CN112394654A - 一种基于物联网的无人机监控系统及监控方法 - Google Patents

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原永钊
朱效锐
金豫
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    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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Abstract

本发明提出了一种基于物联网的无人机监控系统，包括：状态检测模块，所述状态检测模块包括姿态检测模块及GPS模块，用于实时检测无人机的地理位置以及飞行高度参数；NBiot物联网模块，其核心为QUECTEL BC‑28芯片；Arduino模块，所述Arduino模块核心为ATMEL ATMEGA644PA,该单片机芯片主频为16M，整个Arduino模块引出了包括VCC、GND在内的27个引脚；供电模块，所述供电模块为3.7V锂电池，带有开关与充放电usb口。本发明利用arduino单片机的可编程特性，将一些硬件电路通过软件算法实现，缩小了整体电路的规模，减少了监测系统的预期体积。并且通过选择适当的芯片极大的降低了成本。

Description

一种基于物联网的无人机监控系统及监控方法
技术领域
本发明涉及电子仪器技术领域，具体涉及一种基于物联网的无人机监控系统及监控方法。
背景技术
航空客机上的飞行数据记录仪(FDR)是一种将飞机飞行的情况储存下来的仪器。随着无人机在各个领域的普及，在无人机上安装无人机监控系统，即无人机的飞行数据记录仪也成了必不可少的部分。市场上的无人机监控系统通常比较笨重、体积较大，不利于小型无人机携带。另一方面，市场上具有一定实际意义的便于携带的无人机监控系统又比较昂贵。因此设计一款具有实际应用价值的无人机监控系统。
发明内容
本发明是为了解决现有市场上无人机监控系统的一些不足而设计的一种基于物联网的无人机监控系统。采用了arduino单片机与nbiot物联网模块相结合的系统，通过软件的算法控制减少了很多硬件方面的体积，从而在保证功能完全的情况下使整体电路规模变小很多。最终实现能够实时检测无人机的飞行姿态、地理位置以及飞行高度等参数，并且这些数据会通过一个NBiot物联网模块向服务器端发送实时数据。
本发明提出的基于物联网的无人机监控系统包括：
第一，状态检测模块
信号检测模块包括姿态检测模块及GPS模块，具体作用是实时检测无人机的地理位置
以及飞行高度等参数。姿态检测模块核心为MPU6050芯片，该芯片能够实时监测俯仰角、偏转角，该数据通过IIC总线传给arduino单片机处理，用于判断无人机飞行状态,以防无人机失去平衡坠落。GPS模块核心为NEO-6M传感器，该传感器通过天线接收GPS信息，将数据经过uart串口传入arduino单片机进行数据解析，重点解析出经度、纬度、高度、日期四个数据。
第二，NBiot物联网模块
该模块核心为QUECTEL BC-28芯片。BC28基于华为海思芯片平台研发，支持B1/B3/B5/B8/B20/B28频段，在multi tone模式下最大上行速率可达62.5kbps。BC28是一款超紧凑、高性能、低功耗的多频段NB-IoT无线通信模块。其尺寸仅为17.7mm×15.8mm×2.0mm，能最大限度地满足终端设备对小尺寸模块产品的需求，同时有效地帮助客户减小产品尺寸并优化产品成本。
第三，arduino模块
Arduino模块核心为ATMEL ATMEGA644PA,该单片机芯片主频仅为16M，在保证功能正常运行的情况下极大的减少了整个系统的功耗。整个Arduino引出了包括VCC、GND在内的27个引脚，基本上全部为通信管脚，及其适用于无人机检测。
第四，供电模块
供电模块为3.7V锂电池，带有开关与充放电usb口。
基于以上系统，本发明还提出了一种基于物联网的无人机监控方法，所述方法包括：
所述无人机监控系统中四个部分处于堆叠状态，通过上下之间的引脚互连进行统一供电与相互通信；
Motion模块通过通过IIC协议，使用两个输入输出端口将传感器检测到的俯仰角、偏转角传送给arduino单片机；
GPS模块通过串口将实时采集到的gps信号直接传给arduino单片机；
在单片机内数据经过解析得到GPRMC中的经度、纬度、高度、日期、偏转角、俯仰角数据使用自定义协议通过AT指令传输给NBiot模块，并将数据发送给服务器端。
本发明有益效果在于：本发明提出了基于物联网的一种无人机监控系统，利用arduino单片机的可编程特性，将一些硬件电路通过软件算法实现，缩小了整体电路的规模，减少了监测系统的预期体积。并且通过选择适当的芯片极大的降低了成本。
附图说明
图1为本发明系统框图。
图2为信号调理模块原理图。
图3为负电压模块原理图。
具体实施方式
结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
如图1所示，本发明所述基于stm32的一种基于物联网的无人机检测系统主要包括以下几个部分：
第一，状态检测模块
信号检测模块包括姿态检测模块及GPS模块，具体作用是实时检测无人机的地理位置
以及飞行高度等参数。姿态检测模块核心为MPU6050芯片，该芯片能够实时监测俯仰角、偏转角，该数据通过IIC总线传给arduino单片机处理，用于判断无人机飞行状态,以防无人机失去平衡坠落。GPS模块核心为NEO-6M传感器，该传感器通过天线接收GPS信息，将数据经过uart串口传入arduino单片机进行数据解析，重点解析出经度、纬度、高度、日期四个数据。
第二，NBiot物联网模块
该模块核心为QUECTEL BC-28芯片。BC28基于华为海思芯片平台研发，支持B1/B3/B5/B8/B20/B28频段，在multi tone模式下最大上行速率可达62.5kbps。BC28是一款超紧凑、高性能、低功耗的多频段NB-IoT无线通信模块。其尺寸仅为17.7mm×15.8mm×2.0mm，能最大限度地满足终端设备对小尺寸模块产品的需求，同时有效地帮助客户减小产品尺寸并优化产品成本。
第三，arduino模块
Arduino模块核心为ATMEL ATMEGA644PA,该单片机芯片主频仅为16M，在保证功能正常运行的情况下极大的减少了整个系统的功耗。整个Arduino引出了包括VCC、GND在内的27个引脚，基本上全部为通信管脚，及其适用于无人机检测。
第四，供电模块
供电模块为3.7V锂电池，带有开关与充放电usb口。
本发明中的基于物联网的无人机监控方法是：
系统中四个部分处于堆叠状态，通过上下之间的引脚互连进行统一供电与相互通信。Motion模块通过通过IIC协议，使用两个输入输出端口将传感器检测到的俯仰角、偏转角传送给arduino单片机。GPS模块通过串口将实时采集到的gps信号直接传给arduino单片机。在单片机内数据经过解析得到GPRMC中的经度、纬度、高度、日期、偏转角、俯仰角等数据使用自定义协议通过AT指令传输给NBiot模块，由模块将数据发送给服务器端。
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (6)

1.一种基于物联网的无人机监控系统，其特征在于，包括：
状态检测模块，所述状态检测模块包括姿态检测模块及GPS模块，用于实时检测无人机的地理位置以及飞行高度参数；
NBiot物联网模块，其核心为QUECTEL BC-28芯片；
Arduino模块，所述Arduino模块核心为ATMEL ATMEGA644PA,该单片机芯片主频为16M，整个Arduino模块引出了包括VCC、GND在内的27个引脚；
供电模块，所述供电模块为3.7V锂电池，带有开关与充放电usb口。
2.如权利要求1所述的基于物联网的无人机监控系统，其特征在于，所述姿态检测模块核心为MPU6050芯片，能够实时监测俯仰角、偏转角，该数据通过IIC总线传给arduino单片机处理，用于判断无人机飞行状态,以防无人机失去平衡坠落。
3.如权利要求1所述的基于物联网的无人机监控系统，其特征在于，所述GPS模块核心为NEO-6M传感器，通过天线接收GPS信息，将数据经过uart串口传入arduino单片机进行数据解析，重点解析出经度、纬度、高度、日期四个数据。
4.如权利要求1所述的基于物联网的无人机监控系统，其特征在于，所述NBiot物联网模块支持B1/B3/B5/B8/B20/B28频段。
5.如权利要求1所述的基于物联网的无人机监控系统，其特征在于，所述NBiot物联网模块在multi tone模式下最大上行速率为62.5kbps。
6.一种基于物联网的无人机监控方法，其特征在于，采用如权利要求1-5之任一项所述的基于物联网的无人机监控系统，所述方法包括：
所述无人机监控系统中四个部分处于堆叠状态，通过上下之间的引脚互连进行统一供电与相互通信；
Motion模块通过通过IIC协议，使用两个输入输出端口将传感器检测到的俯仰角、偏转角传送给arduino单片机；
GPS模块通过串口将实时采集到的gps信号直接传给arduino单片机；
在单片机内数据经过解析得到GPRMC中的经度、纬度、高度、日期、偏转角、俯仰角数据使用自定义协议通过AT指令传输给NBiot模块，并将数据发送给服务器端。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202939490U (zh) * 2012-11-29 2013-05-15 沈阳航天中测科技有限公司 无人机自动驾驶仪
CN204360217U (zh) * 2015-02-05 2015-05-27 陈志超 一种新型自主导航四旋翼飞行器
CN107404347A (zh) * 2017-07-25 2017-11-28 福州大学 一种基于NB‑IoT的无人机远程监控系统及方法
CN207173952U (zh) * 2017-07-25 2018-04-03 云南熙祥航空科技有限公司 一种基于apm飞控板的旋翼无人机及其控制系统
US20180268719A1 (en) * 2015-01-13 2018-09-20 Guangzhou Xaircraft Technology Co., Ltd. Scheduling method and system for unmanned aerial vehicle, and unmanned aerial vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202939490U (zh) * 2012-11-29 2013-05-15 沈阳航天中测科技有限公司 无人机自动驾驶仪
US20180268719A1 (en) * 2015-01-13 2018-09-20 Guangzhou Xaircraft Technology Co., Ltd. Scheduling method and system for unmanned aerial vehicle, and unmanned aerial vehicle
CN204360217U (zh) * 2015-02-05 2015-05-27 陈志超 一种新型自主导航四旋翼飞行器
CN107404347A (zh) * 2017-07-25 2017-11-28 福州大学 一种基于NB‑IoT的无人机远程监控系统及方法
CN207173952U (zh) * 2017-07-25 2018-04-03 云南熙祥航空科技有限公司 一种基于apm飞控板的旋翼无人机及其控制系统

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