CN111459150B - 一种水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法，适用于一个航行器和多个控制端，包括以下步骤：分别为每个控制端设置包含优先级信息的唯一ID标识；航行器发送包含ID和标识码的状态广播帧；控制端接收状态广播帧并根据ID进行判断；若ID相同或其ID优先级大于状态广播帧中ID，则由控制端发送注册码；航行器接收注册码后，根据ID优先级接受注册并变更控制权；控制端在注册成功取得控制权后发送控制帧控制航行器；实现了远距离低带宽无线通讯条件下的水面航行器的控制权在多个控制端间的稳定切换，从而确保水面航行器行驶出某个控制端的控制范围后，其他控制端能够继续控制水面航行器，使水面航行器的工作范围得以拓展。

Description

一种水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法
技术领域
本发明涉及水面航行器技术领域，尤其涉及一种水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法。
背景技术
目前主流遥控方式是基于无线电遥控的，常用的频段有5G(WIFI)，2.4G(WIFI/蓝牙)，433M等，频率越低，通讯距离越远，带宽越窄。
智能救生器采用的是基于SX1278芯片，具备FEC前向纠错，最大连续纠错64bit，系列绕射能力和抗干扰能力非常强，LoRa扩频技术使其具有更远的通信距离。LoRa是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术，其实也是是诸多LPWAN通信技术中的一种，最早由美国Semtech公司采用和推广。这一方案为用户提供一种简单的能实现远距离、低功耗无线通信手段。目前，LoRa主要在ISM频段运行，主要包括433、868、915MHz等。是物理层或无线调制用于建立长距离通信链路。许多传统的无线系统使用频移键控(FSK)调制作为物理层，因为它是一种实现低功耗的非常有效的调制。/>是基于线性调频扩频调制，它保持了像FSK调制相同的低功耗特性，但明显地增加了通信距离。线性扩频已在军事和空间通信领域使用了数十年，由于其可以实现长通信距离和干扰的鲁棒性，但是/>是第一个用于商业用途的低成本实现。当水面航行器的工作范围需求超出单个控制端的通讯范围后，一对一的遥控方式显然无法满足此需求，需要多遥控器解决方案。
LoRa提升通信距离的扩码就是报文发送数量扩大，其倍率在数百至数千倍，所以报文传输的时间也相应延长。同时水面航行器和多个遥控器处于同一工作频段，采用同一扩频系数和扩频码工作，因而是可以相互干扰的，其特征是一发多收，同一时间只允许一个设备发送报文。多个设备同时发送将导致报文互相干扰，发送失败。
发明内容
鉴于目前存在的上述不足，本发明提供一种水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法，能够实现远距离低带宽无线通讯条件下的水面航行器的控制权在多个控制端间的稳定切换，从而确保水面航行器行驶出某个控制端的控制范围后，其他控制端能够继续控制水面航行器，使水面航行器的工作范围得以拓展。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法，适用于一个航行器和多个控制端，所述航行器多点控制方法包括以下步骤：
分别为每个控制端设置包含优先级信息的唯一ID标识；
航行器发送包含ID和标识码的状态广播帧；
控制端接收状态广播帧并根据ID进行判断；
若ID相同或其ID优先级大于状态广播帧中ID，则由控制端发送注册码；
航行器接收注册码后，根据ID优先级接受注册并变更控制权；
控制端在注册成功取得控制权后发送控制帧控制航行器。
依照本发明的一个方面，所述航行器发送包含ID和标识码的状态广播帧包括：航行器在无控制端连接时会定时发送状态广播帧，或在有控制端连接时根据控制端指令发送状态广播帧。
依照本发明的一个方面，所述状态广播帧包含得到控制权的控制端ID和一个非固定的单字节标识码，所述标识码伴随控制权变更而变更。
依照本发明的一个方面，所述航行器在无控制端连接时，发送的状态广播帧中控制端ID设为零。
依照本发明的一个方面，所述水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法包括：控制端接收到航行器的状态广播帧后得到ID并和自身ID比较，若ID相同则可在注册时段后发送控制帧，控制帧包含状态广播帧中的标识码。
依照本发明的一个方面，所述水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法包括：控制端接收到航行器的状态广播帧后得到ID并和自身ID比较，若ID不同且自身ID的优先级高时，则控制端可在注册时段内发送包含自身ID的注册帧进行注册，航行器接收到注册帧后，如注册帧内的控制端ID优先级高，则变更控制权。
依照本发明的一个方面，所述水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法包括：控制端单次注册失败后必须随机等待0～3个广播帧后才能再次发送注册帧。
依照本发明的一个方面，所述水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法包括：拥有控制权的控制端与航行器失联后，停止控制帧的发送，直到再次接收到广播帧，通过重复步骤确认控制权。
本发明实施的优点：本发明所述的水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法，适用于一个航行器和多个控制端，所述航行器多点控制方法包括以下步骤：分别为每个控制端设置包含优先级信息的唯一ID标识；航行器发送包含ID和标识码的状态广播帧；控制端接收状态广播帧并根据ID进行判断；若ID相同或其ID优先级大于状态广播帧中ID，则由控制端发送注册码；航行器接收注册码后，根据ID优先级接受注册并变更控制权；控制端在注册成功取得控制权后发送控制帧控制航行器；实现了远距离低带宽无线通讯条件下的水面航行器的控制权在多个控制端间的稳定切换，从而确保水面航行器行驶出某个控制端的控制范围后，其他控制端能够继续控制水面航行器，使水面航行器的工作范围得以拓展；进一步的，控制端单次注册失败后必须随机等待0～3个广播帧后才能再次发送注册帧，以此来避免注册冲突；实现带优先级的多遥控器的控制权分配机制，适用LoRa扩频技术的无线通讯。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述的多点控制系统示意图；
图2为本发明实施例所述的一种优先级注册控制分配示意图；
图3为本发明实施例所述的一种优先级注册控制分配示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1、图2和图3所示，多点控制系统包括一个水面航行器和多个控制端，每个控制端都有唯一的ID标识，ID标识中包含优先级信息。
水面航行器处于未与任何控制端连接的状态，此时，水面航行器会定时通过LoRa通信向四周发送状态广播帧，所述状态广播帧中包含控制端ID(此时因未连接控制端，设为初始的0)和一个非固定的单字节标识码，标识码伴随控制权变更而变更。
控制端在接收到水面航行器的状态广播帧后得到ID并和自身ID比较，此时状态广播帧中为0，是最低优先级，则任何控制端的ID优先级都高于此时状态广播帧中的ID优先级，因此，控制端可在注册时段内发送包含自身ID的注册帧。
水面航行器接收到注册帧后，因注册帧内的控制端ID优先级高，则变更控制权为发送该注册帧的控制端。
此时取得控制权的控制端可在注册时段后发送控制帧，控制帧包含状态广播帧中的标识码。
实施例二
如图1、图2和图3所示，多点控制系统包括一个水面航行器和多个控制端，每个控制端都有唯一的ID标识，ID标识中包含优先级信息。
水面航行器具有控制权的分配权，其在有控制端连接时会根据控制端指令发送状态广播帧。状态广播帧中包含得到控制权的控制端ID和一个非固定的单字节标识码，标识码伴随控制权变更而变更。
控制端接收到水面航行器的状态广播帧后得到ID并和自身ID比较，相同则可在注册时段后发送控制帧，控制帧包含状态广播帧中的标识码；如ID不同且自身ID的优先级高时，则控制端可在注册时段内发送包含自身ID的注册帧。控制端单次注册失败后必须随机等待0～3个广播帧后才能再次发送注册帧，以此来避免注册冲突。
水面航行器接收到注册帧后，如注册帧内的控制端ID优先级高，则变更控制权。
水面航行器与得到控制权的控制端失联后，状态广播帧内的控制端ID会清零。
拥有控制权的控制端与水面航行器失联后，停止控制帧的发送，直到再次接收到广播帧，确认控制权。
本发明实施的优点：本发明所述的水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法，适用于一个航行器和多个控制端，所述航行器多点控制方法包括以下步骤：分别为每个控制端设置包含优先级信息的唯一ID标识；航行器发送包含ID和标识码的状态广播帧；控制端接收状态广播帧并根据ID进行判断；若ID相同或其ID优先级大于状态广播帧中ID，则由控制端发送注册码；航行器接收注册码后，根据ID优先级接受注册并变更控制权；控制端在注册成功取得控制权后发送控制帧控制航行器；实现了远距离低带宽无线通讯条件下的水面航行器的控制权在多个控制端间的稳定切换，从而确保水面航行器行驶出某个控制端的控制范围后，其他控制端能够继续控制水面航行器，使水面航行器的工作范围得以拓展；进一步的，控制端单次注册失败后必须随机等待0～3个广播帧后才能再次发送注册帧，以此来避免注册冲突；实现带优先级的多遥控器的控制权分配机制，适用LoRa扩频技术的无线通讯。
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，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法，适用于一个航行器和多个控制端，其特征在于，所述航行器多点控制方法包括以下步骤：
分别为每个控制端设置包含优先级信息的唯一ID标识；
航行器发送包含ID和标识码的状态广播帧，所述状态广播帧包含得到控制权的控制端ID和一个非固定的单字节标识码，所述标识码伴随控制权变更而变更，所述航行器在无控制端连接时，发送的状态广播帧中控制端ID设为零；
控制端接收状态广播帧并根据ID进行判断，包括控制端接收到航行器的状态广播帧后得到ID并和自身ID比较；
若ID相同或其ID优先级大于状态广播帧中ID，则由控制端发送注册码；
若ID不同且自身ID的优先级高时，则控制端可在注册时段内发送包含自身ID的注册码进行注册；
航行器接收注册码后，根据ID优先级接受注册并变更控制权；
控制端在注册成功取得控制权后发送控制帧控制航行器。
2.根据权利要求1所述的水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法，其特征在于，所述航行器发送包含ID和标识码的状态广播帧包括：航行器在无控制端连接时会定时发送状态广播帧，或在有控制端连接时根据控制端指令发送状态广播帧。
3.根据权利要求1或2所述的水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法，其特征在于，所述水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法包括：控制端接收到航行器的状态广播帧后得到ID并和自身ID比较，若ID相同则可在注册时段后发送控制帧，控制帧包含状态广播帧中的标识码。
4.根据权利要求1或2所述的水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法，其特征在于，所述水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法包括：控制端单次注册失败后必须随机等待0～3个广播帧后才能再次发送注册码。
5.根据权利要求1或2所述的水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法，其特征在于，所述水面或者高湿度环境下的航行器多点控制方法包括：拥有控制权的控制端与航行器失联后，停止控制帧的发送，直到再次接收到广播帧，通过重复步骤确认控制权。
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