CN106921402B - 无人值守型无线数据转发工作站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及民用无人机通信的技术领域，公开了一种无人值守型无线数据转发工作站，包括主板，可接收无线数据网络中的无人机数据的无线数传电台，可对该无线数传电台接收的无人机数据进行转换的数据转换模块，以及可与移动网络通信的能将转换后的无人机数据上传服务器的移动通信模块，无线数传电台、数据转换模块和移动通信模块互相连接并集成于主板上，且主板电连接有供电系统。本发明实施例提出的无人值守型无线数据转发工作站，通过数据转换模块将无线数传电台和移动通信模块收发的信号数据进行互转，实现了民用无人机领域无线数传电台与移动网络之间的连接，降低了无线数传系统整体成本，且其占地面积小、能耗低、可靠性高。

Description

无人值守型无线数据转发工作站

技术领域

本发明涉及民用无人机通信的技术领域，尤其涉及一种无人值守型无线数据转发工作站。

背景技术

目前，无线数传电台通常是在移动网络覆盖不到的地区使用，当无线数传电台组网使用后，其若要连接到因特网，就需要搭配电脑并连接网线才能实现。而在无线数传电台组网的情况下，总会有几个节点是可以延伸到移动网络的覆盖区域内，但是现有的无线数据转发产品无法将无线数传电台直接连接到移动网络，进而无法直接连通因特网并同远端的服务器进行数据交换。尤其是在民用无人机的领域，民用无人机使用无线数传电台，基本上都是在偏远山区，那里人烟稀少，使用电脑等贵重设备做数据转发，不仅占地面积大，可靠性低，而且还容易丢失和损坏，并且能耗高，供电麻烦。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种无人值守型无线数据转发工作站，实现了民用无人机领域无线数传电台与移动网络之间的连接，降低了无线数传系统的整体成本，且其占地面积小、能耗低、可靠性高。

第一方面，本发明实施例提供了一种无人值守型无线数据转发工作站，包括主板，可接收无线数据网络中的无人机数据的无线数传电台，可对所述无线数传电台接收的无人机数据进行转换的数据转换模块，以及可与移动网络通信的能将转换后的无人机数据上传服务器的移动通信模块，所述无线数传电台、所述数据转换模块和所述移动通信模块互相连接并集成于所述主板上，所述主板电连接有供电系统。

结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，所述主板上集成有实时时钟，以及与所述实时时钟配合的光敏传感器。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，所述主板上集成有用于监测实时工作温度的温度传感器。

结合第一方面，在第三种可能的实施方式中，所述移动通信模块为3G/4G模块。

结合第一方面，在第四种可能的实施方式中，所述移动通信模块具有支持GPS定位和基站定位的功能组件。

结合第一方面以及结合第一方面的第一种至第四种可能的实施方式中的任何一种，在第五种可能的实施方式中，所述无人值守型无线数据转发工作站还包括一外壳，所述主板设置于所述外壳内。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，所述外壳上设置有用于防水的防水结构。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，在第七种可能的实施方式中，所述外壳上设置有用于防雷击的防雷组件。

结合第一方面的第七种可能的实施方式，在第八种可能的实施方式中，所述防雷组件包括避雷针以及与所述避雷针连接的接地结构。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，在第九种可能的实施方式中，所述供电系统包括设置于所述外壳内部的用于电压转换的电压转换模块，以及设置于所述外壳外部的蓄电池和发电装置。

结合第一方面的第九种可能的实施方式，在第十种可能的实施方式中，所述发电装置为太阳能板。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，在第十一种可能的实施方式中，所述供电系统包括设置于所述外壳内部的电压转换模块，以及一端与所述电压转换模块连接的电线，所述电线另一端外露于所述外壳并用于与外部电源连接。

基于上述技术方案，与现有技术相比，本发明提出的无人值守型无线数据转发工作站，其将无线数传电台、数据转换模块和移动通信模块集成于主板上，并通过供电系统供电，如此，可通过数据转换模块将无线数传电台和移动通信模块收发的信号数据进行互转，实现了无线数传电台与移动通信模块之间的数据转换，从而实现了民用无人机领域中无线数传电台与移动网络之间的直接连接，进而直接连通因特网，以同远端的服务器进行数据交换，其无需搭配电脑并连接网线以联结因特网，即可实现无线数据交换，从而降低了无线数传系统的整体成本，且其占地面积小、能耗低、可靠性高。

附图说明

图1为本发明实施例中无人值守型无线数据转发工作站的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提出了一种无人值守型无线数据转发工作站，该工作站用于民用无人机领域，可将无线数传电台直接连接到移动网络，进而直接连通因特网，从而同远端的服务器进行数据交换。具体地，该无人值守型无线数据转发工作站可包括主板1、无线数传电台2、数据转换模块3、移动通信模块4以及供电系统5，其中，无线数传电台2、数据转换模块3以及移动通信模块4互相连接并集成在主板1上，此处，无线数传电台2、数据转换模块3以及移动通信模块4优选为依次连接并集成在主板1上，当然，根据不同的功能需求，无线数传电台2、数据转换模块3以及移动通信模块4之间还可串并联或者互联。供电系统5与主板1电连接，其用于为整个工作站的运行提供电能。这里，移动通信模块4可与3G/4G移动网络进行移动通信，但其并不限于与3G/4G移动网络通信，可以理解为，其还可与上一代或下一代移动通信网络进行通信。这里，无线数传电台2用于接收无线数据网络中的无人机数据，数据转换模块3用于对无线数传电台2接收的无人机数据进行转换，移动通信模块4用于将转换后的无人机数据上传至服务器中；在本实施例中，移动通信模块4还可用于接收服务器发出的指令数据，数据转换模块3还用于对移动通信模块4接收的指令数据进行转换，无线数传电台2还用于将转换后的指令数据发送至无线数据网络。此处，当无线数传电台2接收无线数据网络中的无人机数据后，其将该无人机数据传送至数据转换模块3，数据转换模块3将该无人机数据进行转换，并将转换后的无人机数据传送至移动通信模块4，移动通信模块4再将该转换后的无人机数据上传服务器中；另外，当移动通信模块4接收到服务器发出的指令数据后，其将该指令数据传送至数据转换模块3，数据转换模块3将该指令数据进行转换，并将转换后的指令数据传送至无线数传电台2，无线数传电台2再将该转换后的指令数据发送至无线数据网络中，无人机再接收该指令数据并执行相关任务。

本发明实施例提出的无人值守型无线数据转发工作站，具有如下特点：

本发明实施例提出的无人值守型无线数据转发工作站，将无线数传电台2、数据转换模块3和移动通信模块4集成于主板1上，并通过供电系统5供电，这样，可通过数据转换模块3将无线数传电台2和移动通信模块4收发的信号数据进行互转，如此，实现了无线数传电台2与移动通信模块4之间的数据转换，从而实现了民用无人机领域中无线数传电台与移动网络之间的直接连接，进而直接连通因特网，以同远端的服务器进行数据交换，其无需搭配电脑并连接网线以联结因特网，即可实现无线数据交换，且其占地面积小、能耗低、可靠性高，从而降低了无线数传系统的整体成本。

进一步地，在本发明的实施例中，上述主板1上集成有实时时钟6，即Real-TimeClock，简称RTC。并且，该主板1上还集成有与实时时钟6配合的光敏传感器7，该光敏传感器7结合实时时钟6，可以准确判断该无线数据转发工作站是否在正确的运行时间。由于无人机系统仅在白天工作，该无线数据转发工作站就在夜间自动转入休眠，这也可以节省电能。并且，该无线数据转发工作站支持远程唤醒，可以远程无线发指令来进行唤醒。

进一步地，在本发明的实施例中，上述主板1上还集成有一温度传感器8，该温度传感器8用于监测整个工作站实时工作温度，通过温度传感器8和光敏传感器7配合，可实时监测整个工作站的运行状态。当然，根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，上述主板1上还可集成其他的功能模块，此处不作唯一限定和具体说明，可参照现有技术。

在本发明的实施例中，上述移动通信模块4优选为3G/4G模块，即该移动通信模块4可直接与3G/4G移动互联网连接，进而进行数据交换。当然，该移动通信模块4并不限于仅仅与3G/4G移动互联网连接，其作为一个与移动网络连接的模块，可以与上一代或下一代移动通信网络进行通信。

在本发明的实施例中，上述移动通信模块4具有支持GPS定位和基站定位的功能组件(附图中未画出)。也就是说，该移动通信模块4支持GPS定位功能和基站定位功能，可以实时监测该无线数据转发工作站的位置信息，同时也可以上传该无线数据转发工作站的运行状态信息。

在本发明的实施例中，上述无人值守型无线数据转发工作站还可包括一外壳(附图中未画出)，上述主板1可拆卸固定在该外壳内，如此，集成在该主板1上的无线数传电台2、数据转换模块3、移动通信模块4、实时时钟6和光敏传感器7均位于外壳内，如此，避免了该工作站的主要部件直接暴露在外部环境中，保证了该无线数据转发工作站的正常运行。此处，对于外壳的具体结构和形状，可以为多种情况，比如立方体状等等，此处不作具体限定。

进一步地，在本发明的实施例中，上述外壳上设置有防水结构(附图中未画出)，该防水结构用于防止外部环境中的雨水进入外壳内而损坏上述主板1和其上的功能模块。通过在外壳上设置防水结构，有效地保护了该无线数据转发工作站的正常运行，保证了无人机系统数据的正常收发，同时也延长了其使用寿命，节约了使用成本。

进一步地，在本发明的实施例中，上述外壳上还设置有防雷组件(附图中未画出)，该防雷组件用于防止雷击而损坏该无线数据转发工作站。通过在外壳上设置防雷组件，有效地保护了该无线数据转发工作站的正常运行，保证了无人机系统数据的正常收发，同时也延长了其使用寿命，节约了使用成本。此处，该防雷组件可以包括避雷针以及与避雷针连接的接地结构，当然，根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，该防雷组件可以为其他的具体形式，此处不作唯一限定，其可以参照现有的防雷技术。

在本发明的实施例中，上述供电系统5包括蓄电池51和发电装置52和电压转换模块(附图中未画出)，其中，电压转换模块设置在外壳内的主板1上并与其电连接，此处，该电压转换模块用于电压转换，同时，蓄电池51和发电装置52均设置在上述外壳外部，发电装置52与蓄电池51电连接，这样，该发电装置52可发电并将电能存储在蓄电池51中，此处，蓄电池51与电源模块电连接，这样，蓄电池51即可为整个工作站的正常运行提供电能；另外，发电装置52还与主板1上的电压转换模块电连接，这样，发电装置52可发电并直接为整个工作站的正常运行提供电能。也就是说，发电装置52能为整个工作站提供白天工作时所需电能，同时能为蓄电池51供电；蓄电池51能满足在阴雨天情况下的工作站电能需求，并且其可以支持整个工作站持续工作24小时以上。

在本发明的实施例中，发电装置52优选为太阳能板，当然，发电装置52也可为将风能等其他自然能源转换为电能的装置。另外，根据实际情况和需求，在本发明的其他实施例中，上述供电系统5还可包括其他结构部件。

在本发明的另一实施例中，上述供电系统5包括设置在上述外壳内部的电压转换模块(附图中未画出)以及电线(附图中未画出)，该电线的一端与电压转换模块连接，另一端外露出外壳并用于与外部电源连接，该外部电源可以为国家电网。当然，根据实际情况和需求，在本发明的其他实施例中，上述供电系统5还可包括其他结构部件，此处不作唯一限定。

基于上述技术方案，本发明实施例提出的无人值守型无线数据转发工作站，不仅实现了无线数传电台2和移动通信模块4之间的数据双向收发和格式转换；而且，其能够在夜间自动休眠，能够远程休眠唤醒，能够进行运行状态监测，从而实现了无人值守。并且，该工作站体积小、功耗低、防水、防雷。省去使用电脑和铺设网线的麻烦，如此，降低了无线数传系统的整体成本。

另外，利用无人值守型无线数据转发工作站进行组网的过程中，可以为多个无人值守型无线数据转发工作站进行组网，也可以为一个无人值守型无线数据转发工作站与其他若干个简化数据转发工作站组网，此处，该简化数据转发工作站与无人值守型无线数据转发工作站的区别仅在于其少了数据转换模块和移动通信模块。这样，组网形成的网络中，无人值守型无线数据转发工作站可以通过移动通信网络连接实现与服务器的数据交换，与此同时，其他简化数据转发工作站可与该无人值守型无线数据转发工作站之间进行数据交换。

以上所述实施例，仅为本发明具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改、替换和改进等等，这些修改、替换和改进都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.无人值守型无线数据转发工作站，其特征在于，包括主板，可接收无线数据网络中的无人机数据的无线数传电台，可对所述无线数传电台接收的无人机数据进行转换的数据转换模块，以及可与移动网络通信的能将转换后的无人机数据上传服务器的移动通信模块；

所述移动通信模块还可接收所述服务器发出的指令数据，所述数据转换模块还可对所述移动通信模块接收的指令数据进行转换，所述无线数传电台还可将转换后的指令数据发送至所述无线数据网络中；

所述无线数传电台和所述数据通信模块相互连接，所述数据转换模块和所述移动通信模块相互连接，所述无线数传电台、所述数据通信模块和所述移动通信模块集成于所述主板上，所述主板电连接有供电系统；

所述主板上集成有实时时钟、光敏传感器和温度传感器，所述实时时钟、光敏传感器和温度传感器分别与所述数据转换模块连接，所述光敏传感器结合所述实时时钟，用于准确判断所述无线数据转发工作站是否在正确的运行时间，所述温度传感器和所述光敏传感器配合，用于实时监测所述无线数据转发工作站的运行状态。

2.如权利要求1所述的无人值守型无线数据转发工作站，其特征在于，所述移动通信模块为3G/4G模块。

3.如权利要求1所述的无人值守型无线数据转发工作站，其特征在于，所述移动通信模块具有支持GPS定位和基站定位的功能组件。

4.如权利要求1至3任一项所述的无人值守型无线数据转发工作站，其特征在于，所述无人值守型无线数据转发工作站还包括一外壳，所述主板设置于所述外壳内。

5.如权利要求4所述的无人值守型无线数据转发工作站，其特征在于，所述外壳上设置有用于防水的防水结构。

6.如权利要求4所述的无人值守型无线数据转发工作站，其特征在于，所述外壳上设置有用于防雷击的防雷组件。

7.如权利要求6所述的无人值守型无线数据转发工作站，其特征在于，所述防雷组件包括避雷针以及与所述避雷针连接的接地结构。

8.如权利要求4所述的无人值守型无线数据转发工作站，其特征在于，所述供电系统包括设置于所述外壳内部的用于电压转换的电压转换模块，以及设置于所述外壳外部的蓄电池和发电装置。

9.如权利要求8所述的无人值守型无线数据转发工作站，其特征在于，所述发电装置为太阳能板。

10.如权利要求4所述的无人值守型无线数据转发工作站，其特征在于，所述供电系统包括设置于所述外壳内部的电压转换模块，以及一端与所述电压转换模块连接的电线，所述电线另一端外露于所述外壳并用于与外部电源连接。

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