人机测控技术领域，该***包括显控台、流媒体服务器、Web服务器、数据库服务器、流媒体通信中心机、数据通信中心机和若干个通信前置机，显控台分别与流媒体服务器和Web服务器连接，Web服务器与数据库服务器连接；流媒体通信中心机分别与流媒体服务器和各个通信前置机连接，数据通信中心机分别与数据库服务器和各个通信前置机连接；数据库服务器配置有用于存储无人机信息的无人机信息表和用于存储通信前置机信息的前置机信息表。本发明可以允许无人机分布在任意位置，能够自适应不同型号的无人机，对不同型号和功能的无人机的测控具有通用性。

Description

一种分布式自适应无人机测控***及方法
技术领域
本发明属于无人机测控技术领域，具体涉及一种分布式自适应无人机测控***及方法。
背景技术
无人机测控***包含无人机遥控(任务分配)、无人机遥测及信息传输，无人机测控是跟踪定位无人机、监视无人机工作状况、获取图片/视频数据和遥控无人机的重要手段。通过无人机遥测，可以获得无人机采集的图片/视频数据、设备状态信息和无人机搭载的传感器数据等(将无人机图片数据、视频流、设备状态信息和传感器数据等统称为遥测数据)，并通过直播视频流、事后分析设备状态及传感器数据，为无人机巡检和无人机的正常运行提供不可或缺的作用；通过无人机遥控，可以控制无人机完成指定的动作和任务。对于不同型号的无人机，其设备名称、设备数量、设备参数、设备参数的数量、设备参数的数据类型、设备参数的取值范围、指令集和代码的编译方式不尽相同，传统无人机测控***的模块需根据无人机型号做定制化处理，成本高昂。
随着无人机产业的发展，为了实现盈利，无人机测控***技术升级、成本压缩是必然。为降低无人机测控成本，避免***模块重复开发是解决这一问题的重要手段，因此对测控***的模块通用性有更高的要求。现有的大部分无人机测控采用点到点通信模式，同一个测控***同时只能支持一架无人机；少部分无人机***通过引入云服务器可以支持多架无人机分布在不同区域，但是功能仅限于载荷数据的共享，在通信链路和架构设计上无法做到实时性，从而不能做到多区域多批次无人机的实时测控。此外，现有的大部分无人机测控***，需根据不同的无人机型号调研其测控需求，确定其数据结构和指令集，基于此数据结构设计并实现数据传输、存储、处理等模块，基于此指令集实现对无人机的遥控；不同的无人机型号，采用数据结构不同、指令集不同，从而数据传输、存储、处理***模块不同，无人机遥控模块也不同，无法兼容其它型号的无人机，缺乏通用性。
我方已在火箭和卫星遥测方面实现了通用的遥测***并申请了专利：专利号CN109815286A公开了一种自适应火箭遥测***及其实现方法，其说明书记载了适用于火箭遥测***的自定义应用层协议和动态数据库创建方法；专利号CN109842675A公开了一种通用卫星遥测数据处理***及方法，其说明书记载了适用于卫星遥测***的自定义应用层协议和动态数据库创建方法。现阶段没有单位和个人对无人机测控***采用分布式自适应无人机测控***架构，没有单位和个人在无人机测控***中采用自定义应用层任务分配协议以满足无人机测控的通用性，也没有单位和个人在无人机测控***中采用自定义应用层遥测协议和动态创建数据库方法以满足无人机测控的通用性。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种分布式自适应无人机测控***及方法，可以允许无人机分布在任意位置，能够自适应不同型号的无人机，对不同型号和功能的无人机的测控具有通用性。
本发明所采用的技术方案为：一种分布式自适应无人机测控***，包括显控台、流媒体服务器、Web服务器、数据库服务器、流媒体通信中心机、数据通信中心机和若干个通信前置机，所述显控台分别与所述流媒体服务器和所述Web服务器连接，所述Web服务器与所述数据库服务器连接；所述流媒体通信中心机分别与所述流媒体服务器和各个通信前置机连接，所述数据通信中心机分别与所述数据库服务器和各个通信前置机连接；所述数据库服务器配置有用于存储无人机信息的无人机信息表和用于存储通信前置机信息的前置机信息表；所述通信前置机设有自定义应用层遥测协议，通信前置机根据自定义应用层遥测协议将接收的无人机遥测数据中的非视频流数据转换为遥测报文并发送至所述数据通信中心机；所述数据通信中心机设有自定义应用层任务分配协议，数据通信中心机根据自定义应用层任务分配协议将接收的任务指令封装为任务分配报文并发送至所述通信前置机。
作为优选方式，所述遥测报文包括四种类型的遥测报文，分别为无人机参数定义报文、无人机参数数据报文、传输结束报文和断开TCP链接报文。
作为优选方式，所述数据库服务器包括遥测数据库，所述遥测数据库设有一张参数定义表、一张部件关系表和若干张遥测数据表。
作为优选方式，还包括移动终端，所述移动终端分别与所述流媒体服务器和所述Web服务器连接。
本发明所采用的另一技术方案为：一种分布式自适应无人机测控方法，包括下行信息流处理过程和上行信息流处理过程，所述下行信息流处理过程包括以下步骤：
S11，无人机遥测设备收集无人机遥测数据并发送至通信前置机；
S12，通信前置机将无人机遥测数据中的视频流数据发送至流媒体通信中心机；通信前置机根据自定义应用层遥测协议将无人机遥测数据中的非视频流数据转换为遥测报文，并将该遥测报文发送至数据通信中心机；
S13，流媒体通信中心机将视频流数据传输至流媒体服务器进行存储；数据通信中心机对遥测报文进行解析处理，并将解析处理的遥测报文传输至数据库服务器进行存储；
S14，在显控台访问流媒体服务器，对流媒体服务器中的视频流数据进行读取和处理；在显控台调用Web服务器的API接口访问数据库服务器，并动态构建数据表对象，对数据表对象的数据进行读取和处理。
所述上行信息流处理过程包括以下步骤：
S21，在显控台输入或导入无人机的任务指令；
S22，在显控台调用Web服务器的API接口将无人机的任务指令存储进数据库服务器中；
S23，数据通信中心机读取数据库服务器中新的任务指令并将该任务指令封装为任务分配报文，然后将该任务分配报文发送至通信前置机；
S24，通信前置机根据任务分配报文的数据向无人机发送任务信息。
作为优选方式，所述数据通信中心机对遥测报文进行解析处理，并将解析处理的遥测报文传输至数据库服务器进行存储包括以下步骤：
S131，数据通信中心机判断是否存在新的遥测报文，若存在，则接收遥测报文，并判断接收的遥测报文类型；若不存在，则休眠T1时长，然后重新判断是否存在新的遥测报文；
S132，若接收的遥测报文类型是传输结束报文，则休眠T2时长，然后返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；若接收的遥测报文类型是断开TCP链接报文，则拆除TCP链接，结束任务；若接收的遥测报文类型是无人机参数数据报文，则进入S133；若接收的遥测报文类型是无人机参数定义报文，则进入S134；
S133，判断数据库服务器中是否存在遥测数据库，若不存在，则返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；若存在，则判断该遥测数据库内是否存在当前无人机的遥测数据表；若不存在遥测数据表，则返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；若存在遥测数据表，则将所述无人机参数数据报文的信息存储该遥测数据表内，然后返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；
S134，判断数据库服务器中是否存在遥测数据库，若不存在，则进入S1341；若存在，则进入S1342；
S1341，在数据库服务器中建立遥测数据库，然后在该遥测数据库内建立当前无人机的遥测数据表，再建立部件关系表和参数定义表，并将所述无人机参数定义报文的信息存储在该遥测数据表、部件关系表和参数定义表中，最后返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；
S1342，判断该遥测数据库内是否存在当前无人机的遥测数据表，若存在，则返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；若不存在，则在该遥测数据库内建立当前无人机的遥测数据表；判断该遥测数据库内是否存在部件关系表，若存在部件关系表，则将所述无人机参数定义报文中的部件信息存储在该部件关系表内；若不存在部件关系表，则在该遥测数据库内建立部件关系表，并将所述无人机参数定义报文中的部件信息存储在该部件关系表内；判断该遥测数据库内是否存在参数定义表，若存在参数定义表，则将所述无人机参数定义报文中的参数定义信息存储在该参数定义表内；若不存在参数定义表，则在该遥测数据库内建立参数定义表，并将所述无人机参数定义报文中的参数定义信息存储在该参数定义表内，最后返回S131重新判断是否存在新的遥测报文。
作为优选方式，在S22中，数据库服务器中设有任务分配表，无人机的任务指令为二进制指令，显控台调用Web服务器的API接口将所述二进制指令存储进数据库服务器中的任务分配表中。
作为优选方式，在S23中，数据通信中心机读取数据库服务器中新的任务指令并将该任务指令封装为任务分配报文，然后将该任务分配报文发送至通信前置机包括：数据通信中心机监测数据库服务器的任务分配表中是否有新的二进制指令；若任务分配表中有新的二进制指令，则数据通信中心机读取该二进制指令并将该二进制指令封装为任务分配报文，然后将该任务分配报文发送至通信前置机；若任务分配表中没有新的二进制指令，数据通信中心机的监测任务休眠T3时长，然后重新监测数据库服务器的任务分配表中是否有新的二进制指令。
本发明的有益效果为：
1、本发明使用显控台、流媒体服务器、Web服务器、数据库服务器、流媒体通信中心机、数据通信中心机和若干个通信前置机组成了分布式自适应无人机测控***，该***自定义了应用层任务分配协议和遥测协议，能够自适应不同型号的无人机测控需求，并且该***通过配置无人机信息表和前置机信息表，可以允许无人机分布在任意位置，即无人机可以分布在多个区域，每个区域可以有多架无人机；同时，该***将视频流遥测数据链路与非视频流遥测数据链路、遥控指令链路分开，保证了无人机非视频流遥测数据和遥控指令传输的实时性，对不同型号和功能的无人机的测控具有通用性。
2、本发明提供了一种分布式自适应无人机测控方法，在下行信息流处理过程中通过自定义应用层遥测协议和数据库服务器动态构建数据表对象的方法，利用通信前置机将不同型号和功能的无人机的遥测数据封装到固定格式的报文中，该报文格式统一，无论无人机搭载何种部件、属于何种型号，经过通信前置机封装后，报文均符合自定义应用层遥测协议规范，解决了无人机遥测数据传输的通用性；同时自定义应用层遥测协议携带了创建数据库所需要的信息，确保能够动态创建无人机遥测数据库，不需要人为地提前进行需求调研、确定数据结构，因而本发明可以自适应不同型号和功能的无人机的遥测数据。
3、本发明提供了一种分布式自适应无人机测控方法，在上行信息流处理过程中自定义了应用层任务分配协议，测控***管理员可以在显控台输入二进制无人机指令或导入二进制无人机指令，显控台通过调用Web服务器的API接口将无人机的任务指令存储进数据库服务器中；数据通信中心机监测到数据库服务器中有新的指令时，可以根据自定义应用层任务分配协议将二进制指令封装为任务分配报文进而通过通信前置机发送给无人机，无论无人机属于何种型号、采用何种指令集，经过通信中心机封装后的报文均符合自定义应用层任务分配协议规范，使得本发明能够遥控不同型号的无人机，从而解决了无人机遥控的自适应性。
附图说明
图1是本发明提供的一种分布式自适应无人机测控***的拓扑图；
图2是本发明提供的一种分布式自适应无人机测控方法中通信中心机处理遥测数据的流程图；
图3是本发明提供的一种分布式自适应无人机测控方法中通信中心机上行信息流处理过程的流程图；
图4是本发明提供的一种分布式自适应无人机测控方法中通信前置机向无人机上注指令的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
如图1所示，本实施例提供了一种分布式自适应无人机测控***，包括显控台、流媒体服务器、Web服务器、数据库服务器、流媒体通信中心机、数据通信中心机和若干个通信前置机，所述显控台分别与所述流媒体服务器和所述Web服务器连接，所述Web服务器与所述数据库服务器连接；所述流媒体通信中心机分别与所述流媒体服务器和各个通信前置机连接，所述数据通信中心机分别与所述数据库服务器和各个通信前置机连接。所述数据库服务器配置有用于存储无人机信息的无人机信息表和用于存储通信前置机信息的前置机信息表。
其中，无人机测控***具有下行信息流处理过程和上行信息流处理过程。在下行信息流处理过程中，无人机遥测设备首先收集无人机的遥测数据，再将遥测数据发送至通信前置机，遥测数据包括无人机图片数据、视频流、设备状态信息和传感器数据等，遥测数据中的视频流数据经过H.264/H.265方式压缩后发送给通信前置机，其他遥测数据根据无人机自身采用的协议发送给通信前置机。无人机的遥控指令和遥测数据可以通过任意的通信链路在无人机和通信前置机之间传输。
通信前置机接收到遥测数据后，通信前置机将遥测数据中的视频流数据发送给流媒体通信中心机，流媒体通信中心机再将视频流数据存储在流媒体服务器中，流媒体服务器支持常见的流媒体协议，如rtsp/rtmp/mms/hls等协议，可以实现实时直播功能。所述通信前置机设有自定义应用层遥测协议，通信前置机根据自定义应用层遥测协议将遥测数据中的非视频流数据转换为遥测报文并发送至所述数据通信中心机。数据通信中心机对遥测报文进行解析处理，并将解析处理的遥测报文存储在数据库服务器中。
用户可以在显控台访问流媒体服务器，对流媒体服务器中的视频流数据进行读取和处理；用户也可以在显控台调用Web服务器的API接口访问数据库服务器，并动态构建数据表对象，对数据表对象的数据进行读取和处理。
由于无人机测控***的数据库服务器配置有无人机信息表和前置机信息表，可以允许无人机分布在任意位置，即无人机可以分布在多个区域，每个区域可以有多架无人机，实现无人机测控***的分布式性质。其中，无人机信息表的格式和无人机信息表的说明分别如表1和表2所示，前置机信息表的格式和前置机信息表的说明分别如表3和表4所示。
表1无人机信息表的格式
主键 无人机分组 无人机编号 无人机型号 前置机编号 无人机位置
String String String String String
表2无人机信息表的说明
名称 说明
无人机分组 无人机的分组信息，String类型
无人机编号 赋予无人机的唯一编号，String类型
无人机型号 无人机的型号信息，String类型
前置机编号 无人机所属前置机的唯一编号，String类型
无人机位置 无人机所在的位置信息，String类型
表3前置机信息表的格式
主键 前置机编号 前置机位置 IP地址
String String String
表4前置机信息表的说明
名称 说明
前置机编号 赋予前置机唯一编号，String类型
前置机位置 前置机的地理位置信息，String类型
IP地址 前置机的IP地址，String类型
在上行信息流处理过程中，用户在显控台输入或导入无人机的任务指令，显控台调用Web服务器的API接口将无人机的任务指令存储进数据库服务器中，数据通信中心机读取数据库服务器中新的任务指令，所述数据通信中心机设有自定义应用层任务分配协议，数据通信中心机根据自定义应用层任务分配协议将接收的任务指令封装为任务分配报文并发送至所述通信前置机，通信前置机根据任务分配报文的数据向无人机发送任务信息。
在本实施方式中，所述遥测报文包括四种类型的遥测报文，分别为无人机参数定义报文、无人机参数数据报文、传输结束报文和断开TCP链接报文。具体地，无人机参数定义报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志、部件名称、父级部件名称、无人机编号、参数名称、数据类型值、最小值、最大值、单位、显示标志、有效数字、概率分布；无人机参数数据报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志、部件名称、无人机编号、采样时间、具体数据；传输结束报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志；断开TCP链接报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志。
所述数据库服务器包括遥测数据库，所述遥测数据库设有一张参数定义表、一张部件关系表和若干张遥测数据表。
遥测数据库中有且仅有一张参数定义表，用于存储所有部件参数定义基本格式，参数定义表的内容由遥测数据接收机对无人机参数定义报文进行解析处理的参数定义构成。
遥测数据库中有且仅有一张部件关系表，用于储存部件之间的逻辑关系，即标明部件之间的父子关系，能够方便数据读取，以及层级显示的表。由于预先规定的部件名称是唯一的，所以部件关系表中不存在名称重复现象。
遥测数据库中每个无人机对应一张遥测数据表，遥测数据表的表名为无人机名，由遥测数据接收机识别无人机参数定义报文后按照格式建立只有表头但无数据的遥测数据表。遥测数据表内数据由数据通信中心机识别无人机参数数据报文，根据该报文所属无人机的不同，将遥测数据归类到不同的遥测数据表之下，多张遥测报文携带无人机不同时刻的遥测数据，这些遥测数据共同构成某个无人机的遥测数据表。
在本实施方式中，还包括移动终端，所述移动终端分别与所述流媒体服务器和所述Web服务器连接。移动终端可以使用手机终端，手机终端上安装APP软件，用户可以通过APP软件读取流媒体服务器中的视频流数据，用户可以通过APP软件调用Web服务器的API接口访问数据库服务器中的非视频流数据，并动态构建数据表对象，用户对数据表对象的数据进行读取和处理。
本发明使用显控台、流媒体服务器、Web服务器、数据库服务器、流媒体通信中心机、数据通信中心机和若干个通信前置机组成了分布式自适应无人机测控***，该***自定义了应用层任务分配协议和遥测协议，能够自适应不同型号的无人机测控需求，并且该***通过配置无人机信息表和前置机信息表，可以允许无人机分布在任意位置，即无人机可以分布在多个区域，每个区域可以有多架无人机；同时，该***将视频流遥测数据链路与非视频流遥测数据链路、遥控指令链路分开，保证了无人机非视频流遥测数据和遥控指令传输的实时性。
本实施例还提供了一种分布式自适应无人机测控方法，应用于上述的分布式自适应无人机测控***，所述方法包括下行信息流处理过程和上行信息流处理过程，所述下行信息流处理过程包括以下步骤：
S11，无人机遥测设备收集无人机遥测数据并发送至通信前置机；
S12，通信前置机将无人机遥测数据中的视频流数据发送至流媒体通信中心机；通信前置机根据自定义应用层遥测协议将无人机遥测数据中的非视频流数据转换为遥测报文，并将该遥测报文发送至数据通信中心机；
S13，流媒体通信中心机将视频流数据传输至流媒体服务器进行存储；数据通信中心机对遥测报文进行解析处理，并将解析处理的遥测报文传输至数据库服务器进行存储，如图2所示，具体包括以下步骤：
S131，数据通信中心机判断是否存在新的遥测报文，若存在，则接收遥测报文，并判断接收的遥测报文类型；若不存在，则休眠T1时长，然后重新判断是否存在新的遥测报文；T1的大小可以根据实际情况设置；
S132，若接收的遥测报文类型是传输结束报文，则休眠T2时长，然后返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；若接收的遥测报文类型是断开TCP链接报文，则拆除TCP链接，结束任务；若接收的遥测报文类型是无人机参数数据报文，则进入S133；若接收的遥测报文类型是无人机参数定义报文，则进入S134；T2的大小可以根据实际情况设置；
S133，判断数据库服务器中是否存在遥测数据库，若不存在，则返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；若存在，则判断该遥测数据库内是否存在当前无人机的遥测数据表；若不存在遥测数据表，则返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；若存在遥测数据表，则将所述无人机参数数据报文的信息存储该遥测数据表内，然后返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；
S134，判断数据库服务器中是否存在遥测数据库，若不存在，则进入S1341；若存在，则进入S1342；无人机测控***中只存在一个遥测数据库，所有无人机的数据均存储在该遥测数据库中；
S1341，在数据库服务器中建立遥测数据库，然后在该遥测数据库内建立当前无人机的遥测数据表，再建立部件关系表和参数定义表，并将所述无人机参数定义报文的信息存储在该遥测数据表、部件关系表和参数定义表中，最后返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；
S1342，判断该遥测数据库内是否存在当前无人机的遥测数据表，若存在，则返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；若不存在，则在该遥测数据库内建立当前无人机的遥测数据表；判断该遥测数据库内是否存在部件关系表，若存在部件关系表，则将所述无人机参数定义报文中的部件信息存储在该部件关系表内；若不存在部件关系表，则在该遥测数据库内建立部件关系表，并将所述无人机参数定义报文中的部件信息存储在该部件关系表内；判断该遥测数据库内是否存在参数定义表，若存在参数定义表，则将所述无人机参数定义报文中的参数定义信息存储在该参数定义表内；若不存在参数定义表，则在该遥测数据库内建立参数定义表，并将所述无人机参数定义报文中的参数定义信息存储在该参数定义表内，最后返回S131重新判断是否存在新的遥测报文。通过不断的循环处理遥测报文信息，最终把遥测报文存储在参数定义表、部件关系表和遥测数据表这三种数据表格中。
S14，在显控台或手机终端访问流媒体服务器，对流媒体服务器中的视频流数据进行读取和处理；在显控台或手机终端调用Web服务器的API接口访问数据库服务器，并动态构建数据表对象，对数据表对象的数据进行读取和处理。
本发明通过自定义应用层遥测协议和数据库服务器动态构建数据表对象的方法，利用通信前置机将不同型号和功能的无人机的遥测数据封装到固定格式的报文中，该报文格式统一，无论无人机搭载何种部件、属于何种型号，经过通信前置机封装后，报文均符合自定义应用层遥测协议规范，解决了无人机遥测数据传输的通用性；同时自定义应用层遥测协议携带了创建数据库所需要的信息，确保能够动态创建无人机遥测数据库，不需要人为地提前进行需求调研、确定数据结构，因而本发明可以自适应不同型号和功能的无人机的遥测数据。
所述上行信息流处理过程包括以下步骤：
S21，在显控台或手机终端输入或导入无人机的任务指令。
S22，在显控台或手机终端调用Web服务器的API接口将无人机的任务指令存储进数据库服务器中；其中，数据库服务器中设有任务分配表，无人机的任务指令为二进制指令，显控台调用Web服务器的API接口将所述二进制指令存储进数据库服务器中的任务分配表中。数据库服务器仅存有一张任务分配表，任务分配表的格式和任务分配表的说明分别如表5和表6所示。
表5任务分配表的格式
Figure BDA0002167000790000121
Figure BDA0002167000790000131
表6任务分配表的说明
Figure BDA0002167000790000132
S23，数据通信中心机读取数据库服务器中新的任务指令并将该任务指令封装为任务分配报文，然后将该任务分配报文发送至通信前置机，如图3所示，具体包括：数据通信中心机读取数据库服务器中新的任务指令并将该任务指令封装为任务分配报文，然后将该任务分配报文发送至通信前置机包括：数据通信中心机监测数据库服务器的任务分配表中是否有新的二进制指令；若任务分配表中有新的二进制指令，则数据通信中心机读取该二进制指令并将该二进制指令封装为任务分配报文，然后将该任务分配报文发送至通信前置机；若任务分配表中没有新的二进制指令，数据通信中心机的监测任务休眠T3时长，然后重新监测数据库服务器的任务分配表中是否有新的二进制指令，T3的大小可以根据实际情况设置.任务分配报文的格式和任务分配报文的说明分别如表7和表8所示。
表7任务分配报文的格式
Figure BDA0002167000790000141
表8任务分配报文的说明
Figure BDA0002167000790000142
S24，通信前置机根据任务分配报文的数据向无人机发送任务信息。如图4所示，任务分配报文具有任务类型，如果该任务分配报文的任务类型为实时任务，则通信前置机立刻向无人机上注任务指令；如果任务分配报文的任务类型为计划任务，则通信前置机监测任务上注的时间，到达上注时间时立即向无人机上注指令。
本发明自定义了应用层任务分配协议，测控***管理员可以在显控台输入二进制无人机指令或导入二进制无人机指令，显控台通过调用Web服务器的API接口将无人机的任务指令存储进数据库服务器中；数据通信中心机监测到数据库服务器中有新的指令时，可以根据自定义应用层任务分配协议将二进制指令封装为任务分配报文进而通过通信前置机发送给无人机，无论无人机属于何种型号、采用何种指令集，经过通信中心机封装后的报文均符合自定义应用层任务分配协议规范，使得本发明能够遥控不同型号的无人机，从而解决了无人机遥控的自适应性。
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种分布式自适应无人机测控***，其特征在于，包括显控台、流媒体服务器、Web服务器、数据库服务器、流媒体通信中心机、数据通信中心机和若干个通信前置机，所述显控台分别与所述流媒体服务器和所述Web服务器连接，所述Web服务器与所述数据库服务器连接；所述流媒体通信中心机分别与所述流媒体服务器和各个通信前置机连接，所述数据通信中心机分别与所述数据库服务器和各个通信前置机连接；所述数据库服务器配置有用于存储无人机信息的无人机信息表和用于存储通信前置机信息的前置机信息表；
所述通信前置机设有自定义应用层遥测协议，通信前置机根据自定义应用层遥测协议将接收的无人机遥测数据中的非视频流数据转换为遥测报文并发送至所述数据通信中心机；所述数据通信中心机设有自定义应用层任务分配协议，数据通信中心机根据自定义应用层任务分配协议将接收的任务指令封装为任务分配报文并发送至所述通信前置机。
2.根据权利要求1所述的分布式自适应无人机测控***，其特征在于，所述遥测报文包括四种类型的遥测报文，分别为无人机参数定义报文、无人机参数数据报文、传输结束报文和断开TCP链接报文。
3.根据权利要求2所述的分布式自适应无人机测控***，其特征在于，所述数据库服务器包括遥测数据库，所述遥测数据库设有一张参数定义表、一张部件关系表和若干张遥测数据表。
4.根据权利要求1所述的分布式自适应无人机测控***，其特征在于，还包括移动终端，所述移动终端分别与所述流媒体服务器和所述Web服务器连接。
5.一种分布式自适应无人机测控方法，其特征在于，包括下行信息流处理过程和上行信息流处理过程，所述下行信息流处理过程包括以下步骤：
无人机遥测设备收集无人机遥测数据并发送至通信前置机；
通信前置机将无人机遥测数据中的视频流数据发送至流媒体通信中心机；通信前置机根据自定义应用层遥测协议将无人机遥测数据中的非视频流数据转换为遥测报文，并将该遥测报文发送至数据通信中心机；
流媒体通信中心机将视频流数据传输至流媒体服务器进行存储；数据通信中心机对遥测报文进行解析处理，并将解析处理的遥测报文传输至数据库服务器进行存储；
在显控台访问流媒体服务器，对流媒体服务器中的视频流数据进行读取和处理；在显控台调用Web服务器的API接口访问数据库服务器，并动态构建数据表对象，对数据表对象的数据进行读取和处理；
所述上行信息流处理过程包括以下步骤：
在显控台输入或导入无人机的任务指令；
在显控台调用Web服务器的API接口将无人机的任务指令存储进数据库服务器中；
数据通信中心机读取数据库服务器中新的任务指令并将该任务指令封装为任务分配报文，然后将该任务分配报文发送至通信前置机；
通信前置机根据任务分配报文的数据向无人机发送任务信息。
6.根据权利要求5所述的分布式自适应无人机测控方法，其特征在于，所述遥测报文包括四种类型的遥测报文，分别为无人机参数定义报文、无人机参数数据报文、传输结束报文和断开TCP链接报文。
7.根据权利要求6所述的分布式自适应无人机测控方法，其特征在于，所述数据库服务器包括遥测数据库，所述遥测数据库设有一张参数定义表、一张部件关系表和若干张遥测数据表。
8.根据权利要求7所述的分布式自适应无人机测控方法，其特征在于，所述数据通信中心机对遥测报文进行解析处理，并将解析处理的遥测报文传输至数据库服务器进行存储包括以下步骤：
S131，数据通信中心机判断是否存在新的遥测报文，若存在，则接收遥测报文，并判断接收的遥测报文类型；若不存在，则休眠T1时长，然后重新判断是否存在新的遥测报文；
S132，若接收的遥测报文类型是传输结束报文，则休眠T2时长，然后返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；若接收的遥测报文类型是断开TCP链接报文，则拆除TCP链接，结束任务；若接收的遥测报文类型是无人机参数数据报文，则进入S133；若接收的遥测报文类型是无人机参数定义报文，则进入S134；
S133，判断数据库服务器中是否存在遥测数据库，若不存在，则返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；若存在，则判断该遥测数据库内是否存在当前无人机的遥测数据表；若不存在遥测数据表，则返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；若存在遥测数据表，则将所述无人机参数数据报文的信息存储该遥测数据表内，然后返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；
S134，判断数据库服务器中是否存在遥测数据库，若不存在，则进入S1341；若存在，则进入S1342；
S1341，在数据库服务器中建立遥测数据库，然后在该遥测数据库内建立当前无人机的遥测数据表，再建立部件关系表和参数定义表，并将所述无人机参数定义报文的信息存储在该遥测数据表、部件关系表和参数定义表中，最后返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；
S1342，判断该遥测数据库内是否存在当前无人机的遥测数据表，若存在，则返回S131重新判断是否存在新的遥测报文；若不存在，则在该遥测数据库内建立当前无人机的遥测数据表；判断该遥测数据库内是否存在部件关系表，若存在部件关系表，则将所述无人机参数定义报文中的部件信息存储在该部件关系表内；若不存在部件关系表，则在该遥测数据库内建立部件关系表，并将所述无人机参数定义报文中的部件信息存储在该部件关系表内；判断该遥测数据库内是否存在参数定义表，若存在参数定义表，则将所述无人机参数定义报文中的参数定义信息存储在该参数定义表内；若不存在参数定义表，则在该遥测数据库内建立参数定义表，并将所述无人机参数定义报文中的参数定义信息存储在该参数定义表内，最后返回S131重新判断是否存在新的遥测报文。
9.根据权利要求5所述的分布式自适应无人机测控方法，其特征在于，所述数据库服务器中设有任务分配表，无人机的任务指令为二进制指令，显控台调用Web服务器的API接口将所述二进制指令存储进数据库服务器中的任务分配表中。
10.根据权利要求9所述的分布式自适应无人机测控方法，其特征在于，所述数据通信中心机读取数据库服务器中新的任务指令并将该任务指令封装为任务分配报文，然后将该任务分配报文发送至通信前置机包括：数据通信中心机监测数据库服务器的任务分配表中是否有新的二进制指令；若任务分配表中有新的二进制指令，则数据通信中心机读取该二进制指令并将该二进制指令封装为任务分配报文，然后将该任务分配报文发送至通信前置机；若任务分配表中没有新的二进制指令，数据通信中心机的监测任务休眠T3时长，然后重新监测数据库服务器的任务分配表中是否有新的二进制指令。
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