CN110989426A - 一种太阳能供电和5g数据传输的无人机检测平台 - Google Patents

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赵罡
白建军
佘彦杰
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张萌
王毅凡
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王凯明
张琦
郭富红
朱明昊
叶晓壮
赵东平
孙亮
陈鹏勇
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Abstract

针对现有技术中的无人机传输信息容易遭受干扰的问题，本发明提供一种太阳能供电和5G数据传输的无人机检测平台，包括飞行器、通信模块、数据采集模块、太阳能电源模块以及控制模块，其中，所述的太阳能电源模块向通信模块、数据采集模块供电；其特征在于，所述的通信模块包括于NB‑IOT模块和5G通信模块；其中，所述的NB‑IOT模块设置在飞行器上，用于与地面设备通信，传输地面指令；其中，所述的5G通信模块设置在飞行器上，用于与地面控制站或云端服务器连接传输数据采集模块采集的数据；其中，NB‑IOT模块采集5G通信模块的工作状态，用于判断飞行器的工作是否正常。本发明将信息通道分离，提升了抗干扰性。

Description

一种太阳能供电和5G数据传输的无人机检测平台
技术领域
本发明属于无人机应用领域，尤其涉及一种太阳能供电和5G数据传输的无人机检测平台。
背景技术
当下是一个全球无人机迅猛发展的黄金时代，在输电线路检测方面也广有应用。我国输电线路分布面积大，设施距离远，环境与自然条件复杂多变。为提高输电线路维护和检修的质量和效率，可采用已经逐渐成熟的无人机输电线路巡检技术。
现有的，无人机通常采用所谓GPS定位系统和陀螺仪等设备保证其飞行姿态、定位等；利用安装在陀螺仪上的传感器就可以知道这个夹角的大小和方向，从而确定“姿态”的变化。无人机设置超声波测距模块，配备红外线发射装置，通过发射出去的波和反射回来的波之间的时间差，测出目标距离自己有多远。
在电路巡检中，无人机的应用越来越广泛，但是，无人机存在一个较为重要的缺陷，抗干扰能力差。尤其是数据传输的过程中，包括地面控制中心或便携设备发送指令或者将无人机采集的数据发送至便携设备或地面控制中心。
发明内容
针对现有技术中的无人机传输信息容易遭受干扰的问题，本发明提供一种太阳能供电和5G数据传输的无人机检测平台，采用物联网模块与5G模块结合，提升无人机的抗干扰性。
本发明为了解决上述技术问题而采用的技术方案是：一种太阳能供电和5G数据传输的无人机检测平台，包括飞行器、通信模块、数据采集模块、太阳能电源模块以及控制模块，其中，所述的太阳能电源模块向通信模块、数据采集模块供电；其特征在于，所述的通信模块包括于NB-IOT模块和5G通信模块；其中，所述的NB-IOT模块设置在飞行器上，用于与地面设备通信，传输地面指令；其中，所述的5G通信模块设置在飞行器上，用于与地面控制站或云端服务器连接传输数据采集模块采集的数据；其中，NB-IOT模块采集5G通信模块的工作状态，用于判断飞行器的工作是否正常。
进一步的，地面控制站或云端服务器对数据处理的过程是：S1.通过5G通信模块获取异常数据；并将该异常数据进行学习，更新缺陷标准数据库；同时，将异常数据在地面控制站或云端服务器的管理中心备份；S2.通过学习后的缺陷标准数据库作为基准，在无人机上的控制模块内对数据采集模块采集的数据与缺陷标准数据库进行比较，得到正常或异常状态。
进一步的，飞行器为四旋翼飞行器，该飞行器远离地面的一侧覆盖设置有太阳能薄膜。
有益效果：本发明NB-IOT模块、5G通信模块均设置在飞行器上，分别用于与地面设备通信，传输地面指令和用于与地面控制站或云端服务器连接传输数据采集模块采集的数据；并且NB-IOT模块采集5G通信模块的工作状态，用于判断飞行器的工作是否正常。本发明将信息通道分离，减小干扰的几率，提升了抗干扰性。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的说明。
NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络2G、UMTS3G网络或LTE4G网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
如图1，一种太阳能供电和5G数据传输的无人机检测平台，包括飞行器1、通信模块2、数据采集模块3、太阳能电源模块4以及控制模块5，其中，所述的太阳能电源模块4向通信模块2、数据采集模块3供电；其特征在于，所述的通信模块3包括于NB-IOT模块301和5G通信模块302；其中，所述的NB-IOT模块301设置在飞行器1上，用于与地面设备通信，传输地面指令；其中，所述的5G通信模块302设置在飞行器1上，用于与地面控制站或云端服务器连接传输数据采集模块3采集的数据；
其中，NB-IOT模块301采集5G通信模块302的工作状态，用于判断飞行器1的工作是否正常。
本发明的总的流程是：飞行器1上的图像传感器对监测部位采集图像数据；将采集到的数据发送至控制模块5中，然后通过控制模块5中的程序对图像进行分析，得出该监测部位是异常状态还是异常状态。
进一步的，地面控制站或云端服务器对数据处理的过程是：
S1.通过5G通信模块302获取异常数据；并将该异常数据进行学习，更新缺陷标准数据库；同时，将异常数据在地面控制站或云端服务器的管理中心备份；
S2.通过学习后的缺陷标准数据库作为基准，在无人机1上的控制模块5内对数据采集模块3采集的数据与缺陷标准数据库进行比较，得到正常或异常状态。
其中，所述的主控模块5可以为：STM32F103ZET6；NB-IOT模块为谷雨NB101模组(使用移远BC95-B5芯片)；通信方式：串口3。通信协议可以使用UDP或者COAP，选择COAP，配置CDP服务器：AT+NCDP＝<ip_addr>[0,5683]；COAP默认端口为5683，若要查询：AT+NCDP。接收到消息需要显示设置，否则串口助手不会显示：AT+NNMI＝1,返回OK。当设置为1时，收到消息时显示收到通知和收到的数据，设置为0时，不通知默认为0，设置为2时，仅通知。发送消息格式：AT+NMGS＝<length>,<data>。<length>是要发送的数据长度，<data>是要发送的数据实体，需要讲数据转化为16进制即hex格式发送。如要发送hello，发送命令：AT+NMGS＝5，68656C6C6F16进制不分大小写)，返回：OK。
在本发明所述的飞行器1可以为四旋翼飞行器，该飞行器1远离地面的一侧覆盖设置有太阳能薄膜。太阳能薄膜作为太阳能电源模块存在，可以对通信模块、数据采集模块供电。
需要明确的是：STM32F103ZET6和NB-IOT模块通过uart串口通信进行数据互通。NB-IOT模块经过固定时间向STM32F103ZET6发送指令，读取5G通信模块工作状态，如果5G通信模块工作正常，则NB-IOT模块返回地面控制中心或便携设备一个信号，表示正常。如果5G通信模块工作不正常，则发送一个信号给地面控制中心或便携设备，然后STM32F103ZET6控制飞行器1降落。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易变化或替换，都属于本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种太阳能供电和5G数据传输的无人机检测平台，包括飞行器(1)、通信模块(2)、数据采集模块(3)、太阳能电源模块(4)以及控制模块(5)，其中，所述的太阳能电源模块(4)向通信模块(2)、数据采集模块(3)供电；其特征在于，所述的通信模块(3)包括于NB-IOT模块(301)和5G通信模块(302)；
其中，所述的NB-IOT模块(301)设置在飞行器(1)上，用于与地面设备通信，传输地面指令；
其中，所述的5G通信模块(302)设置在飞行器(1)上，用于与地面控制站或云端服务器连接传输数据采集模块(3)采集的数据；
其中，NB-IOT模块(301)采集5G通信模块(302)的工作状态，用于判断飞行器(1)的工作是否正常。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能供电和5G数据传输的无人机检测平台，其特征在于：地面控制站或云端服务器对数据处理的过程是：
S1.通过5G通信模块(302)获取异常数据；并将该异常数据进行学习，更新缺陷标准数据库；同时，将异常数据在地面控制站或云端服务器的管理中心备份；
S2.通过学习后的缺陷标准数据库作为基准，在无人机(1)上的控制模块(5)内对数据采集模块(3)采集的数据与缺陷标准数据库进行比较，得到正常或异常状态。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能供电和5G数据传输的无人机检测平台，其特征在于：飞行器(1)为四旋翼飞行器，该飞行器(1)远离地面的一侧覆盖设置有太阳能薄膜。
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