CN106921428B - 无人机数据传输自组网网络 - Google Patents

Abstract

本发明涉及民用无人机通信技术领域，公开了一种无人机数据传输自组网网络，包括多个可与无人机通信的第一无线数传电台，以及至少一个可与第一无线数传电台和移动通信网络连接的无人值守型无线数据转发工作站；该工作站包括主板，用于无线连接第一无线数传电台的第二无线数传电台，用于无线连接移动通信网络的移动通信模块，以及用于双向转换第二无线数传电台和移动通信模块之间数据的数据转换模块，第二无线数传电台、数据转换模块和移动通信模块互相连接并集成于主板上，且主板上还设置有供电系统。本发明提出的无人机数据传输自组网网络，实现了民用无人机领域无线数传电台与移动网络之间的数据交换，降低了无人机无线数传系统整体成本。

Description

无人机数据传输自组网网络

技术领域

本发明涉及民用无人机通信的技术领域，尤其涉及一种无人机数据传输自组网网络。

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，提供一种无人机数据传输自组网网络，实现了民用无人机领域无线数传电台与移动网络之间的数据交换，降低了无人机无线数传系统的整体成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种无人机数据传输自组网网络，所述无人机数据传输自组网网络包括多个可与无人机通信的第一无线数传电台，所述无人机数据传输自组网网络还包括至少一个可与所述第一无线数传电台和移动通信网络连接的无人值守型无线数据转发工作站；

所述无人值守型无线数据转发工作站包括主板，用于无线连接所述第一无线数传电台的第二无线数传电台，用于无线连接移动通信网络的移动通信模块，以及用于双向转换所述第二无线数传电台和所述移动通信模块之间数据的数据转换模块，所述第二无线数传电台、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，且所述主板上还设置有供电系统。

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。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，在第八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。

结合第一方面的第六种至第九种可能的实施方式中的任何一种，在第十种可能的实施方式中，所述无人机数据传输自组网网络还包括多个简化数据转发工作站，所述简化数据转发工作站可与所述第一无线数传电台和所述无人值守型无线数据转发工作站连接。

基于上述技术方案，与现有技术相比，本发明提出的无人机数据传输自组网网络，其通过设置多个可与无人机通信的第一无线数传电台，并设置至少一个可与第一无线数传电台和移动通信网络无线连接的无人值守型无线数据转发工作站，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数据交换，降低了无人机无线数传系统的整体成本。

附图说明

图1为本发明实施例提出的无人机数据传输自组网网络的连接示意图；

图2为本发明实施例中的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至图2所示，本发明实施例提出了一种无人机数据传输自组网网络，该无人机数据传输自组网网络用于民用无人机通信。该无人机数据传输自组网网络包括多个可与无人机3无线通信的第一无线数传电台1以及至少一个无人值守型无线数据转发工作站2，此处，第一无线数传电台1和无人值守型无线数据转发工作站2均可单独与无人机3无线通信，且无人值守型无线数据转发工作站2既可与第一无线数传电台1无线通信，也可与移动通信网络无线通信。

具体地，上述无人值守型无线数据转发工作站2用于民用无人机领域，将无线数传电台直接连接到移动通信网络，进而直接连通因特网，以同远端的服务器进行数据交换。该无人值守型无线数据转发工作站可包括主板21、第二无线数传电台22、数据转换模块23、移动通信模块24以及供电系统25，其中，第二无线数传电台22、数据转换模块23以及移动通信模块24互相连接并集成在主板21上，此处，无线数传电台22、数据转换模块23以及移动通信模块24优选为依次连接并集成在主板21上，当然，根据不同的功能需求，无线数传电台22、数据转换模块23以及移动通信模块24之间还可串并联或者互联。供电系统25与主板21电连接，其用于为整个工作站的运行提供电能。移动通信模块24可与3G/4G移动通信网络进行移动通信，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；第二无线数传电台22可与第一无线数传电台1无线连接，也可直接与无人机无线并接收无人机数据；数据转换模块23用于双向转换第二无线数传电台22和移动通信模块24之间的数据，即该数据转换模块23可对第二无线数传电台22接收的无人机数据或者第一无线数传电台1发送来的无人机数据进行转换，反之，该数据转换模块23也可对由移动通信模块24接收来的指令数据进行转换。当第二无线数传电台22接收到无人机发送的无人机数据或者接收到第一无线数传电台1发送的无人机数据后，其将该无人机数据传送至数据转换模块23，数据转换模块23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24，移动通信模块24再将该转换后的无人机数据上传到移动通信网络，进而上传至服务器中；反之，当移动通信模块24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23，数据转换模块23将该指令数据进行转换，并将转换后的指令数据传送至第二无线数传电台22，第二无线数传电台22再将该转换后的指令数据直接发送至无线数据网络中的无人机，或者发送至第一无线数传电台1并由其发送给无人机，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机数据传输自组网网络，具有如下特点：

本发明实施例提出的无人机数据传输自组网网络，其通过设置多个可与无人机通信的第一无线数传电台1，并设置至少一个可与第一无线数传电台1和移动通信网络无线连接的无人值守型无线数据转发工作站2，这样，通过无人值守型无线数据转发工作站2中的数据转换模块23将第二无线数传电台22和移动通信模块24收发的信号数据进行互转，实现了第二无线数传电台22与移动通信模块24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，如此，降低了无人机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21上集成有实时时钟26，即Real-TimeClock，简称RTC。并且，该主板21上还集成有与实时时钟26配合的光敏传感器27，该光敏传感器27结合实时时钟26，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21上还集成有温度传感器28，该温度传感器28用于监测整个工作站实时工作温度，通过温度传感器28和光敏传感器27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21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24优选为3G/4G模块，即该移动通信模块24可直接与3G/4G移动通信网络连接，进而进行数据交换。当然，该移动通信模块24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24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24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2还可包括外壳(附图中未画出)，上述主板21可拆卸固定在该外壳内，如此，集成在该主板21上的第二无线数传电台22、数据转换模块23、移动通信模块24、实时时钟26和光敏传感器27均位于外壳内，避免了工作站的主要部件直接暴露在外部环境中，保证了该无人值守型无线数据转发工作站2正常运行。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21和其上的功能模块。通过在外壳上设置防水结构，有效地保护了该无人值守型无线数据转发工作站2的正常运行，延长了其使用寿命，节约了使用成本，同时也保证了该无人机数据传输自组网网络的正常工作。

进一步地，在本发明实施例中，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损坏无人值守型无线数据转发工作站2。通过在外壳上设置防雷组件，有效地保护了该无人值守型无线数据转发工作站2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。

在本发明实施例中，上述供电系统25包括蓄电池251和发电装置252以及电压转换模块(附图中未画出)，其中，电压转换模块设置在外壳内的主板21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251和发电装置252均设置在上述外壳外部，发电装置252与蓄电池251电连接，这样，该发电装置252可发电并将电能存储在蓄电池251中，此处，蓄电池251与电压转换模块电连接，这样，蓄电池251即可为整个工作站的正常运行提供电能；另外，发电装置252还与主板21上的电压转换模块电连接，这样，发电装置252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252能为整个工作站提供白天工作时所需的电能，同时能为蓄电池251供电；蓄电池251能满足在阴雨天的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。本实施例中，发电装置252优选为太阳能板，当然，发电装置252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25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25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25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，上述无人值守型无线数据转发工作站2，不仅实现了第二无线数传电台22和移动通信模块24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2进行组网的过程中，可以直接采用多个无人值守型无线数据转发工作站2进行组网。在本发明的又一实施例中，也可以采用一个无人值守型无线数据转发工作站2与其他若干个简化数据转发工作站(附图中未画出)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2的区别仅在于其少了数据转换模块和移动通信模块，该简化数据转发工作站可与第一无线数传电台1和无人值守型无线数据转发工作站2连接，此处，对于该简化数据转发工作站的具体结构不再敷述。组网形成的网络中，无人值守型无线数据转发工作站2可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2和第一无线数传电台1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 (7)

1.无人机数据传输自组网网络，包括多个可与无人机通信的第一无线数传电台，其特征在于，所述无人机数据传输自组网网络还包括至少一个可与所述第一无线数传电台和移动通信网络连接的无人值守型无线数据转发工作站；

所述无人值守型无线数据转发工作站包括主板，用于无线连接所述第一无线数传电台的第二无线数传电台，用于无线连接移动通信网络的移动通信模块，以及用于双向转换所述第二无线数传电台和所述移动通信模块之间数据的数据转换模块，所述第二无线数传电台、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，且所述主板电连接有供电系统；

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；所述无人值守型无线数据转发工作站还包括外壳，所述主板设置于所述外壳内，所述外壳上设置有用于防水的防水结构；

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。

2.如权利要求1所述的无人机数据传输自组网网络，其特征在于，所述主板上集成有用于监测实时工作温度的温度传感器。

3.如权利要求1所述的无人机数据传输自组网网络，其特征在于，所述移动通信模块为3G/4G模块。

4.如权利要求1所述的无人机数据传输自组网网络，其特征在于，所述外壳上设置有用于防雷击的防雷组件。

5.如权利要求1所述的无人机数据传输自组网网络，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。

6.如权利要求1所述的无人机数据传输自组网网络，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。

7.如权利要求1至6任一项所述的无人机数据传输自组网网络，其特征在于，所述无人机数据传输自组网网络还包括多个简化数据转发工作站，所述简化数据转发工作站可与所述第一无线数传电台和所述无人值守型无线数据转发工作站连接。

Images