CN112637815A - 一种支持4g/5g双模在线的无人机数图传输通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种支持4G/5G双模在线的无人机数图传输通信设备，包括后台管理装置和无人机，其中，后台管理装置内设有主控芯片、储存器、人机交互装置，无人机内设有飞行控制模块、相机挂载模块、数传图传分流控制模块、5G通信控制模块、4G通信控制模块、电池，主控芯片分别与数传图传分流控制模块、5G通信控制模块、4G通信控制模块通过无线方式连接，数传图传分流控制模块分别与飞行控制模块、相机挂载模块、5G通信控制模块、4G通信控制模块通过导线连接。本发明在当前的通信卡网络在无线信号覆盖中断，或者无线信号质量较差的情况下，能够实现自动切换，增强通信链路的稳定性。

Description

一种支持4G/5G双模在线的无人机数图传输通信设备
技术领域
本发明涉及无人机通信技术领域，具体涉及一种支持4G/5G双模在线的无人机数图传输通信设备。
背景技术
目前市面上的无人机地空数据链其中一种应用方式：地面站设备组成一般都是由遥控器、电脑、视频显示器、电源系统、电台等设备组成，即为一台电脑(手机、平板)、一个电台和一个遥控，电脑(手机、平板)上装有控制飞机的软件，通过航线规划工具规划飞机飞行的线路，并设定飞行高度，飞行速度，飞行地点，飞行任务等通过数据口连接的数传电台将任务数据编译传送至飞控中。
另一种应用方式就是基于运营商的4G网络或者5G网络将无人机侧的数传信息、视频图像回传到后台管理系统，同时后台系统通过该链路对飞控进行飞行轨迹的控制。无人机侧的通讯模块通常仅支持一个卡槽。当在出现通讯故障时候则会影响无人机的正常通讯使用。
例如，申请号为CN201710342625.X的中国发明专利申请，公开了一种无人机通信系统，涉及无人机领域。包括：处理器，第一通信模组以及第二通信模组；处理器分别与第一通信模组、第二通信模组以及飞行控制系统电连接；处理器配置为将无人机心跳数据包以及无人机飞行状态数据发送至第一通信模组，并将无人机飞行状态数据发送至第二通信模组；第一通信模组配置为将无人机心跳数据包以及无人机飞行状态数据通过第一通信网络发送至服务器的第一通信端口；第二通信模组配置为：将无人机飞行状态数据通过第二通信网络发送至服务器的第二通信端口；无人机心跳数据包的接收情况被服务器用来判断利用第一通信端口或第二通信端口接收到的无人机飞行状态数据进行无人机调度。
当前的无人机数图传设备存在的缺陷是：单网络单系统通信，这样只能同时接入使用一种运营商网络的一个系统制式，例如接入工作在5G网络，或者4G网络。当前的5G网络覆盖有限，但是网速时延又有相对优势。当所在区域的5G网络信号覆盖不连续时需要切换到4G，或者由4G切换到5G，这个都会带来时延，而且另外异制式异频会经常出现切换失败的现象，这样特别是对于无人机的控制命令时延要求比较高的业务影响很大。
发明内容
针对现有技术存在的缺点，本发明提供一种支持4G/5G双模在线的无人机数图传输通信设备。
本发明的技术方案如下：
一种支持4G/5G双模在线的无人机数图传输通信设备，包括后台管理装置和无人机，其中，后台管理装置内设有主控芯片、储存器、人机交互装置，储存器用于存储主控芯片可执行指令，存储器被配置为存储支持后台管理装置运作的应用程序，主控芯片控制后台管理装置的运行，用于数据通信、无人机飞行操作、流量监控，无人机内设有飞行控制模块、相机挂载模块、数传图传分流控制模块、5G通信控制模块、4G通信控制模块、电池，主控芯片分别与数传图传分流控制模块、5G通信控制模块、4G通信控制模块通过无线方式连通，数传图传分流控制模块分别与飞行控制模块、相机挂载模块、5G通信控制模块、4G通信控制模块通过线路连接，飞行控制模块、相机挂载模块、数传图传分流控制模块、5G通信控制模块、4G通信控制模块均由电池提供电能；
所述数传图传分流控制模块包括：路由芯片、储存硬盘、分流处理器，储存硬盘用于存储分流处理器可执行指令，存储硬盘被配置为存储指令，消息，图片，视频，用于支持路由芯片和分流处理器的操作；分流处理器控制无人机的数据通信、相机操作、记录操作，路由芯片能够进行网络切换相关联的操作。
进一步地，所述应用程序包括：指令、消息、图片、视频、流量机制软件。
进一步地，所述4G通信控制模块、5G通信控制模块接入基站网络，以将相应的IP地址分配给4G网卡和5G网卡。
进一步地，所述路由芯片将数传信息经4G通信控制模块的网络传输至后台管理装置。
进一步地，所述相机挂在模块与数传图传分流控制模块之间设置有放大模块。
进一步地，所述数传图传分流控制模块与4G通信控制模块之间设置有4G滤波模块，以增加4G网络传输的稳定性。
进一步地，所述数传图传分流控制模块与5G通信控制模块之间设置有5G滤波模块，以增加5G网络传输的稳定性。
进一步地，所述主控芯片实时监测4G通信控制模块和5G通信控制模块读取到的网络参数信息，当监测到5G基站网络信号覆盖的RSRP(信号强度)、SINR(信噪比)、RSSI(接收信号强度指示)、RSRQ(参考信号接收质量)中的任意一项的参数低于一般的信号强度时，主控芯片则通知分流控制模块将图像回传线路切换到4G网络，同样当读取到4G网络信号覆盖的RSRP、SINR、RSSI、RSRQ数值低于一般的信号强度的情况下，主控芯片则通知分流控制模块将图像切换到5G网络进行传输。
本发明的有益技术效果如下：
1、本发明能够优先保障无人机的飞控控制命令信息传输的可靠性，飞行的安全性；
2、本发明在当前的通信卡网络在无线信号覆盖中断，或者无线信号质量较差的情况下，能够实现自动切换，增强通信链路的稳定性；
3、对减少了反复切换网络引起的时延问题。
附图说明
图1为本发明的各组成部分连接关系示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供了一种支持4G/5G双模在线的无人机数图传输通信设备，包括后台管理装置和无人机，其中，后台管理装置内设有主控芯片、储存器、人机交互装置，储存器用于存储主控芯片可执行指令，存储器被配置为存储支持后台管理装置运作的应用程序，主控芯片控制后台管理装置的运行，用于数据通信、无人机飞行操作、流量监控，无人机内设有飞行控制模块、相机挂载模块、数传图传分流控制模块、5G通信控制模块、4G通信控制模块、电池，主控芯片分别与数传图传分流控制模块、5G通信控制模块、4G通信控制模块通过无线方式连通，数传图传分流控制模块分别与飞行控制模块、相机挂载模块、5G通信控制模块、4G通信控制模块通过线路连接，飞行控制模块、相机挂载模块、数传图传分流控制模块、5G通信控制模块、4G通信控制模块均由电池提供电能；所述数传图传分流控制模块包括：路由芯片、储存硬盘、分流处理器，储存硬盘用于存储分流处理器可执行指令，存储硬盘被配置为存储指令，消息，图片，视频，用于支持路由芯片和分流处理器的操作；分流处理器控制无人机的数据通信、相机操作、记录操作，路由芯片能够进行网络切换相关联的操作。
进一步地，所述应用程序包括：指令、消息、图片、视频、流量机制软件。
进一步地，所述4G通信控制模块、5G通信控制模块接入基站网络，以将相应的IP地址分配给4G网卡和5G网卡。
进一步地，所述路由芯片将数传信息经4G通信控制模块的网络传输至后台管理装置。
进一步地，所述相机挂在模块与数传图传分流控制模块之间设置有放大模块。
进一步地，所述数传图传分流控制模块与4G通信控制模块之间设置有4G滤波模块，以增加4G网络传输的稳定性。
进一步地，所述数传图传分流控制模块与5G通信控制模块之间设置有5G滤波模块，以增加5G网络传输的稳定性。
进一步地，所述主控芯片实时监测4G通信控制模块和5G通信控制模块读取到的网络参数信息，当监测到5G基站网络信号覆盖的RSRP(信号强度)、SINR(信噪比)、RSSI(接收信号强度指示)、RSRQ(参考信号接收质量)中的任意一项的参数低于表1中描述的一般的信号强度时，主控芯片则通知分流控制模块将图像回传线路切换到4G网络，同样当读取到4G网络信号覆盖的RSRP、SINR、RSSI、RSRQ数值低于表1中描述的一般的信号强度的情况下，主控芯片则通知分流控制模块将图像切换到5G网络进行传输，具体RSRP和SINR参数情况如表1所示：
表1
Figure BDA0002816541780000041
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种支持4G/5G双模在线的无人机数图传输通信设备，包括后台管理装置和无人机，其中，后台管理装置内设有主控芯片、储存器、人机交互装置，储存器用于存储主控芯片可执行指令，存储器被配置为存储支持后台管理装置运作的应用程序，主控芯片控制后台管理装置的运行，用于数据通信、无人机飞行操作、流量监控，无人机内设有飞行控制模块、相机挂载模块、数传图传分流控制模块、5G通信控制模块、4G通信控制模块、电池，主控芯片分别与数传图传分流控制模块、5G通信控制模块、4G通信控制模块通过无线方式连通，数传图传分流控制模块分别与飞行控制模块、相机挂载模块、5G通信控制模块、4G通信控制模块通过线路连接，飞行控制模块、相机挂载模块、数传图传分流控制模块、5G通信控制模块、4G通信控制模块均由电池提供电能；
所述数传图传分流控制模块包括：路由芯片、储存硬盘、分流处理器，储存硬盘用于存储分流处理器可执行指令，存储硬盘被配置为存储指令，消息，图片，视频，用于支持路由芯片和分流处理器的操作；分流处理器控制无人机的数据通信、相机操作、记录操作，路由芯片能够进行网络切换相关联的操作。
2.根据权利要求1所述的一种支持4G/5G双模在线的无人机数图传输通信设备，其特征在于，所述应用程序包括：指令、消息、图片、视频、流量机制软件。
3.根据权利要求1所述的一种支持4G/5G双模在线的无人机数图传输通信设备，其特征在于，所述4G通信控制模块、5G通信控制模块接入基站网络，以将相应的IP地址分配给4G网卡和5G网卡。
4.根据权利要求1所述的一种支持4G/5G双模在线的无人机数图传输通信设备，其特征在于，所述路由芯片将数传信息经4G通信控制模块的网络传输至后台管理装置。
5.根据权利要求1所述的一种支持4G/5G双模在线的无人机数图传输通信设备，其特征在于，所述相机挂在模块与数传图传分流控制模块之间设置有放大模块。
6.根据权利要求1所述的一种支持4G/5G双模在线的无人机数图传输通信设备，其特征在于，所述数传图传分流控制模块与4G通信控制模块之间设置有4G滤波模块。
7.根据权利要求1所述的一种支持4G/5G双模在线的无人机数图传输通信设备，其特征在于，所述数传图传分流控制模块与5G通信控制模块之间设置有5G滤波模块。
8.根据权利要求1所述的一种支持4G/5G双模在线的无人机数图传输通信设备，其特征在于，所述主控芯片实时监测4G通信控制模块和5G通信控制模块读取到的网络参数信息，当监测到5G基站网络信号覆盖的RSRP(信号强度)、SINR(信噪比)、RSSI(接收信号强度指示)、RSRQ(参考信号接收质量)中的任意一项的参数低于一般的信号强度时，主控芯片则通知分流控制模块将图像回传线路切换到4G网络，同样当读取到4G网络信号覆盖的RSRP、SINR、RSSI、RSRQ数值低于一般的信号强度的情况下，主控芯片则通知分流控制模块将图像切换到5G网络进行传输。
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