CN105243877B - 一种无人机空管模块及无人机 - Google Patents

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Abstract

一种无人机空管模块及无人机，其中所述无人机的空管模块包括：CPU；SIM卡，所述SIM卡与CPU连接。本发明的空管模块是无人机与空管部门之间交互的桥梁，无人机增加本模块后，即可实现与空管部门的信息交互，以便空管部门实现有效的空中管制。克服现有技术中空管部门无法向空域内的无人机发送消息，也无法获取空域内无人机的信息的缺点。

Description

一种无人机空管模块及无人机
技术领域
本发明涉及无人机领域，特别涉及到一种无人机空管模块及无人机。
背景技术
当前无人机市场火爆，尤其小型无人机更是“百家争鸣”，但目前空管部门缺乏对小型无人机的有效监管手段。
空管部门不能即时获知空域内有哪些无人机在飞行，以及它们的ID、所处的位置、速度信息、飞行航线信息、工作状况等，并且无法向无人机发送消息，如向禁飞空域及禁飞时间信息、空中避撞信息、强制着陆指令等，不能有效监管小型无人机。
目前只能通过事先在公众平台发布禁飞消息，采用人工监管的方式，效率低、有效性差、时效性差、不灵活。
发明内容
本发明解决的问题是现有技术中空管部门无法向空域内的无人机发送消息，也无法获取空域内无人机的信息，因此只能通过事先在公众平台发布禁飞消息，采用人工监管的方式，效率低、有效性差、时效性差、不灵活。
为解决上述问题，本发明提供一种无人机空管模块，包括：
CPU；
SIM卡，所述SIM卡与CPU连接。
存储器，所述存储器与CPU连接，所述存储器为NVM。
进一步，还包括：
GNSS，所述GNSS与CPU连接。
进一步，还包括：
GNSS天线，所述GNSS天线与所述GNSS连接。
进一步，还包括：
SIM天线，所述SIM天线与所述SIM卡连接。
进一步，还包括：
接口单元，所述接口单元与所述CPU连接。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明的空管模块是无人机与空管(空中管制)部门之间交互的桥梁，无人机增加本模块后，即可实现与空管部门的信息交互，以便空管部门实现有效的空中管制。克服现有技术中空管部门无法向空域内的无人机发送消息，也无法获取空域内无人机的信息的缺点。
本发明还提供一种无人机，包括机身、机翼、电机和螺旋桨，还包括：上述的无人机空管模块。
进一步，还包括：
飞控系统，所述飞控系统与所述接口单元连接。
进一步，所述无人机为垂直起降无人机。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明的无人机包括空管模块，所述空管模块是无人机与空管部门之间互桥的交梁，无人机增加本模块后，即可实现与空管部门的信息交互，以便空管部门实现有效的空中管制。克服现有技术中空管部门无法向空域内的无人机发送消息，也无法获取空域内无人机的信息的缺点。
附图说明
图1是本发明第一实施例中无人机空管模块及飞控系统的布局示意图；
图2是本发明第二实施例中无人机空管模块、飞控系统和空管部门进行信息交互的工作原理图；
图3是本发明第二实施例中无人机空管模块的工作流程图。
具体实施方式
现有技术中空管部门无法向空域内的无人机发送消息，也无法获取空域内无人机的信息，因此只能通过事先在公众平台发布禁飞消息，采用人工监管的方式，效率低、有效性差、时效性差、不灵活。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
第一实施例
参考图1，本实施例提供一种无人机空管模块，包括：
CPU和SIM卡。
在本实施例中，所述无人机空管模块还包括存储器和GNSS(Global NavigationSatellite System，全球导航卫星系统)。
所述存储器，GNSS和SIM卡都与CPU连接。
其中，GNSS负责提供独立于飞管(飞行管理)系统的卫星导航信息，以便空管部门将其与飞管系统的导航信息进行对比，获取和确定无人机信息是否可信。
在本实施例中，所述无人机空管模块还包括GNSS天线，所述GNSS天线与所述GNSS连接，所述GNSS天线用于接收卫星导航信息。
SIM卡实现空管模块接入移动网络，特别是手机移动网络，并与空管部门建立连接，SIM卡具有唯一的卡号，并与持卡人身份ID绑定。
在本实施例中，所述SIM卡连接有SIM天线，以便于SIM卡进行信号发射和信号接收。
在本实施例中，所述SIM卡与CPU通过总线连接。
在本实施例中，所述存储器为NVM。
空管模块的NVM用于存储参数信息，包括空管模块的ID、无人机的ID、SIM卡号、持卡人信息、空管指令记录等。
在本实施例中，所述空管模块还包括有接口单元，所述接口单元与所述CPU连接。
在本实施例中，所述接口单元与CPU通过总线连接。
图1中还显示有空管部门，所述SIM天线通过手机移动网络与基站进行信息交互，且所述基站与空管部门通过互联网进行信息交互。
本发明的空管模块是无人机与空管部门之间监护的桥梁，无人机增加本模块后，即可实现与空管部门的信息交互，以便空管部门实现有效的空中管制。克服现有技术中空管部门无法向空域内的无人机发送消息，也无法获取空域内无人机的信息的缺点。
第二实施例
本实施例提供一种无人机，所述无人机包括机身、机翼、电机和螺旋桨，还包括：第一实施例中所述的无人机空管模块。
本实施例的无人机包括空管模块，所述空管模块是无人机与空管部门之间的桥梁，无人机增加本模块后，即可实现与空管部门的信息交互，以便空管部门实现有效的空中管制。克服现有技术中空管部门无法向空域内的无人机发送消息，也无法获取空域内无人机的信息的缺点。
参考图1，在本实施例中，所述无人机还包括飞控系统，所述飞控系统与所述接口单元连接。
在本实施例中，所述无人机为垂直起降无人机。
参考图2，空管模块与飞控系统交互的信息包括：
空管模块向飞控系统转发来自空管部门的空管指令及信息，然后飞控系统根据空管指令和信息执行指定流程，如避开禁飞区、立即降落等。
并且，飞控系统进行信息反馈，空管模块获取飞控系统的反馈信息，包括飞机位置、高度、速度、航线、任务、机型、ID、故障状态等。
空管模块与空管部门通过手机移动网络交互的信息包括：
空管模块向空管部门发送来自飞控系统的反馈信息，即飞管的信息反馈，以及空管模块自身GNSS的卫星导航信息(空管模块位置、速度、高度等)。
并且空管模块获取来自空管部门的空管指令(允许或禁止起飞、允许或禁止或强制降落、警告、调整航线避撞等)及信息(禁飞区及禁飞时间信息等)。
在空管模块内，所述GNSS通过GNSS天线接收卫星导航信息，且GNSS将所述卫星导航信息发送给CPU。
所述接口单元和SIM卡通过总线(Bus)进行连接，并进行信息交互。
所述CPU可以向NVM内写入参数信息，或者从NVM内读取参数信息。
参考图3，无人机空管模块的工作流程包括：
启动，上电自检；若通过则进行下一步，如有故障，则进行排故，直到通过；
与飞管系统建立连接，通过SIM卡与空管部门建立连接；
通过SIM卡获取空管部门的指令；
若空管部门的指令允许起飞，则读取飞控系统信息，并读取空管模块的GNSS信息；
通过SIM卡向空管部门反馈信息；
通过SIM卡获取空管部门指令及信息，并将关键信息记录至NVM；
将空管指令及信息写入飞控系统；
然后返回再次读取飞控系统信息，并且重复循环执行自读取飞控系统信息，至将空管指令及信息写入飞控系统的步骤。
本实施例的有益效果主要包括：
提供一种空管模块，建立了无人机与空管部门的联系，实现了空管部门对无人机的有效监管；
采用手机移动网络作为媒介，无需建立专用网络，成本低，易于实现；
空管部门可以同时监管区域内所有无人机，可以向所有无人机广播信息，也可以与选定无人机进行数据交互；
空管部门可以实时广播最新的空管信息(如禁飞区和时间)，无需事先通知、靠人力监管；
空管模块具有GNSS，空管部门将其与飞控系统的卫星导航信息进行对比，确定信息的可靠性，实现有效监管；
通过SIM卡可以将空管模块、飞控系统(及无人机)和SIM卡持卡人绑定，监控无人机的同时，可以在必要时直接联系持卡人，提高了监管的准确定、有效性；
空管模块具有大容量NVM存储器，可以记录基本参数信息和空管指令及信息、关键飞行状态信息，是离线数据分析的基础，可为无人机飞行过程提供有力证据；
提供标准的接口单元，以与各类不同的飞控系统连接，通用性、适应性强；
空管部门依据空管模块提供的信息，可以将区域内所有无人机的位置、航线信息汇总，通过解算，可以即时向有相撞可能无人机发出告警信息，以便飞控系统改变航线，实现无人机的空中避撞。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (4)

1.一种无人机空管模块，其特征在于，包括：
CPU，所述CPU用于向存储器写入或读取参数信息；
SIM卡，所述SIM卡与CPU连接，所述SIM卡实现空管模块接入移动网络，并与空管部门建立连接，实现与空管部门的信息交互，所述SIM卡具有唯一的卡号，并与持卡人身份ID绑定；
存储器，所述存储器与所述CPU连接，所述存储器为NVM；所述存储器用于存储参数信息，包括空管模块的ID、无人机的ID、SIM卡号、持卡人信息、空管指令记录；
GNSS，所述GNSS与CPU连接；
GNSS天线，所述GNSS天线与所述GNSS连接；
SIM天线，所述SIM天线与所述SIM卡连接；
接口单元，所述接口单元与所述CPU连接；所述接口单元还与无人机的飞控系统连接；
其中，所述空管模块用于向飞控系统转发来自空管部门的空管指令及信息，然后飞控系统根据所述空管指令和信息执行指定流程；
所述空管模块还用于获取飞控系统的反馈信息，向空管部门发送所述反馈信息以及GNSS的卫星导航信息；
其中，所述空管模块的工作流程包括：
(1)启动，上电自检；若通过则进行下一步，如有故障，则进行排故，直到通过；
(2)与飞控系统建立连接，通过SIM卡与空管部门建立连接；
(3)通过SIM卡获取空管部门的指令；
(4)若空管部门的指令允许起飞，则读取飞控系统信息，并读取空管模块的GNSS信息；
(5)通过SIM卡向空管部门反馈飞控系统信息；
(6)通过SIM卡获取空管部门指令及信息，并将关键信息记录至存储器；
(7)将空管指令及信息写入飞控系统；
(8)重复执行上述步骤(4)-(7)。
2.一种无人机，包括机身、机翼、电机和螺旋桨，其特征在于，还包括：权利要求1所述的无人机空管模块。
3.如权利要求2所述的无人机，其特征在于，还包括：
飞控系统，所述飞控系统与所述接口单元连接。
4.如权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述无人机为垂直起降无人机。
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