CN109094781A - 太阳能无人机光纤通讯系统及无人机 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种太阳能无人机光纤通讯系统及无人机，该太阳能无人机光纤通讯系统包括：机载设备、飞行控制与管理计算机、航空电子系统以及信号传输系统；机载设备用于采集当前机体飞行状态数据，并执行相应的动作；飞行控制与管理计算机用于分析飞行状态数据，并生成相应的控制指令；航空电子系统用于上传飞行状态数据至飞行控制与管理计算机，并下载控制指令至机载设备；信号传输系统用于在机载设备、飞行控制与管理计算机和航空电子系统间通过光信号传递数据。本公开提供的太阳能无人机光纤通讯系统采用光纤通讯能够大幅降低飞行控制与管理计算机重量，同时提高通信速率及质量。
Description
技术领域
本公开涉及无人机技术领域，尤其涉及一种太阳能无人机光纤通讯系统及无人机。
背景技术
太阳能无人机采用太阳能作为动力源，它具备超长航时的特点，未来留空时间可长达数月至数年，且飞行高度高，超过20km，任务区域广阔，具备“准卫星”特征，具有部署灵活、经济性好等优势。太阳能无人机可广泛应用于军民融合领域，包括重大自然灾害预警、常态化海域监管、应急抢险救灾、反恐维稳等公益事业领域以及偏远地区互联网无线接入、移动通信、数字电视信号广播等商业及产业类领域。
太阳能无人机外形尺寸大、同时对重量要求苛刻，而现有的太阳能无人机通讯多采用传统总线形式，飞控计算机等设备由于多种类型的航插存在造成飞控计算机重量重、空间尺寸大、结构重；同时由于机身机翼尺寸大，飞控计算机与舵机、动力系统等通讯距离远，线缆长度长。因此传统的总线方式会带来较大的重量负担，对于太阳能无人机则会牺牲仅有的载荷重量。
随着光纤通信技术的发展，针对太阳能无人机通讯问题，在太阳能无人机上采用光纤通讯，能够较大幅度的减轻飞控计算机及全机通讯线缆的重量，同时光纤通讯还具有低功耗、高带宽、低延迟、高可靠性等特点，尤其适于太阳能无人机长时间空中飞行。该通讯系统依靠现有成熟的光纤通讯技术，对现在及将来跨周飞行甚至跨越飞行的太阳能无人机重量控制及可靠性通讯有巨大的提升空间，利于工程应用。但如何高效的实现飞控系统内部模块间的通讯成为解决问题的关键。
公开内容
(一)要解决的技术问题
基于上述技术问题，本公开提供一种太阳能无人机光纤通讯系统及无人机，以缓解传统的总线通信方式容易带来较大的重量负担，对于太阳能无人机将牺牲仅有的载荷重量的技术问题。
(二)技术方案
根据本公开的一个方面，提供一种太阳能无人机光纤通讯系统，包括：机载设备，用于采集当前机体飞行状态数据，并执行相应的动作；飞行控制与管理计算机，用于分析所述飞行状态数据，并生成相应的控制指令；航空电子系统，用于上传所述飞行状态数据至所述飞行控制与管理计算机，并下载所述控制指令至所述机载设备；以及信号传输系统，用于在所述机载设备、所述飞行控制与管理计算机和所述航空电子系统间通过光信号传递数据。
在本公开的一些实施例中，所述信号传输系统包括：光电转换装置，用于将所述机载设备、所述飞行控制与管理计算机和所述航空电子系统内部的电信号转化在其间传输的光信号。
在本公开的一些实施例中，所述信号传输系统还包括：光纤通信装置，用于在设备间传输所述光电转换装置转换的光信号。
在本公开的一些实施例中，所述机载设备包括：传感器模块，用于采集当前机体飞行状态数据。
在本公开的一些实施例中，所述机载设备还包括：伺服动作设备模块，用于执行相应的动作。
在本公开的一些实施例中，所述机载设备采用总线通信方案设备。
在本公开的一些实施例中，所述飞行控制与管理计算机采用FC-AE通讯卡。
在本公开的一些实施例中，所述航空电子系统采用总线式FC-AE方案。
在本公开的一些实施例中，所述航空电子系统通过光分路器实现和所述飞行控制与管理计算机、所述机载设备以及所述信号传输系统的互联。
根据本公开的另一个方面，还提供一种无人机，包括：无人机机体；以及本公开提供的太阳能无人机光纤通讯系统，该太阳能无人机光纤通讯系统集成在所述无人机机体内。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开提供的太阳能无人机光纤通讯系统及无人机具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
(1)目前传统的飞行控制与管理计算机一般采用多个航空插头，数量多、重量重，占用空间大，采用光纤通讯能够大幅降低飞行控制与管理计算机重量，同时提高通信速率及质量；
(2)采用光纤通信装置构成的太阳能无人机高可靠通讯系统，能够较大幅度减轻飞行控制与管理计算机和机载设备模块通讯线缆的重量，尤其适于太阳能无人机长时间空中飞行，对现在及将来跨周飞行甚至跨越飞行的太阳能无人机重量控制及可靠性通讯有巨大的提升空间，极具工程应用价值；
(3)机载设备包括传感器模块和伺服动作设备模块，采用现有的传统总线通信方案设备，在设备外增加光电转换设备将机载设备电通讯口转换为光通讯口，与飞行控制与管理计算机通过航空电子系统及信号传输系统进行通讯，该方案采用总线式可以方便的进行机载设备扩展；
(4)飞行控制与管理计算机采用FC-AE系列通讯卡，传输速率高，能够达到Gbps量级，响应延时小，能够达到微秒量级，能够满足当前及将来大型“跨周”甚至“跨月”长航时太阳能无人机预警、通讯中继、侦察等要求。
附图说明
图1为本公开实施例提供的太阳能无人机光纤通讯系统的结构示意图。
具体实施方式
本公开实施例提供的太阳能无人机光纤通讯系统及无人机采用光纤通信装置构成的太阳能无人机高可靠通讯系统，能够较大幅度减轻飞行控制与管理计算机和机载设备中通讯线缆的重量，对现在及将来跨周飞行甚至跨越飞行的太阳能无人机重量控制及可靠性通讯有巨大的提升空间。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
根据本公开的一个方面，提供一种太阳能无人机光纤通讯系统，如图1所示，包括：机载设备，用于采集当前机体飞行状态数据，并执行相应的动作；飞行控制与管理计算机，用于分析飞行状态数据，并生成相应的控制指令；航空电子系统，用于上传飞行状态数据至飞行控制与管理计算机，并下载控制指令至机载设备；以及信号传输系统，用于在机载设备、飞行控制与管理计算机和航空电子系统间通过光信号传递数据，目前传统的飞行控制与管理计算机一般采用多个航空插头，数量多、重量重，占用空间大，采用光纤通讯能够大幅降低飞行控制与管理计算机重量，同时提高通信速率及质量。
在本公开的一些实施例中，如图1所示，所述信号传输系统包括：光电转换装置，用于将机载设备、飞行控制与管理计算机和航空电子系统内部的电信号转化在其间传输的光信号。
在本公开的一些实施例中，如图1所示，信号传输系统还包括：光纤通信装置，用于在设备间传输光电转换装置转换的光信号，采用光纤通信装置构成的太阳能无人机高可靠通讯系统，能够较大幅度减轻飞行控制与管理计算机和机载设备模块通讯线缆的重量，尤其适于太阳能无人机长时间空中飞行，对现在及将来跨周飞行甚至跨越飞行的太阳能无人机重量控制及可靠性通讯有巨大的提升空间，极具工程应用价值。
在本公开的一些实施例中，如图1所示，机载设备包括：传感器模块，用于采集当前机体飞行状态数据。
在本公开的一些实施例中，如图1所示，机载设备还包括：伺服动作设备模块，用于执行相应的动作。
在本公开的一些实施例中，机载设备采用总线通信方案设备，机载设备包括传感器模块和伺服动作设备模块，采用现有的传统总线通信方案设备，在设备外增加光电转换设备将机载设备电通讯口转换为光通讯口，与飞行控制与管理计算机通过航空电子系统及信号传输系统进行通讯，采用总线式可以方便的进行机载设备扩展。
在本公开的一些实施例中，飞行控制与管理计算机采用FC-AE通讯卡，飞行控制与管理计算机采用FC-AE系列通讯卡，传输速率高，能够达到Gbps量级，响应延时小，能够达到微秒量级，能够满足当前及将来大型“跨周”甚至“跨月”长航时太阳能无人机预警、通讯中继、侦察等要求。
在本公开的一些实施例中，航空电子系统采用总线式FC-AE方案。
在本公开的一些实施例中，航空电子系统是飞机上所有和电子、软件相关的设备的统称。
在本公开的一些实施例中，航空电子系统通过光分路器实现和飞行控制与管理计算机、机载设备以及信号传输系统的互联。
根据本公开的另一个方面，还提供一种无人机，包括：无人机机体；以及本公开实施例提供的太阳能无人机光纤通讯系统，该太阳能无人机光纤通讯系统集成在无人机机体内。
依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开实施例提供的太阳能无人机光纤通讯系统及无人机有了清楚的认识。
综上所述，本公开实施例提供的太阳能无人机光纤通讯系统及无人机采用光纤通信技术，能够较大幅度减轻飞行控制与管理计算机和机载设备中通讯线缆的重量，尤其适于大翼展太阳能无人机长时间空中飞行，对现在及将来跨“周”飞行甚至跨“月”飞行的太阳能无人机重量控制及可靠性通讯有巨大的提升空间，极具工程应用价值。
还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。
并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如前面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能无人机光纤通讯系统，包括：
机载设备，用于采集当前机体飞行状态数据，并执行相应的动作；
飞行控制与管理计算机，用于分析所述飞行状态数据，并生成相应的控制指令；
航空电子系统，用于上传所述飞行状态数据至所述飞行控制与管理计算机，并下载所述控制指令至所述机载设备；以及
信号传输系统，用于在所述机载设备、所述飞行控制与管理计算机和所述航空电子系统间通过光信号传递数据。
2.根据权利要求1所述的太阳能无人机光纤通讯系统，所述信号传输系统包括：光电转换装置，用于将所述机载设备、所述飞行控制与管理计算机和所述航空电子系统内部的电信号转化在其间传输的光信号。
3.根据权利要求2所述的太阳能无人机光纤通讯系统，所述信号传输系统还包括：光纤通信装置，用于在设备间传输所述光电转换装置转换的光信号。
4.根据权利要求1所述的太阳能无人机光纤通讯系统，所述机载设备包括：传感器模块，用于采集当前机体飞行状态数据。
5.根据权利要求4所述的太阳能无人机光纤通讯系统，所述机载设备还包括：伺服动作设备模块，用于执行相应的动作。
6.根据权利要求1所述的太阳能无人机光纤通讯系统，所述机载设备采用总线通信方案设备。
7.根据权利要求1所述的太阳能无人机光纤通讯系统，所述飞行控制与管理计算机采用FC-AE通讯卡。
8.根据权利要求1所述的太阳能无人机光纤通讯系统，所述航空电子系统采用总线式FC-AE方案。
9.根据权利要求8所述的太阳能无人机光纤通讯系统，所述航空电子系统通过光分路器实现和所述飞行控制与管理计算机、所述机载设备以及所述信号传输系统的互联。
10.一种无人机，包括：
无人机机体；以及
如上述权利要求1至9中任一项所述的太阳能无人机光纤通讯系统，该太阳能无人机光纤通讯系统集成在所述无人机机体内。
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