CN108449804A - 自组网飞行无线装置及其自组网方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自组网飞行无线装置及其自组网方法，包括第一飞行无线装置，所述第一飞行无线装置包括相互连接的飞行装置和无线模块；所述无线模块连接有自组网模块，且所述自组网模块用于与第二飞行无线装置进行交互和/或与第二飞行无线装置组网以构建无线局域网。本发明具有能够为用户提供更好的网络，为用户提供更顺畅的交流通道。

Description

自组网飞行无线装置及其自组网方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种自组网飞行无线装置及其自组网方法备。

背景技术

目前户外活动发展迅猛，围绕驴友这一群体衍生出各种需求。各类新闻报道中，某某驴友失联，驴友救援行动等屡见不鲜。其中稳定的通信需求是一大痛点。受制于野外复杂的地形，驴友自身的失联，一大原因是手机信号的缺失；另外救援行动中，对驴友位置的把握，图像信息的传输需要高速网络。

Mifi Mobile WIFI；是一个便携式的飞行无线装置，它的主要功能是集调制调解器、路由器、接入点三个为一体，能够接收数据网络并将数据网络转换为无线信号供终端设备连接。

从技术层面讲，实现普通的Mifi并不困难，市面产品众多，其解决了数据网3G、4G；转wifi的应用。但日常使用中，我们经常碰到这样一种现象，由于4G信号不佳，即使我们能稳定连上Mifi的wifi信号，也无法上网，这时我们需要把Mifi挪到一个接收比较好的位置，比如靠窗，让4G信号满格，便能稳定上网。延展到户外，也就是我们只要把Mifi挪到信号好的位置，比如空中，无树木遮挡处。

随着前些年无人机浪潮的兴起，市面涌现出各类无人机，其扩展了人类的想象空间，从陆地到空中。但其应用领域较为单一，常见如影视拍摄、航模爱好者把玩、农业喷洒，全都局限在单一应用，操作手与无人机间点对点的通信上，没有让其成为一个网络节点。

为了解决上述技术问题，人们进行了长期的探索，例如，中国专利公开了一种移动通信方法和装置[申请号：CN201510152915.9]其方法包括：可移动的接入点与终端建立连接；所述可移动的接入点向所述终端提供通信服务；所述可移的接入点检测所述终端是否移动；以及如果所述可移动的接入点检测出所述终端移动，则控制所述可移动的接入点自身随着所述终端的移动而自动移动。

上述方案提出将接入点迁入至可移动设备上，例如无人机或其他飞行设备，提高接入点的信号接收能力以为终端设备提供无线通信技术。但是上述方案仍然存在缺陷，例如各个接入点都是分离的，无法使各个接入点下的终端设备之间的通讯更加顺畅。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种融合无人机和Mifi优点的自组网飞行无线装置；

本方案的另一目的是提供一种基于上述自组网飞行无线装置的组网方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

本发明的自组网飞行无线装置，包括第一飞行无线装置，所述第一飞行无线装置包括相互连接的飞行装置和无线模块,所述无线模块连接有天线模块和自组网模块，其中，

飞行装置，用于控制第一飞行无线装置飞行；

无线模块，用于向天线模块发送无线信号；

天线模块，用于接收数据网信号和/或向外发送无线信号；

自组网模块，用于与第二飞行无线装置进行交互和/或与第二飞行无线装置组网，以构建无线局域网。

在上述的自组网飞行无线装置中，所述的飞行装置包括飞控模块和与飞控模块连接的舵机模块，其中，

飞控模块，用于根据无线模块传递过来的控制指令控制所述第一飞行无线装置飞行；

舵机模块，用于根据飞控模块发送的飞控指令驱动螺旋桨，以为所述第一飞行无线装置提供升力。

在上述的自组网飞行无线装置中，所述飞控模块包括DSP模块、陀螺仪和传感器模块，且所述第一飞行无线装置根据DSP模块、陀螺仪和传感器模块的监测数据获取所述第一飞行无线装置的位置信息。

在上述的自组网飞行无线装置中，所述自组网模块包括组网请求模块，用于在接收到组网指令的时候搜索附近第二飞行无线装置和/或根据连接标识搜索第二飞行无线装置，并与搜索到的第二飞行无线装置组网以构建无线局域网。

在上述的自组网飞行无线装置中，所述第一飞行无线装置连接有遥控模块，所述遥控模块用于向无线模块发送控制指令以控制第一飞行无线装置飞行。

在上述的自组网飞行无线装置中，所述遥控模块还用于向自组网模块发送组网指令和/或连接标识，以命令组网请求模块搜索第二飞行无线装置并与第二飞行无线装置组网。

一种自组网飞行无线装置的组网方法，包括以下步骤：

A.主动组网，根据组网指令向第二飞行无线装置发送组网请求，在接收到第二飞行无线装置的确认信息后与所述第二飞行无线装置组网以构建无线局域网；

在上述的自组网飞行无线装置的组网方法中，还包括方法B：

B.发送wifi信号，通过wifi信号与遥控模块连接；接收遥控模块的控制指令以控制第一飞行无线装置飞行。

在上述的自组网飞行无线装置的组网方法中，还包括方法C：

C.接收数据网络，将数据网络转换为wifi信号供遥控模块获取数据网络。

在上述的自组网飞行无线装置的组网方法中，方法A具体包括方法A1和方法A2：

A1，附近搜索，接收组网指令后搜索附近开启自组网功能的第二飞行无线装置，向搜索到的第二飞行无线装置发送组网请求，并在接收到所述第二飞行无线装置的确认信息后与所述第二飞行无线装置组网以构建无线局域网；

A2，标识搜索，接收组网指令后根据连接标识搜索第二飞行无线装置，并判断所述第二飞行无线装置的自组网功能是否开启，若是，则在接收到所述第二飞行无线装置的确认信息后与所述第二飞行无线装置组网以构建无线局域网；若否，则向第二飞行无线装置发起通信请求，在第二飞行无线装置开启自组网功能并返回确认信息后与第二飞行无线装置组网；

本发明相较于现有技术具有以下优点：融合无人机与无线装置的优点，能够使飞行无线装置升空以获得更好的数据网络信号，解决户外复杂地形下的外部通信需求，从而使用户能够顺畅地与外界联系；构建小型局域网，局域网内用户交流通过无线装置中转，满足网内用户的通信需求。

附图说明

图1是本发明实施例一自组网飞行无线装置的系统框图；

图2是本发明实施例一中多个自组网飞行无线装置组网的网络拓扑图；

图3是本发明实施例二自组网飞行无线装置的系统框图；

图4是本发明实施例二自组网飞行无线装置的模块架构图；

图5是本发明实施例三自组网飞行无线装置主动组网的方法流程图；

图6是本发明实施例三自组网飞行无线装置被动组网的方法流程图；

图7是本发明实施例四自组网飞行无线装置主动组网的方法一流程图；

图8是本发明实施例四自组网飞行无线装置主动组网的方法二流程图。

附图标记：第一飞行无线装置1；飞行装置11；飞控模块111；舵机模块112；无线模块12；电源模块13；自组网模块14；组网请求模块141；组网请求响应模块142；天线模块15；第二飞行无线装置2；第三飞行无线装置5；遥控模块3；；终端设备4；第一终端设备41；第二终端设备42；第三终端设备43；基站6。

具体实施方式

虽然流程图将各项操作描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。当一个单元被称为“连接”或“耦合”到另一单元时，其可以直接连接或耦合到所述另一单元，或者可以存在中间单元。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

本发明的自组网飞行无线装置及其自组网方法，适用于户外出游、临时活动如马拉松、展览等场景，解决了现有技术中无线装置在当前位置接收到的数据信号不够强的时候需要更换当前位置以将无线装置挪到信号较好的位置，造成诸多不便，并且，同伴之间通信需要通过外网从而导致交流顺畅度不够等问题，以下是本发明的优选实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，本实施例公开了一种自组网飞行无线装置，包括具有电源模块13的第一飞行无线装置1，第一飞行无线装置1可以为mifi((Mobile WIFI，便携式宽带无线装置)，这里的电源模块13用于为第一飞行无线装置1的整个系统供电，也就是说，第一飞行无线装置1中各个需要用电的模块均由该电源模块13供电，并且，该电源模块13还连接有电压转换电路以适应各个模块的电压需求，从而为各模块提供合适的电压，例如将5V电压转换为3.3V等电压转换电路，该转换电路采用的是现有技术，在此不进行赘述。此外，作为优选方案，这里的电源模块13采用无人机专用的高容量锂电池，保持长时间续航，以解决现有技术的Mifi耗电过快无法满足用户需求的问题。

具体地，第一飞行无线装置1包括相互连接的飞行装置11和无线模块12，飞行装置11和无线模块12均连接于电源模块13，由该电源模块13供电，当然，无线模块12位于飞行装置11内，飞行装置11用来控制第一飞行无线装置1飞行，并且在飞行过程中携带无线模块12一起飞行，无线模块12用于为终端设备4提供无线信号。

通常，由于空中没有树木等障碍物等遮挡，空中数据网络的信号总是好于地面，所以本实施例采用将无线模块12与飞行装置11相结合方式使无线模块12能够升入空中。

在投入使用时，若当前位置信号不佳，也就是说，无线模块12在当前位置无法或很难接收到数据网络从而无法为终端设备4转接数据网络，用户无需为了信号接收问题更换当前位置，而可以通过将本自组网飞行无线装置升入空中从而改善自组网飞行无线装置的信号接收问题，升入空中之后，由于没有障碍物的干扰，自组网飞行无线装置会接收到比地面更强的数据网络信号，然后将数据网络转换为wifi发送给终端设备4，终端设备4通过接收wifi的方式获取数据网络从而能够更加顺畅地与外界通信，这里的数据网络由基站6发送而来。

需要说明的是，一个自组网飞行无线装置通常可以连接多个终端设备4以供多个终端设备4之间构成局域网，局域网内的用户互相交流、通信直接经由自组网飞行无线装置中转，无需通过数据网链路，所以对于局域网内的用户来说，即使没有外界的数据网络，网内用户也可以自由交流，且内网速率可以高达上百Mb/s甚至Gb/s，尤其适用于山内信号较差用户之间相互通信的需要，或者马拉松运动员之间，及与管理人员之间的通讯需要等。

但是，一个无线模块12的带机量有限，例如，一个无线模块12只能连接3台终端设备4，那么只有这3台终端设备4之间可以自由通信，其余用户还是无法与其他用户通过局域网联系。

为了使更多的用户能够连入局域网内，本实施例提出：无线模块12还连接自组网模块14和天线模块15，该自组网模块14用于与第二飞行无线装置2进行交互和/或与第二飞行无线装置2组网以构建无线局域网。

由天线模块15向外发送无线模块12发出的无线信号，本实施例即wifi信号供终端设备4连接或其他自组网飞行无线装置组网，并且由天线模块15接收数据网信号或其他自组网飞行无线装置的wifi信号，无线模块12将数据网处理后再通过天线模块15转换为wifi信号对外发送供终端设备4获取数据网络，与其他自组网飞行无线装置通过wifi信号互相通信以及完成后续的组网工作，需要说明的是，为了便于理解，将不同的自组网飞行无线装置区分，这里将自组网飞行无线装置称为第一飞行无线装置1或第二飞行无线装置2，或其他飞行无线装置，但是这里所指的第一飞行无线装置1、第二飞行无线装置2和其它飞行无线装置均为本发明所指的自组网飞行无线装置。

如图2所示，通过该自组网模块14，实现多个自组网飞行无线装置之间的自由组网，例如，每台自组网飞行无线装置的带机量为三台，第一飞行无线装置1最多可以构成具有3个终端设备4的局域网，第二飞行无线装置2也最多可以构成三个终端设备4的局域网，第一飞行无线装置1与第二飞行无线装置2组网以后就可以构成最多6个终端设备4的局域网。当然，组网不限于两个组网飞行无线装置，还可以有第三飞行无线装置5、第四飞行无线装置4等参与，这里将通过第一飞行无线装置1加入局域网的终端设备4称为第一终端设备41，通过第二飞行无线装置2加入局域网的终端设备4称为第二终端设备42，通过第三终端设备加入局域网的终端设备4称为第三终端设备43……

通过上述组网的方式不仅仅能够扩展局域网的终端数量，还能够扩大局域网的覆盖范围，例如，原本一个第一飞行无线装置1构成的局域网wifi覆盖范围是方圆500米，那么当第二飞行无线装置2与第一飞行无线装置1组网以后，两个自组网飞行无线装置构成的局域网覆盖范围就会大于500米。

实施例二

如图3和图4所示，本实施例与实施例一类似，不同之处在于，本实施例中，第一飞行无线装置1连接有用于向无线模块12发送控制指令以控制第一飞行无线装置1飞行的遥控模块3，遥控模块3可以是安装在终端设备4中的客户端、应用程序。

进一步地，遥控模块3还用于向自组网模块14发送组网指令和/或连接标识，以命令组网请求模块141搜索第二飞行无线装置2并与第二飞行无线装置2组网。

具体地，本实施例的飞行装置11包括飞控模块111和与飞控模块111连接的舵机模块112，所述飞控模块111用于根据无线模块12传递过来的控制指令控制所述第一飞行无线装置1飞行，所述舵机模块112用于根据飞控模块111发送的飞控指令驱动螺旋桨，以为所述第一飞行无线装置1提供升力。

下面以遥控模块3安装于手机中为例进行具体说明：当使用第一飞行无线装置1时，首先将第一飞行无线装置1开机，然后将手机中的遥控模块3通过第一飞行无线装置1的wifi连上第一飞行无线装置1，用户操作遥控模块3以向无线模块12发送控制指令，无线模块12接收到控制指令后将该控制指令传递给飞控模块111，飞控模块111又将控制指令转换为飞控指令发送给舵机模块112，舵机模块112将飞控指令转换为实际的舵机控制电流从而驱动螺旋桨以为第一飞行无线装置1提供升力。

进一步地，飞控模块111包括DSP模块、陀螺仪和传感器模块，且第一飞行无线装置1根据DSP模块、陀螺仪和传感器模块的监测数据获取第一飞行无线装置1的位置信息，并通过DSP模块将控制指令转换为飞控指令，并将飞控指令以PWM波形式传递给舵机模块112。

具体地，这里的无线模块12通过UART口(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)将控制指令传递给飞控模块111；无线模块12通过RF射频信号与天线模块15连接。

进一步地，自组网模块14包括组网请求模块141和组网请求响应模块142，其中，

组网请求模块141，用于在接收到组网指令的时候搜索附近第二飞行无线装置2和/或根据连接标识搜索第二飞行无线装置2，并与搜索到的第二飞行无线装置2组网以构建无线局域网；

组网请求响应模块142，用于在接收到第二飞行无线装置2的组网请求时与所述第二飞行无线装置2组网以构建无线局域网。

实施例三

本实施例公开了一种自组网飞行无线装置的组网方法，包括以下方法：

A.如图5所示，根据组网指令向第二飞行无线装置2发送组网请求，在接收到第二飞行无线装置2的确认信息后与所述第二飞行无线装置2组网以构建无线局域网；

本步骤中，用户可以在第一飞行无线装置1上按下对应的自组网按钮，该按钮连接于无线模块12，通过自组网按钮以后向无线模块12发送组网指令，然后无线模块12将该组网指令发送给自组网模块14，然后自组网模块14向第二飞行无线装置2发送组网请求；

进一步地，在用户按下自组网按钮以后，先确立第一飞行无线装置1为辅wifi，在接收到第二飞行无线装置2的确认信息后与第二飞行无线装置2完成主辅Mifi组网。

或者，用户也可以通过遥控模块3向第一飞行无线装置1发送组网指令以远程控制第一飞行无线装置1完成组网。

当然，上述方法A是飞行无线装置的主动组网方法，当然，飞行无线装置还可以被动组网，被动组网的方法包括方法D：

D.如图6所示，在接收到第二飞行无线装置2的组网请求后向第二飞行无线装置2发送确认信息，并与第二飞行无线装置2组网以构建无线局域网。

实施例四

本实施例与实施例三类似，不同之处在于，本实施例的方法还包括方法B：

B.第一飞行无线装置1向外发送wifi信号，通过wifi信号与遥控模块3连接，连接之后，遥控模块3便可以遥控第一飞行无线装置1的飞行状态和自组网模式等各种状态。

此外，还包括方法C：

C.接收数据网络，将数据网络转换为wifi信号供遥控模块3获取数据网络。

进一步地，第一飞行无线装置1搜索第二飞行无线装置的方法有两种，一种是直接附近搜索，一种是对第一飞行无线装置1输入作为第二无线飞行装置标识信息的标识搜索，所以，在本实施例中，方法A具体包括方法A1和方法A2：

A1，附近搜索，如图7所示，第一飞行无线装置1接收组网指令后确认自身为辅Mifi，然后搜索附近开启自组网功能的第二飞行无线装置2，向搜索到的第二飞行无线装置2发送组网请求，并在接收到所述第二飞行无线装置2的确认信息后与所述第二飞行无线装置2完成主辅Mifi组网以构建无线局域网；

A2，标识搜索，如图8所示，遥控模块3向第一飞行无线装置1发送组网指令和连接标识信息，第一飞行无线装置1接收组网指令后确认自身为辅Mifi，连接标识信息对应的第二飞行无线装置2为主Mifi，根据连接标识搜索该第二飞行无线装置2，并判断第二飞行无线装置2的自组网功能是否开启，若是，则在接收到所述第二飞行无线装置2的确认信息后与所述第二飞行无线装置2完成主辅Mifi组网以构建无线局域网；若否，则向第二飞行无线装置2发起通信请求，在第二飞行无线装置2开启自组网功能并返回确认信息后与第二飞行无线装置2完成主辅Mifi组网；

连接标识信息为其对应自组网飞行无线装置的SSID无线网络名称；。

进一步地，被动组网也存在两种情况，一种是被动组网的时候第一飞行无线装置1的自组网功能是开启的，另一种是被动组网的时候第一飞行无线装置1的自组网功能是关闭的，所以，本实施例中，方法D具体包括方法D1和方法D2：

D1.第一飞行无线装置1自组网功能开启，接收到第二飞行无线装置2的组网请求后向所述第二飞行无线装置2返回确认信息并与所述第二飞行无线装置2组网；

D2.第一飞行无线装置1自组网功能未开启，接收到第二飞行无线装置2的通信请求后开启自组网功能，并在开启自组网功能后相第二飞行无线装置2返回确认信息并与第二飞行无线装置2组网。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围；并且需要说明的是，本申请的方法A、B、C、D之间没有执行的先后顺序，也没有必须要执行其中某一个步骤的强制要求，可以先执行A或只执行A，也可以先执行B或C，当然也可以其中两个或三个步骤并列执行。

此外，尽管本文较多地使用了第一飞行无线装置1；飞行装置11；飞控模块111；舵机模块112；无线模块12；电源模块13；自组网模块14；组网请求模块141；组网请求响应模块142；天线模块15；第二飞行无线装置2；第三飞行无线装置5；遥控模块3；；终端设备4；第一终端设备41；第二终端设备42；第三终端设备43；基站6等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种自组网飞行无线装置，其特征在于，包括第一飞行无线装置(1)，所述第一飞行无线装置(1)包括相互连接的飞行装置(11)和无线模块(12),所述无线模块(12)连接有天线模块(15)和自组网模块(14)，其中，

飞行装置(11)，用于控制第一飞行无线装置(1)飞行；

无线模块(12)，用于向天线模块发送无线信号；

天线模块(15)，用于接收数据网信号和/或向外发送无线信号；

自组网模块(14)，用于与第二飞行无线装置(2)进行交互和/或与第二飞行无线装置(2)组网，以构建无线局域网。

2.根据权利要求1所述的自组网飞行无线装置，其特征在于，所述的飞行装置(11)包括飞控模块(111)和与飞控模块(111)连接的舵机模块(112)，其中，

飞控模块(111)，用于根据无线模块(12)传递过来的控制指令控制所述第一飞行无线装置(1)飞行；

舵机模块(112)，用于根据飞控模块(111)发送的飞控指令驱动螺旋桨，以为所述第一飞行无线装置(1)提供升力。

3.根据权利要求2所述的自组网飞行无线装置，其特征在于，所述飞控模块(111)包括DSP模块、陀螺仪和传感器模块，且所述第一飞行无线装置(1)根据DSP模块、陀螺仪和传感器模块的监测数据获取所述第一飞行无线装置(1)的位置信息。

4.根据权利要求1所述的自组网飞行无线装置，其特征在于，所述自组网模块(14)包括组网请求模块(141)，用于在接收到组网指令的时候搜索附近第二飞行无线装置(2)和/或根据连接标识搜索第二飞行无线装置(2)，并与搜索到的第二飞行无线装置(2)组网以构建无线局域网。

5.根据权利要求1所述的自组网飞行无线装置，其特征在于，所述第一飞行无线装置(1)连接有遥控模块(3)，所述遥控模块(3)用于向无线模块(12)发送控制指令以控制第一飞行无线装置(1)飞行。

6.根据权利要求5所述的自组网飞行无线装置，其特征在于，所述遥控模块(3)还用于向自组网模块(14)发送组网指令和/或连接标识，以命令组网请求模块(141)搜索第二飞行无线装置(2)并与第二飞行无线装置(2)组网。

7.一种自组网飞行无线装置的组网方法，其特征在于，包括以下方法：

A.根据组网指令向第二飞行无线装置(2)发送组网请求，在接收到第二飞行无线装置(2)的确认信息后与所述第二飞行无线装置(2)组网以构建无线局域网。

8.根据权利要求7所述的自组网飞行无线装置的组网方法，其特征在于，还包括方法B：

B.发送wifi信号，通过wifi信号与遥控模块(3)连接，以使所述遥控模块接入所述无线局域网；接收遥控模块(3)的控制指令以控制第一飞行无线装置(1)飞行。

9.根据权利要求7所述的自组网飞行无线装置的组网方法，其特征在于，还包括方法C：

C.接收数据网络，将数据网络转换为wifi信号供接入至所述无线局域网的遥控模块(3)获取数据网络。

10.根据权利要求7-9任意一项所述的自组网飞行无线装置的组网方法，其特征在于，方法A具体包括方法A1或方法A2：

A1.接收组网指令后搜索附近开启自组网功能的第二飞行无线装置(2)，向搜索到的第二飞行无线装置(2)发送组网请求，并在接收到所述第二飞行无线装置(2)的确认信息后与所述第二飞行无线装置(2)组网以构建无线局域网；

A2.接收组网指令后根据连接标识搜索具有所述连接标识的第二飞行无线装置(2)，并判断所述第二飞行无线装置(2)的自组网功能是否开启，若是，则在接收到所述第二飞行无线装置(2)的确认信息后与所述第二飞行无线装置(2)组网以构建无线局域网；若否，则向第二飞行无线装置(2)发起通信请求，在第二飞行无线装置(2)开启自组网功能并返回确认信息后与第二飞行无线装置(2)组网。