CN112073287B - 数据传输装置、控制方法、传输方法和tcp服务装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种数据传输装置、控制方法、传输方法和TCP服务装置。该数据传输装置包括：无人机；第一网桥设备，用于与第二网桥设备建立无线网络的桥接；电机，与第一网桥设备相连接，用于响应于控制指令旋转对应的角度，以使第一网桥设备指向目的方向；无人机流动站，用于获取无人机的位置数据；控制装置，分别与电机、第一网桥设备和无人机流动站相连接，控制装置用于根据无人机的位置数据、基站的位置数据和所有流动站的位置数据，确定电机的旋转角度，并生成对应的控制指令。通过本发明的技术方案，采用无人机网桥，并增加网桥自主调节机制，可实时传输大量的数据，有效降低环境干扰的影响，增加网桥通信的传输距离以及传输质量。

Description

数据传输装置、控制方法、传输方法和TCP服务装置

技术领域

本发明涉及定位技术领域，具体而言，涉及一种数据传输装置，一种数据传输装置的控制方法，一种数据传输方法，一种TCP服务装置。

背景技术

目前，工程机械对数字化、无人化作业的需求越来越大，而数字化、无人化作业中设备的位置信息至关重要。现阶段高精度导航主要采用RTK技术或者组合导航技术，定位模块在进行高精度RTK定位时，需要获取由定位基站提供的差分数据。目前差分数据以及定位模块的位置数据传输主要采用电台或者4G方式。

存在的问题：

一、如果差分数据以及定位数据采用两套数据传输方式，则复杂了系统组成，如果单纯采用4G对数据进行传输，则实时性无法保证，且受4G基站影响较大，无法满足无人化对实时性的要求；

二、使用电台传输差分数据，可以满足流动站定位模块集群的要求，但是电台的数据传输带宽较低，无法满足无人化施工时大量数据传输的要求，并且电台容易受外界干扰，安全可靠性无法保证。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个方面在于提出了一种数据传输装置。

本发明的另一个方面在于提出了一种数据传输装置的控制方法。

本发明的再一个方面在于提出了一种数据传输方法。

本发明的又一个方面在于提出了一种TCP服务装置。

有鉴于此，根据本发明的一个方面，提出了一种数据传输装置，包括：无人机；第一网桥设备，用于与第二网桥设备建立无线网络的桥接，以将TCP服务装置转发的基站差分数据传输至集群中的所有流动站，其中第二网桥设备的数量为多个，多个第二网桥设备与集群中的基站和所有流动站一一对应连接；电机，安装在无人机上，与第一网桥设备相连接，电机用于响应于控制指令旋转对应的角度，以使第一网桥设备指向目的方向；无人机流动站，安装在无人机上，无人机流动站用于获取无人机的位置数据；控制装置，安装在无人机上，分别与电机、第一网桥设备和无人机流动站相连接，控制装置用于接收无人机的位置数据，基站的位置数据和所有流动站的位置数据，并根据无人机的位置数据、基站的位置数据和所有流动站的位置数据，确定电机的旋转角度，并生成对应的控制指令。

本发明提供的数据传输装置，包括无人机、第一网桥设备、电机、无人机流动站以及控制装置，其中电机、无人机流动站以及控制装置均安装在无人机上，无人机与第一网桥设备通过电机连接。通过第一网桥设备与第二网桥设备建立无线网络的桥接，其中第二网桥设备的数量为多个，多个第二网桥设备与集群中的基站和所有流动站一一对应连接，故第一网桥设备与基站和所有流动站均建立了无线网络的桥接，从而为TCP服务装置转发基站差分数据提供通信通道。采用无线网桥作为数据传输通道，满足集群作业时实时传输大量数据的要求；基站差分数据通过无线网桥发送给TCP服务装置，再通过TCP服务装置转发给集群中的各流动站，实现流动站集群功能。另外，通过无人机流动站获取无人机的位置数据，位置数据包括空间直角坐标系中X轴、Y轴、Z轴三个方向的数值，从而实时获悉无人机的实时空间位置。通过控制装置分别与第一网桥设备、电机和无人机流动站相连接，从而能够接收无人机的位置数据，基站的位置数据以及所有流动站的位置数据，并基于无人机的位置数据，基站的位置数据以及所有流动站的位置数据确定电机的旋转角度，控制电机旋转，使第一网桥设备的指向可根据无人机在集群中的位置进行调整，实现第一网桥设备的自主调节机制，从而有效降低环境干扰的影响，进一步增加网桥通信的传输距离以及传输质量。本发明提供的数据传输装置，通过无人机搭载网桥的方式，可实时传输大量的数据，并且有效降低环境干扰的影响，扩大传输距离；通过在无人机上增加第一网桥设备的自主调节机制，可根据无人机在集群中的位置调节第一网桥设备的指向，进一步降低环境干扰的影响，增加网桥通信的传输距离以及传输质量。

其中，第一网桥设备包括网桥天线，网桥天线自带收发功能。控制装置可以是无人机本身的控制器，也可以是一个独立的控制模块。

根据本发明的上述数据传输装置，还可以具有以下技术特征：

在上述技术方案中，数据传输装置，还包括：多个第二网桥设备；多个网络交换机，与多个第二网桥设备一一对应连接，多个网络交换机与基站和所有流动站一一对应连接；其中，多个网络交换机中的任一网络交换机与TCP服务装置相连接。

在该技术方案中，数据传输装置还包括多个第二网桥设备和多个网络交换机，多个第二网桥设备与多个网络交换机一一对应连接，同时多个网络交换机与集群中的基站和所有流动站一一对应连接，其中多个网络交换机中的任一网络交换机与TCP服务装置相连接。通过本发明的技术方案，实现了TCP服务端外置，独立于定位基站，基站、流动站均作为TCP的客户端进行连接，从而避免集群同时连接时对TCP服务端资源消耗较大，提升了TCP服务端的处理速度，提高了传输质量。

在上述任一技术方案中，第一网桥设备和第二网桥设备均为5.8G无线网桥。

在该技术方案中，5.8GHz无线网桥具有高带宽、低延时的优点，故采用5.8GHz网桥进行通信，能够实时传输定位基站的差分数据以及流动站的位置数据等，满足集群无人化施工时大量数据实时传输的要求。

可以理解地，第一网桥设备和第二网桥设备均为5.8G无线网桥，但不限于5.8G无线网桥。只要能够通过第一网桥设备和第二网桥设备实现TCP服务装置与集群中基站和所有流动站通信的目的，采用其他类无线网桥如2.4G无线网桥，也是可以的，但显然5.8G无线网桥在传输性能上更具优势。

根据本发明的另一个方面，提出了一种数据传输装置的控制方法，用于如上述任一技术方案的数据传输装置，该控制方法包括：接收无人机的位置数据，基站的位置数据和所有流动站的位置数据；根据基站的位置数据和所有流动站的位置数据，确定集群的中心点位置；根据集群的中心点位置、无人机的位置数据，确定电机的旋转角度。

本发明提供的数据传输装置的控制方法，首先，通过基站的位置数据和所有流动站的位置数据，可以确定集群的地图特征，进而确定集群的中心点位置。通过无人机的位置数据，可以确定无人机在集群中的具体位置。然后，根据集群的中心点位置以及无人机在集群中的具体位置，确定电机的旋转角度，使第一网桥设备指向集群的中心点位置。通过本发明的数据传输装置的控制方法，实现第一网桥设备的自主调节机制，使第一网桥设备的指向可根据无人机在集群中的位置进行调整，从而实时调整第一网桥信号的覆盖位置，确保基站和流动站均处于第一网桥信号的覆盖之下，同时也确保覆盖情况下，增加网桥通信的传输距离以及传输质量。

在上述技术方案中，数据传输装置的控制方法，还包括：计算无人机与基站之间的距离，以及无人机与所有流动站中每个流动站之间的距离；基于所有距离中的距离最大值大于或等于第一网桥设备的传输距离阈值的情况下，控制无人机向距离最大值对应的基站或流动站飞行第一距离。

在该技术方案中，通过计算无人机与基站之间的距离，以及无人机与所有流动站中每个流动站之间的距离，确定所有距离中的距离最大值，并将距离最大值与第一网桥设备的传输距离阈值进行比较，当距离最大值大于传输距离阈值时，控制无人机向距离最大值对应的基站或流动站飞行一段距离。无人机飞行第一距离后，再进行同样的计算、判断，直到距离最大值小于传输距离阈值。通过本发明的技术方案，可根据无人机本身到基站以及所有流动站之间的距离自动调整无人机的位置，使得调整结果更优，从而有效避免环境对无人机网桥的干扰。

在上述任一技术方案中，数据传输装置的控制方法，还包括：基于距离最大值小于传输距离阈值的情况下，计算所有距离线中每条距离线与中心线之间的夹角，其中所有距离线包括无人机与基站之间的连线，以及无人机与每个流动站之间的连线，中心线为无人机与中心点位置之间的连线；基于夹角中的夹角最大值大于第一网桥设备的传输角度阈值的情况，控制无人机向夹角最大值对应的基站或流动站飞行第二距离。

在该技术方案中，当无人机与基站、以及无人机与所有流动站之间的距离最大值小于传输距离阈值时，通过计算所有距离线中每条距离线与中心线之间的夹角，判断夹角最大值与第一网桥设备的传输角度阈值的大小关系，若夹角最大值大于传输角度阈值，则控制无人机向夹角最大值对应的基站或流动站飞行第二距离。无人机飞行第二距离后，再次计算所有距离线中每条距离线与中心线之间的夹角，并进行同样的判断，直到夹角最大值小于传输角度阈值。其中，所有距离线包括无人机与基站之间的距离线，以及无人机与每个流动站之间的距离线，中心线为无人机与集群的中心点之间的距离线。通过本发明的技术方案，可根据无人机本身到基站以及所有流动站之间的距离以及距离线与中心线的夹角自动调整无人机的位置，使得调整结果更优，从而有效避免环境对无人机网桥的干扰。

在上述任一技术方案中，数据传输装置的控制方法，还包括：根据距离最大值和传输距离阈值确定第一距离；根据夹角最大值和传输角度阈值确定第二距离。

在该技术方案中，第一距离可根据距离最大值和传输距离阈值进行确定，比如，利用距离最大值和传输距离阈值的差值来确定第一距离，具体地，将差值作为第一距离。第二距离可根据夹角最大值和传输角度阈值进行确定，比如，采用查表的方式来确定夹角最大值和传输角度阈值对应的第二距离。通过本发明的技术方案，能够更精准地控制无人机飞行，避免环境对无人机网桥的干扰，从而最大化满足传输范围与传输质量。

在上述任一技术方案中，第一距离、第二距离为预先设置的固定值。其中，第一距离对应的固定值可以是多次测试得到的第一距离的平均值，第二距离对应的固定值可以是多次测试得到的第二距离的平均值。

根据本发明的再一个方面，提出了一种数据传输方法，用于TCP服务装置，TCP服务装置通过如上述任一技术方案的数据传输装置与集群中的基站和所有流动站相连接，数据传输方法包括：接收基站差分数据；对基站差分数据的IP地址进行验证；基于IP地址未通过验证的情况下，断开与基站的连接；基于IP地址通过验证的情况下，对基站差分数据的UTC时间(即世界标准时间)进行验证；基于UTC时间未通过验证的情况下，断开与基站的连接；基于UTC时间通过验证的情况下，将基站差分数据转发至所有流动站。

本发明提供的数据传输方法，用于TCP服务装置，采用TCP协议的方式进行数据传输，同时采用IP地址和UTC时间双重验证的方式进行数据可靠性验证。具体地，若基站差分数据的IP地址通过验证，则进行下一步数据验证，否则丢弃该基站网络连接；若基站差分数据中的UTC时间未通过验证，则丢弃该连接，验证通过，则将基站差分数据转发至已有连接的所有流动站。本发明提供的数据传输方法，通过TCP可靠性连接以及基于IP地址和UTC时间的双重校验机制，可保证基站差分数据安全、可靠地传输到流动站，同时也可确保位置数据传输的安全性。

在上述技术方案中，对基站差分数据的IP地址进行验证的步骤，具体包括：基于IP地址在预设IP地址池内，IP地址通过验证。

在该技术方案中，判断基站差分数据中的IP地址(即基站的IP地址)是否在TCP服务装置预设的IP地址池内，若在，则进入下一步数据校验，否则丢弃该基站网络连接。实际使用场景中，基站IP地址为单一且固定，因此更易于进行IP校验。

在上述任一技术方案中，对基站差分数据的UTC时间进行验证的步骤，具体包括：解析基站差分数据，得到UTC时间以及校验和；基于UTC时间的累加和等于校验和的情况下，UTC时间通过验证。

在该技术方案中，IP地址验证通过后，TCP服务装置解析基站差分数据中的UTC时间以及校验和，并进行校验和判断。其中，UTC时间为分包发送的多个时间戳，校验和用一个字节表示，UTC时间的累加和为分包发送的多个时间戳的累加和。若UTC时间的累加和与校验和一致，则验证通过，将基站差分数据转发给所有已连接的流动站；否则，断开该基站网络连接。

根据本发明的又一个方面，提出了一种TCP服务装置，TCP服务装置通过如上述任一技术方案的数据传输装置与集群中的基站和所有流动站相连接，TCP服务装置包括：存储器，存储器存储有计算机程序；处理器，处理器执行计算机程序时实现如上述任一技术方案的数据传输方法。

本发明提供的TCP服务装置，处理器执行计算机程序时实现如上述任一技术方案的数据传输方法的步骤，因此该TCP服务装置包括上述任一技术方案的数据传输方法的全部有益效果。

在上述技术方案中，TCP服务装置，还包括：电源接口；网络接口，用于与多个网络交换机中的任一网络交换机相连接，其中多个网络交换机与基站和所有流动站一一对应连接。

在该技术方案中，由于TCP是面向连接的，集群同时连接时对TCP服务装置资源消耗较大，故将TCP服务装置外置，独立于基站、流动站的定位模块，基站、流动站均作为TCP服务装置的客户端进行连接。同时，TCP服务装置采用极简化设置，仅对外保留电源接口与一路网络接口，使装置内操作系统能够快速启动，优化到1秒以内。另外，可根据具体实施情况，移动TCP服务装置，使之与多个网络交换机中的任一网络交换机连接。通过本发明的技术方案，采用外置可移动的TCP服务装置进行网络通信，支持流动站集群作业，灵活、成本低、无需额外配置，且采用极简化设置，仅对外保留电源接口与一路网口，模块内操作系统进行快速启动，优化到1s以内。

在上述任一技术方案中，集群为压路机集群，但不限于压路机集群。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本发明的一个实施例的数据传输装置的示意图；

图2示出了本发明的另一个实施例的数据传输装置的示意图；

图3示出了本发明的实施例的基站差分数据的数据流走向示意图；

图4示出了本发明的一个实施例的数据传输装置的控制方法的流程示意图；

图5示出了本发明的另一个实施例的数据传输装置的控制方法的流程示意图；

图6示出了本发明的再一个实施例的数据传输装置的控制方法的流程示意图；

图7示出了本发明的一个实施例的数据传输方法的流程示意图；

图8示出了本发明的另一个实施例的数据传输方法的流程示意图；

图9示出了本发明的再一个实施例的数据传输方法的流程示意图；

图10示出了本发明的一个实施例的TCP服务装置的示意框图。

其中，图1至图3和图10中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

102无人机，104第一网桥设备，106电机，108无人机流动站，110控制装置，112第一网桥天线，114第二网桥天线，116第三网桥天线，118第n网桥天线，120第一网络交换机，122第二网络交换机，124第三网络交换机，126第n网络交换机，128TCP服务装置，802存储器，804处理器。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图10描述根据本发明一些实施例的数据传输装置、控制方法、传输方法和TCP服务装置。

根据本发明的一个方面的实施例，提出了一种数据传输装置，如图1所示，数据传输装置包括：无人机102；第一网桥设备104，用于与第二网桥设备建立无线网络的桥接，以将TCP服务装置128转发的基站差分数据传输至集群中的所有流动站，其中第二网桥设备的数量为多个，多个第二网桥设备与集群中的基站和所有流动站一一对应连接；电机106，安装在无人机102上，与第一网桥设备104相连接，电机106用于响应于控制指令旋转对应的角度，以使第一网桥设备104指向目的方向；无人机流动站108，安装在无人机102上，无人机流动站108用于获取无人机102的位置数据；控制装置110，安装在无人机102上，分别与电机106、第一网桥设备104和无人机流动站108相连接，控制装置110用于接收无人机102的位置数据，基站的位置数据和所有流动站的位置数据，并根据无人机102的位置数据、基站的位置数据和所有流动站的位置数据，确定电机106的旋转角度，并生成对应的控制指令。

本发明实施例提供的数据传输装置，包括无人机102、第一网桥设备104、电机106、无人机流动站108以及控制装置110，其中电机106、无人机流动站108以及控制装置110均安装在无人机102上，无人机102与第一网桥设备104通过电机106连接。通过第一网桥设备104与第二网桥设备建立无线网络的桥接，其中第二网桥设备的数量为多个，多个第二网桥设备与集群中的基站和所有流动站一一对应连接，故第一网桥设备104与基站和所有流动站均建立了无线网络的桥接，从而为TCP服务装置128转发基站差分数据提供通信通道。采用无线网桥作为数据传输通道，满足集群作业时实时传输大量数据的要求；基站差分数据通过无线网桥发送给TCP服务装置128，再通过TCP服务装置128转发给集群中的各流动站，实现流动站集群功能。另外，通过无人机流动站108获取无人机102的位置数据，位置数据包括空间直角坐标系中X轴、Y轴、Z轴三个方向的数值，从而实时获悉无人机102的空间位置。通过控制装置110分别与第一网桥设备104、电机106和无人机流动站108相连接，从而能够接收无人机102的位置数据，基站的位置数据以及所有流动站的位置数据，并基于无人机102的位置数据，基站的位置数据以及所有流动站的位置数据确定电机106的旋转角度，控制电机106旋转，使第一网桥设备104的指向可根据无人机102在集群中的位置进行调整，实现第一网桥设备104的自主调节机制，从而有效降低环境干扰的影响，进一步增加网桥通信的传输距离以及传输质量。本发明提供的数据传输装置，通过无人机102搭载网桥的方式，可实时传输大量的数据，并且有效降低环境干扰的影响，扩大传输距离；通过在无人机102上增加第一网桥设备104的自主调节机制，可根据无人机102在集群中的位置调节第一网桥设备104的指向，进一步降低环境干扰的影响，增加网桥通信的传输距离以及传输质量。

其中，第一网桥设备104包括网桥天线，网桥天线自带收发功能。控制装置110可以是无人机102本身的控制器，也可以是一个独立的控制模块。

在本发明的一个实施例中，数据传输装置，还包括：多个第二网桥设备；多个网络交换机，与多个第二网桥设备一一对应连接，多个网络交换机与基站和所有流动站一一对应连接；其中，多个网络交换机中的任一网络交换机与TCP服务装置128相连接。

在该实施例中，数据传输装置还包括多个第二网桥设备和多个网络交换机，多个第二网桥设备与多个网络交换机一一对应连接，同时多个网络交换机与集群中的基站和所有流动站一一对应连接，其中多个网络交换机中的任一网络交换机与TCP服务装置128相连接。通过本发明的实施例，实现了TCP服务端外置，独立于基站、流动站的定位模块，基站、流动站均作为TCP服务装置128的客户端进行连接，从而避免集群同时连接时对TCP服务端资源消耗较大，提升了TCP服务端的处理速度，提高了传输质量。

在本发明的一个实施例中，第一网桥设备104和第二网桥设备均为5.8G无线网桥。

在该实施例中，5.8GHz无线网桥具有高带宽、低延时的优点，故采用5.8GHz网桥进行通信，能够实时传输定位基站的差分数据以及流动站的位置数据等，满足集群无人化施工时大量数据实时传输的要求。

可以理解地，第一网桥设备和第二网桥设备均为5.8G无线网桥，但不限于5.8G无线网桥。只要能够通过第一网桥设备和第二网桥设备实现TCP服务装置与集群中基站和所有流动站通信的目的，采用其他类无线网桥如2.4G无线网桥，也是可以的，但显然5.8G无线网桥在传输性能上更具优势。

在本发明的另一个实施例中，如图2所示，多个第二网桥设备分别是第一网桥天线112、第二网桥天线114、第三网桥天线116、…、第n网桥天线118，多个网络交换机分别是第一网络交换机120、第二网络交换机122、第三网络交换机124、…、第n网络交换机126。基站通过网线与第一网络交换机120连接，TCP服务装置128通过网线与第一网络交换机120连接，第一网桥天线112与第一网络交换机120连接；控制中心与第二网络交换机122通过网线连接，第二网桥天线114与第二网络交换机122通过网线连接；流动站1与第三网络交换机124通过网线连接，第三网桥天线116通过网线与第三网络交换机124连接；流动站定位模块n与第n网络交换机126通过网线连接，第n网桥天线118通过网线与第n网络交换机126连接。

其中，第一网桥设备104具体为网桥天线，无人机网桥指的是无人机102挂载网桥天线，另外，无人机102上还安装有电机106、无人机流动站108，以及控制装置110，网桥天线通过电机106挂载在无人机102上。控制装置110根据无人机102的实时位置、基站以及所有流动站的位置，确定电机106的旋转角度，并根据该旋转角度控制电机106旋转，从而使网桥天线指向目的方向。

其中，TCP服务装置128与第一网络交换机120为非固定式的连接，可根据具体实施情况，移动TCP服务装置128，使之与第一网络交换机120至第n网络交换机126中的任一网络交换机连接。

在该实施例中，将网桥天线安装在无人机102上的方式，可有效降低障碍物遮挡的影响，基站差分数据通过无人机网桥发送给TCP服务装置128，然后转发给集群中的各流动站；同理，流动站的位置数据也通过无人机网桥发送给控制中心；同时在无人机上增加流动站以及旋转装置，使得网桥天线的指向可根据无人机102在集群中的位置进行调整，进一步增加网桥通信的传输距离以及传输质量；无人机102可根据无人机本身到基站以及所有流动站之间短距离以及距离线与中心线的夹角自动调整无人机的位置，使得调整结果更优。

在上述任一实施例中，如图3所示，基站差分数据通过网络1传输至TCP服务装置128，TCP服务装置128在接收到基站差分数据后，将通过网络1转发给所有已建立连接的流动站集群；流动站集群的位置数据通过网络2发送给控制中心。其中，网络1表示TCP服务装置128与集群中基站及所有流动站建立的连接，网络2则表示流动站集群中的每个流动站与控制中心建立的连接。

需要说明的是，上述任一实施例中的基站即基站定位模块，流动站即流动站定位模块。

根据本发明的另一个方面的实施例，提出了一种数据传输装置的控制方法，用于上述实施例的数据传输装置，通过以下实施例对该数据传输装置的控制方法进行详细说明。

图4示出了本发明的一个实施例的数据传输装置的控制方法的流程示意图。其中，该数据传输装置的控制方法包括：

步骤202，接收无人机的位置数据，基站的位置数据和所有流动站的位置数据；

步骤204，根据基站的位置数据和所有流动站的位置数据，确定集群的中心点位置；

步骤206，根据集群的中心点位置、无人机的位置数据，确定电机的旋转角度。

本发明实施例提供的数据传输装置的控制方法，首先，通过基站的位置数据和所有流动站的位置数据，可以确定集群的地图特征，进而确定集群的中心点位置。通过无人机的位置数据，可以确定无人机在集群中的具体位置。然后，根据集群的中心点位置以及无人机在集群中的具体位置，确定电机的旋转角度，使第一网桥设备指向集群的中心点位置。通过本发明的数据传输装置的控制方法，实现第一网桥设备的自主调节机制，使第一网桥设备的指向可根据无人机在集群中的位置进行调整，从而实时调整第一网桥信号的覆盖位置，确保基站和流动站均处于第一网桥信号的覆盖之下，同时也确保覆盖情况下，增加网桥通信的传输距离以及传输质量。

图5示出了本发明的另一个实施例的数据传输装置的控制方法的流程示意图。其中，该数据传输装置的控制方法包括：

步骤302，接收无人机的位置数据，基站的位置数据和所有流动站的位置数据；

步骤304，根据基站的位置数据和所有流动站的位置数据，确定集群的中心点位置；

步骤306，根据集群的中心点位置、无人机的位置数据，确定电机的旋转角度；

步骤308，计算无人机与基站之间的距离，以及无人机与所有流动站中每个流动站之间的距离；

步骤310，判断所有距离中的距离最大值是否大于或等于第一网桥设备的传输距离阈值，若是执行步骤312，若否，结束；

步骤312，控制无人机向距离最大值对应的基站或流动站飞行第一距离；返回步骤308。

其中，根据距离最大值和传输距离阈值确定第一距离。

在该实施例中，通过计算无人机与基站之间的距离，以及无人机与所有流动站中每个流动站之间的距离，确定所有距离中的距离最大值，并将距离最大值与第一网桥设备的传输距离阈值进行比较，当距离最大值大于传输距离阈值时，控制无人机向距离最大值对应的基站或流动站飞行一段距离。无人机飞行第一距离后，再进行同样的计算、判断，直到距离最大值小于传输距离阈值。通过本发明的实施例，可根据无人机本身到基站以及所有流动站之间的距离自动调整无人机的位置，使得调整结果更优，从而有效避免环境对无人机网桥的干扰。

在本发明的另一个实施例中，控制无人机向距离最大值对应的基站或流动站飞行第一距离后，数据传输装置的控制方法还包括：获取无人机的位置数据，根据集群当前的中心点位置及无人机当前的位置数据，确定电机的旋转角度。

在该实施例中，在无人机在集群中的位置满足距离最大值小于第一网桥设备的传输距离阈值的前提下，通过网络更新的集群的中心点位置及无人机的位置数据确定电机的旋转角度，控制电机以该旋转角度进行旋转，使第一网桥设备指向集群的中心点位置。通过本发明实施例提供的数据传输装置的控制方法，实现第一网桥设备的自主调节机制，实时调整第一网桥信号的覆盖位置，确保基站和流动站均处于第一网桥信号的覆盖之下，同时也确保覆盖情况下，进一步增加网桥通信的传输距离以及传输质量。

图6示出了本发明的再一个实施例的数据传输装置的控制方法的流程示意图。其中，该数据传输装置的控制方法包括：

步骤402，接收无人机的位置数据，基站的位置数据和所有流动站的位置数据；

步骤404，根据基站的位置数据和所有流动站的位置数据，确定集群的中心点位置；

步骤406，根据中心点位置、无人机的位置数据，确定电机的旋转角度；

步骤408，计算无人机与基站之间的距离，以及无人机与所有流动站中每个流动站之间的距离；

步骤410，判断所有距离中的距离最大值是否大于或等于第一网桥设备的传输距离阈值，若是执行步骤412，若否，执行步骤414；

步骤412，控制无人机向距离最大值对应的基站或流动站飞行第一距离；返回步骤408；

步骤414，计算所有距离线中每条距离线与中心线之间的夹角；

步骤416，判断夹角中的夹角最大值是否大于或等于第一网桥设备的传输角度阈值，若是，执行步骤418，若否，结束；

步骤418，控制无人机向夹角最大值对应的基站或流动站飞行第二距离；返回步骤414。

其中所有距离线包括无人机与基站之间的连线，以及无人机与每个流动站之间的连线，中心线为无人机与中心点位置之间的连线。

在该实施例中，当无人机与基站、以及无人机与所有流动站之间的距离最大值小于传输距离阈值时，通过计算所有距离线中每条距离线与中心线之间的夹角，判断夹角最大值与第一网桥设备的传输角度阈值的大小关系，若夹角最大值大于传输角度阈值，则控制无人机向夹角最大值对应的基站或流动站飞行第二距离。无人机飞行第二距离后，再次计算所有距离线中每条距离线与中心线之间的夹角，并进行同样的判断，直到夹角最大值小于传输角度阈值。其中，所有距离线包括无人机与基站之间的距离线，以及无人机与每个流动站之间的距离线，中心线为无人机与集群的中心点之间的距离线。通过本发明的实施例，可根据无人机本身到基站以及所有流动站之间的距离以及距离线与中心线的夹角自动调整无人机的位置，使得调整结果更优，从而有效避免环境对无人机网桥的干扰。

在上述实施例中，数据传输装置的控制方法，还包括：根据距离最大值和传输距离阈值确定第一距离；根据夹角最大值和传输角度阈值确定第二距离。

在该实施例中，第一距离可根据距离最大值和传输距离阈值进行确定，比如，利用距离最大值和传输距离阈值的差值来确定第一距离，具体地，将差值作为第一距离。第二距离可根据夹角最大值和传输角度阈值进行确定，比如，采用查表的方式来确定夹角最大值和传输角度阈值对应的第二距离。通过本发明的实施例，能够更精准地控制无人机飞行，避免环境对无人机网桥的干扰，从而最大化满足传输范围与传输质量。

在本发明的另一个实施例中，第一距离、第二距离为预先设置的固定值。其中，第一距离对应的固定值可以是多次测试得到的第一距离的平均值，第二距离对应的固定值可以是多次测试得到的第二距离的平均值。

具体实施例，提供了一种数据传输装置的控制方法，以图1中的数据传输装置进行说明，控制装置110获取无人机流动站108以及集群中的基站和所有流动站的位置数据，通过基站的位置数据和所有流动站的位置数据，可以确定集群的地图特征，进而确定集群的中心点位置，即图1中A点。通过无人机的位置数据，可以确定无人机在集群中的具体位置。通过集群的中心点位置A及无人机在集群中的具体位置，计算出第一网桥设备104(具体为网桥天线)需要旋转的角度，即图1中θ角，通过该角度θ控制电机106进行旋转，进而使网桥天线的指向更优。其中，角度θ可根据以下公式确定：

tanθ＝len/h；

其中，len为图1中AB两点间的距离，A点为集群的中心点位置，B点为无人机在集群中的投影点位置。集群位置形状实时变动，通过网络更新传递给控制装置110，控制装置110根据无人机流动站108的位置数据实时计算该len的值。h为无人机的飞行高度，直接由无人机提供给控制装置110。

网桥天线根据无人机在集群中的位置旋转调整后，计算无人机到基站以及集群中所有流动站的距离，即“距离1、距离2…距离n”，判断其中距离最大值与网桥天线传输距离阈值的大小关系，若距离最大值超过传输距离阈值，则无人机自动向该基站或流动站飞行一段距离d1(即第一距离)，d1可根据距离最大值与距离阈值进行计算；无人机移动后，再次计算所有距离，进行相同的判断。

上述距离都满足条件的情况下，计算所有距离线与中心线之间的夹角，同理判断其中最大的夹角与网桥天线传输角度阈值，若夹角最大值超过传输角度阈值，则无人机自动向该基站或流动站飞行一段距离d2(即第二距离)，d2可根据角度最大值与角度阈值进行计算；无人机移动后，再次计算所有角度，进行相同的判断。

在本发明的另一个具体实施例中，可根据距离最大值与传输距离阈值以及各种角度(包括无人机与基站的夹角，无人机与每个流动站的夹角，无人机与集群边界的夹角等)计算第一距离。

根据本发明的再一个方面的实施例，提出了一种数据传输方法，用于TCP服务装置，TCP服务装置通过如上述任一实施例的数据传输装置与集群中的基站和所有流动站相连接，通过以下实施例对该数据传输方法进行详细说明。

图7示出了本发明的一个实施例的数据传输方法的流程示意图。其中，该数据传输方法包括：

步骤502，接收基站差分数据；

步骤504，对基站差分数据的IP地址进行验证，是否通过验证？基于IP地址未通过验证的情况下，执行步骤506，基于IP地址通过验证的情况下，执行步骤508；

步骤506，断开与基站的连接；

步骤508，对基站差分数据的UTC时间进行验证，是否通过？基于UTC时间未通过验证的情况下，执行步骤506，基于UTC时间通过验证的情况下，执行步骤510；

步骤510，将基站差分数据转发至所有流动站。

本发明实施例提供的数据传输方法，用于TCP服务装置，采用TCP协议的方式进行数据传输，同时采用IP地址和UTC时间双重验证的方式进行数据可靠性验证。具体地，若基站差分数据的IP地址通过验证，则进行下一步数据验证，否则丢弃该基站网络连接；若基站差分数据中的UTC时间未通过验证，则丢弃该连接，验证通过，则将基站差分数据转发至已有连接的所有流动站。本发明提供的数据传输方法，通过TCP可靠性连接以及基于IP地址和UTC时间的双重校验机制，可保证基站差分数据安全、可靠地传输到流动站，同时也可确保位置数据传输的安全性。

图8示出了本发明的另一个实施例的数据传输方法的流程示意图。其中，该数据传输方法包括：

步骤602，接收基站差分数据；

步骤604，基站差分数据的IP地址是否在预设IP地址池内？若不在，执行步骤606，若在，执行步骤608；

步骤606，断开与基站的连接；

步骤608，对基站差分数据的UTC时间进行验证，是否通过？基于UTC时间未通过验证的情况下，执行步骤606，基于UTC时间通过验证的情况下，执行步骤610；

步骤610，将基站差分数据转发至所有流动站。

在该实施例中，判断基站差分数据中的IP地址(即基站的IP地址)是否在TCP服务装置预设的IP地址池内，若在，则进入下一步数据校验，否则丢弃该基站网络连接。实际使用场景中，基站IP地址为单一且固定，因此更易于进行IP校验。

图9示出了本发明的再一个实施例的数据传输方法的流程示意图。其中，该数据传输方法包括：

步骤702，接收基站差分数据；

步骤704，基站差分数据的IP地址是否在预设IP地址池内？若不在，执行步骤706，若在，执行步骤708；

步骤706，断开与基站的连接；

步骤708，解析基站差分数据，得到UTC时间以及校验和；

步骤710，UTC时间的累加和是否等于校验和？若否，执行步骤706，若是，执行步骤712；

步骤712，将基站差分数据转发至所有流动站。

在该实施例中，IP地址验证通过后，TCP服务装置解析基站差分数据中的UTC时间以及校验和，并进行校验和判断。其中，UTC时间为分包发送的多个时间戳，校验和用一个字节表示，UTC时间的累加和为分包发送的多个时间戳的累加和。若UTC时间的累加和与校验和一致，则验证通过，将基站差分数据转发给所有已连接的流动站；否则，断开该基站网络连接。

根据本发明的又一个方面的实施例，提出了一种TCP服务装置128，TCP服务装置128通过如上述任一实施例的数据传输装置与集群中的基站和所有流动站相连接，图10示出了本发明的一个实施例的TCP服务装置128的示意框图。其中，该TCP服务装置128包括：

存储器802，存储器802存储有计算机程序；

处理器804，处理器804执行计算机程序时实现如上述任一实施例的数据传输方法。

本发明提供的TCP服务装置128，处理器804执行计算机程序时实现如上述任一实施例的数据传输方法的步骤，因此该TCP服务装置128包括上述任一实施例的数据传输方法的全部有益效果。

在本发明的一个实施例中，TCP服务装置128，还包括：电源接口；网络接口，用于与多个网络交换机中的任一网络交换机相连接，其中多个网络交换机与基站和所有流动站一一对应连接。

在该实施例中，集群同时连接时对TCP服务装置128资源消耗较大，故将TCP服务装置128外置，独立于基站、流动站的定位模块，基站、流动站均作为TCP服务装置128的客户端进行连接。同时，TCP服务装置128采用极简化设置，仅对外保留电源接口与一路网络接口，使装置内操作系统能够快速启动，优化到1秒以内。另外，可根据具体实施情况，移动TCP服务装置128，使之与多个网络交换机中的任一网络交换机连接。通过本发明的技术方案，采用外置可移动的TCP服务装置128进行网络通信，支持流动站集群作业，灵活、成本低、无需额外配置，且采用极简化设置，仅对外保留电源接口与一路网口，模块内操作系统进行快速启动，优化到1s以内。

在上述任一实施例中，集群为压路机集群，但不限于压路机集群。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，除非另有明确的规定和限定；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种数据传输装置，其特征在于，包括：

无人机；

第一网桥设备，用于与第二网桥设备建立无线网络的桥接，以将TCP服务装置转发的基站差分数据传输至集群中的所有流动站，其中所述第二网桥设备的数量为多个，多个所述第二网桥设备与所述集群中的基站和所述所有流动站一一对应连接；

电机，安装在所述无人机上，与所述第一网桥设备相连接，所述电机用于响应于控制指令旋转对应的角度，以使所述第一网桥设备指向目的方向；

无人机流动站，安装在所述无人机上，所述无人机流动站用于获取所述无人机的位置数据；

控制装置，安装在所述无人机上，分别与所述电机、所述第一网桥设备和所述无人机流动站相连接，所述控制装置用于接收所述无人机的位置数据，所述基站的位置数据和所述所有流动站的位置数据，并根据所述无人机的位置数据、所述基站的位置数据和所述所有流动站的位置数据，确定所述电机的旋转角度，并生成对应的所述控制指令；

具体地，所述控制装置根据所述基站的位置数据和所述所有流动站的位置数据，确定所述集群的中心点位置；根据所述集群的中心点位置、所述无人机的位置数据，确定所述电机的旋转角度。

2.根据权利要求1所述的数据传输装置，其特征在于，还包括：

多个所述第二网桥设备；

多个网络交换机，与多个所述第二网桥设备一一对应连接，所述多个网络交换机与所述基站和所述所有流动站一一对应连接；

其中，所述多个网络交换机中的任一网络交换机与TCP服务装置相连接。

3.一种数据传输装置的控制方法，用于如权利要求1或2所述的数据传输装置，其特征在于，所述数据传输装置的控制方法包括：

接收所述无人机的位置数据，所述基站的位置数据和所述所有流动站的位置数据；

根据所述基站的位置数据和所述所有流动站的位置数据，确定所述集群的中心点位置；

根据所述集群的中心点位置、所述无人机的位置数据，确定所述电机的旋转角度。

4.根据权利要求3所述的数据传输装置的控制方法，其特征在于，还包括：

计算所述无人机与所述基站之间的距离，以及所述无人机与所述所有流动站中每个流动站之间的距离；

基于所有所述距离中的距离最大值大于或等于所述第一网桥设备的传输距离阈值的情况下，控制所述无人机向所述距离最大值对应的所述基站或所述流动站飞行第一距离。

5.根据权利要求4所述的数据传输装置的控制方法，其特征在于，还包括：

基于所述距离最大值小于所述传输距离阈值的情况下，计算所有距离线中每条距离线与中心线之间的夹角，其中所述所有距离线包括所述无人机与所述基站之间的连线，以及所述无人机与每个所述流动站之间的连线，所述中心线为所述无人机与所述中心点位置之间的连线；

基于所述夹角中的夹角最大值大于或等于所述第一网桥设备的传输角度阈值的情况下，控制所述无人机向所述夹角最大值对应的所述基站或所述流动站飞行第二距离。

6.根据权利要求5所述的数据传输装置的控制方法，其特征在于，还包括：

根据所述距离最大值和所述传输距离阈值确定所述第一距离；

根据所述夹角最大值和所述传输角度阈值确定所述第二距离。

7.一种数据传输方法，用于TCP服务装置，其特征在于，所述TCP服务装置通过如权利要求1或2所述的数据传输装置与集群中的基站及所有流动站相连接，所述数据传输方法包括：

接收基站差分数据；

对所述基站差分数据的IP地址进行验证；

基于所述IP地址未通过验证的情况下，断开与所述基站的连接；

基于所述IP地址通过验证的情况下，对所述基站差分数据的UTC时间进行验证；

基于所述UTC时间未通过验证的情况下，断开与所述基站的连接；

基于所述UTC时间通过验证的情况下，将所述基站差分数据转发至所述所有流动站。

8.根据权利要求7所述的数据传输方法，其特征在于，所述对所述基站差分数据的IP地址进行验证的步骤，具体包括：

基于所述IP地址在预设IP地址池内，所述IP地址通过验证。

9.根据权利要求7或8所述的数据传输方法，其特征在于，所述对所述基站差分数据的UTC时间进行验证的步骤，具体包括：

解析所述基站差分数据，得到所述UTC时间以及校验和；

基于所述UTC时间的累加和等于所述校验和的情况下，所述UTC时间通过验证。

10.一种TCP服务装置，其特征在于，所述TCP服务装置通过如权利要求1或2所述的数据传输装置与集群中的基站和所有流动站相连接，所述TCP服务装置包括：

存储器，所述存储器存储有计算机程序；

处理器，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求7至9中任一项所述的数据传输方法。

11.根据权利要求10所述的TCP服务装置，其特征在于，还包括：

电源接口；

网络接口，用于与多个网络交换机中的任一网络交换机相连接，其中所述多个网络交换机与所述基站和所述所有流动站一一对应连接。

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