CN107703838A - 用于无人机反制干扰器的开关控制系统 - Google Patents

Abstract

为了节约成本，克服不同环境与目标的变化，本发明提出了一种带有定时发送、随机发送和遥控发送控制反制设备开关信号功能的组合开关系统，系统包含定时开关与随机开关功能，此外还有无线遥控装置，可以方便实施远处遥控系统的开关信号发出。本发明的创新功能在于随机控制功能，它利用使用者设定的工作时间范围、开机次数和无人机实施飞行时间的统计模型，产生随机数据，随机触无人机干扰器的启动，以此达到威慑无人机玩家的目标，由于触发时间为随机时刻，无人机使用者无法摸透设备的启动规律，可以有效达到防治无人机乱飞的情况。

Description

用于无人机反制干扰器的开关控制系统

技术领域

本发明属于无人机反制技术领域，特别涉及用于无人机反制干扰器的开关控制系统。

背景技术

随着无人机技术的发展和人们对无人机使用需求的不断提高，消费级无人机由于尺寸小、噪音小、携带方便、操纵简便，已成为一种非常热门的消费产品，但很多没有无人机使用经验或错误使用方式的用户使这种产品成为了一种非常可怕的安全问题。重点安保地区如机场、监狱通常使用无人机反制干扰器进行拦截。干扰器利用电磁干扰原理，干扰无人机的遥控信号、导航信号、图像或者数据传输信号，达到反制的目的。干扰器一般采用人为触发开关进行开关机，因此需要安全人员对周围环境进行巡视，防范无人机的入侵。为了减轻工作人员负担，现在出现了基于雷达或者基于图像的目标识别技术，当检测装置检测到目标出现后，便触发干扰器工作。

自动发现装置的出现虽然方便了使用者，但是这些装置一般价格较为昂贵。此外由于现有技术的限制，在小型无人机目标识别上，雷达基本不具备这方面能力，而光学图像则受光照方面影响较大，在夜晚基本失去识别能力。

发明内容

本发明需解决的技术问题是：适应范围广、成本低的无人机反制干扰器的开关控制系统。

为了解决上述技术问题，本发明提出用于无人机反制干扰器的开关控制系统，包括电源模块、电压转换模块，还包括STM32单片机、自复位按键、LCD显示屏幕、电磁继电器、时钟芯片及遥控模块，

电源模块和电源转换模块用于提供电源并将外接电源转换为其它模块的供电电压；

自复位按键与STM32单片机连接，用于控制STM32单片机启动和复位；

时钟芯片的数据管脚与STM32单片机直连，STM32单片机按照不小于最小采样时间的时间间隔读取时钟芯片数据，并依据该数据控制无人机反制设备的开关机；

电磁继电器通过运算放大器与STM32单片相连接，用于控制反制干扰器开关信号的通关，其电磁的通断由STM32单片机控制；

遥控模块信号与STM32单片机直连，向STM32单片机发送信号用于控制反制干扰器开关信号的通关；

LCD显示屏用来显示当前的工作模式、当前时间、系统设定参数。

作为本发明的进一步改进，时钟芯片为12小时制或24小时制。

作为本发明的再一步改进，时钟芯片以秒为单位计时。

本发明有益效果：

本发明提出的用于无人机反制干扰器的开关控制系统，具有如下优点。

1、利用独立时钟芯片与STM32单片机作为核心控制部分，计算精度高，计时准确；

2、体积小，方便携带和安装；

3、相对基于雷达或者图像识别的设备相比，本装置成本低；

4、可采用随机数的方式控制反制设备进行开关机，可有效进行无人机反制工作。

附图说明

图1为本发明开关控制系统示意图；

图2为本发明电压转换的原理；

图3为本发明STM32单片机3的最小系统原理图；

图4为本发明电磁继电器原理图；

图5为本发明时钟芯片原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步详细说明。

用于无人机反制干扰器的开关控制系统基于STM32单片机，包括给系统供电宽输入电源模块1、给系统其它模块供电的电压转换模块2、32位ARMCortex-M3内核芯片的STM32单片机3、具备自复位功能的自复位按键4、LCD显示屏5、电磁继电器6、计时芯片7和遥控模块8，如图1所示。

电源模块1和电源转换模块2用于提供电源并将输入的电源转换为5V为其它模块供电。

电源模块1可以为6V-39V的宽电压电源输入转换为5V电源输出，电压转换的原理如图 2所示。

电压转换模块2包含两种电源芯片：5V转3.3V芯片，为STM32单片机3、时钟芯片7和LCD显示屏5供电；电源隔离芯片，为控制信号供电，防止控制信号被其它模块的电源信号串扰。电压转换模块2用于为STM32单片机3、LCD显示屏5、电磁继电器6、时钟芯片 7及遥控模块8供电。

自复位按键4与STM32单片机3连接，包括五个功能按键：加数、减数、开始\停止计时、设置\选择、确定。方便使用者控制系统的工作状态。

计时芯片7以秒为单位计时，其数据管脚与STM32单片机3直连，STM32单片机3可以设置其运行参数，也可以读取它的时间数据，利用读取的时间数据，结合判断依据，控制反制设备的开关机。

LCD显示屏5通过8位数据总线与STM32单片机3相连，用于显示开关系统当前的工作状态，并且可以显示使用者对系统设置的参数，显示直观，操作人性。

STM32单片机3的数据处理单元采用STM32F107VCT6实现，该单片机是基于32位Cortex M3内核的单片机处理芯片，成本更低，速度更快。STM32单片机3的最小系统原理图如图3所示。

电磁继电器6通过运算放大器与STM32单片机3相连接，其电磁的通断被STM32单片机3控制，从而控制反制设备的电源通断。电磁继电器原理图如图4所示。

遥控模块8直接与STM32单片机3连接，当操作人员按动遥控器上的按钮后，遥控接收端将会向STM32单片机3发送信号，从而进行反制设备开或关的判断。

开关系统工作时包含三种模式：定时模式、随机模式、组合模式。定时模式需要使用者设定工作轮数，每轮参数包括：起始时间、开机次数、时间间隔，最多可以设定30轮，工作时每轮之间不相互干扰。单轮工作流程如下：当前时间到达工作起始时间后，开始以设定的时间间隔计时，计时到达后，系统向反制设备发射开机信号，每达到一次开机时刻，设定的开机次数减一，直至减少到零，本轮工作完成。随机模式需要使用者设置三个参数：起始时间、结束时间、开机次数。当随机模式工作时，系统根据开机次数计算出对应数目的时间点，这些时间点均处在起始时间到结束时间范围内，如果当前时间到达某一时间点后系统向反制设备发送开机控制信号。组合模式为定时模式与随机模式的组合，定时模式与随机模式同时运行，当前两种模式下的任一设定时间点与当前时间相重合，系统都会向反制设备发送开机信号。系统使用过程中，使用者只能选择三种模式中的一种，当触发开始计数按键后，系统开始以设定的模式工作。遥控模块8在系统上电后即可工作，系统可在上电后的任意时刻响应使用者的遥控按键指令，任意时刻包含在使用者设定模式工作的状态下，当遥控按键被触发后，系统会对当前的反制设备控制状态取反，例如当前系统对反制设备发送的指令状态为关机，当使用者按动遥控按键后，系统对反制设备的指令状态立刻切换为开机。

此系统在开始工作前，需要使用者设置系统参数和所选择模式的参数，其中系统参数包括当前时间与反制设备开机时长，单位为分钟，工作模式的参数在上文已经说明，这里不再赘述。使用者通过系统自复位按键4系统进行交互操作。当LCD显示屏5显示主界面时，用户长按“设置\选择”键三秒则可以进入到参数设定界面，通过短按“设置\选择”键选择所需要设置的参数，短按“加数”或“减数”可对参数进行加减操作，当参数设置好后短按“确定”键系统即会保存已设置的参数，在参数设定界面下，再次长按“设置\选择”键三秒回到主显示界面。在界面情况下，如果选择的模式处于非工作状态，长按“开始\停止计时”三秒，系统则会启动使用者所选择的工作模式，如果再次长按“开始\停止计时”三秒，则会停止工作模式。

Claims (3)

1.用于无人机反制干扰器的开关控制系统，包括电源模块(1)、电压转换模块(2)，其特征在于，还包括STM32单片机(3)、自复位按键(4)、LCD显示屏幕(5)、电磁继电器(6)、时钟芯片(7)及遥控模块(8)，

电源模块(1)和电源电压转换模块(2)用于提供电源并将外接电源转换为其它模块的供电电压；

自复位按键(4)与STM32单片机(3)连接，用于控制STM32单片机(3)启动和复位；

时钟芯片(7)的数据管脚与STM32单片机(3)直连，STM32单片机(3)按照不小于最小采样时间的时间间隔读取时钟芯片(7)数据，并依据该数据控制无人机反制设备的开关机；

电磁继电器(6)通过运算放大器与STM32单片(3)相连接，用于控制反制干扰器开关信号的通关，其电磁的通断由STM32单片机(3)控制；

遥控模块信号(8)与STM32单片机(3)直连，向STM32单片机(3)发送信号用于控制反制干扰器开关信号的通关；

LCD显示屏(5)用来显示当前的工作模式、当前时间、系统设定参数。

2.根据权利要求1所述的开关控制系统，其特征在于，所述时钟芯片(7)为12小时制或24小时制。

3.根据权利要求1所述的开关控制系统，其特征在于，时钟芯片(7)以秒为单位计时。