CN113470294A - 一种基于5g网络的智能反无人机预警系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于5G网络的智能反无人机预警系统及方法，涉及低空反无人机预警领域，包括无人机操作系统、无人机探测识别系统、报警系统、多轴翼无人机和系统主机，所述系统主机的外壁设置有触控屏幕，所述无人机操作系统包括有单片机、驱动控制模块、转向控制模块、控制信息接收模块、报警信息接收模块、定时模块、无线网络识别探测探头、无线电发射器、GPS定位模块、距离计算模块和数据输出模块。本发明中，利用5G网络的低延时、数据带宽大等特点，通过5G网络支持的无人机操作系统、无人机探测识别系统和报警系统，既能方便控制多轴翼无人机的飞行和监测空域，又能对是否有入侵无人机进行实时快速监测判断及报警功能。

Description

一种基于5G网络的智能反无人机预警系统及方法
技术领域
本发明涉及一种低空反无人机预警领域，具体是一种基于5G网络的智能反无人机预警系统及方法。
背景技术
在近代无人机的战争已经进入了白日化的状态，无人机系统无论在空袭作战还是空中侦察都变得不可替代，面对无人机领域的新的发展方向，高空隐身，长航，高超音速，以及微型，蜂群式，都将扮演上重要的角色，对军事行动产生重要的影响。
但由于在无人机控制方面受到网络传输的瓶颈问题，无人机的快速反应、信息传输都处于瓶颈状态。在单兵操作反无人机预警防御还处于激光枪击落或一些干扰枪的初级状态，在领空自我防御中还由其他兵种给予保护，这在综合作战中处于极度的劣势目前，随着我国开发的5G蜂窝网络系统的民用化，必将对无人机控制的单兵防御系统推向了一个新的高度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于5G网络的智能反无人机预警系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于5G网络的智能反无人机预警系统及方法，包括无人机操作系统、无人机探测识别系统、报警系统、多轴翼无人机和系统主机，所述系统主机的外壁设置有触控屏幕，所述无人机操作系统包括有单片机、驱动控制模块、转向控制模块、控制信息接收模块、报警信息接收模块、定时模块、无线网络识别探测探头、无线电发射器、GPS定位模块、距离计算模块和数据输出模块，所述无人机探测识别系统包括有MCU控制器、数据接收模块、数据处理模块、反馈模块、存储模块和指令输出模块，所述报警系统包括有微处理器、指令接收模块、无线连接模块、有线连接模块、蜂鸣器和报警灯；
所述系统主机用于操控无人机操作系统、无人机探测识别系统和报警系统，所述操控无人机操作系统、无人机探测识别系统和报警系统通过G基站与多轴翼无人机无线连接。
作为本发明进一步的方案：所述驱动控制模块、转向控制模块和无线电发射器的输入端与单片机的输出端均连接，所述控制信息接收模块和报警信息接收模块的输出端与单片机的输入端均连接，所述定时模块和无线网络识别探测探头的输出端与单片机的输入端均连接，所述GPS定位模块和距离计算模块的输入端与单片机的输出端均连接，且GPS定位模块和距离计算模块的输出端与数据输出模块的输入端均连接，所述数据输出模块的输出端与数据接收模块的输入端连接。
作为本发明再进一步的方案：所述数据接收模块的输出端与MCU控制器的输入端连接，所述存储模块的输出端与MCU控制器的输入端连接，所述MCU控制器的输出端与数据处理模块的输入端连接，所述数据处理模块的输出端与反馈模块的输入端连接，所述反馈模块的输出端与MCU控制器的输入端连接，所述MCU控制器的输出端与指令输出模块的输入端连接，所述指令输出模块的输出端与指令接收模块的输入端连接。
作为本发明再进一步的方案：所述指令接收模块的输出端与微处理器的输入端连接，所述无线连接模块和有线连接模块的输入端与微处理器的输出端均连接，所述无线连接模块的输出端与报警信息接收模块的输入端无线连接，所述蜂鸣器、报警灯和触控屏幕的输入端与有线连接模块的输出端均连接。
作为本发明再进一步的方案：所述驱动控制模块用于控制多轴翼无人机的飞行高度，所述转向控制模块用于控制多轴翼无人机的飞行转向，所述控制信息接收模块与触控屏幕通过无线连接，所述定时模块的定时间隔为s，所述无线网络识别探测探头固定安装在多轴翼无人机的外部，且无线网络识别探测探头的监测范围为1公里，所述GPS定位模块用于实时定位多轴翼无人机。
作为本发明再进一步的方案：所述数据接收模块用于接收多轴翼无人机的实时位置和导航信号信息，所述存储模块用于储存所需防御领空信息，所述指令输出模块用于输出是否报警指令信息。
作为本发明再进一步的方案：所述指令接收模块用于接收是否报警指令信息，所述蜂鸣器和报警灯均固定安装在系统主机上，所述无线连接模块用于将是否报警指令信息传递至多轴翼无人机处。
作为本发明再进一步的方案：所述预警方法具体包括如下步骤：
步骤S1：首先通过系统主机将飞行指令传递给控制信息接收模块，控制信息接收模块通过单片机将飞行指令传递给驱动控制模块和转向控制模块，驱动控制模块和转向控制模块控制多轴翼无人机飞行至需要防御的领空，使多轴翼无人机在指定位置进行悬停；
步骤S2：通过无人机操作系统控制无线网络识别探测探头工作，无线网络识别探测探头对其周围1公里范围内进行无线网络探测；
步骤S3：与此同时无线网络识别探测探头也对其周围进行导航信号进行搜索设别，并通过G网络将实时搜索数据传递给数据输出模块，再通过数据输出模块将实时搜索数据传递给无人机探测识别系统；
步骤S4：无人机探测识别系统的MCU控制器将实时搜索数据与存储模块内部储存的所需防御领空信息传递给数据处理模块，并进行网络数据库比对分析，得出该领空区域有无不知名无人机，然后通过反馈模块将有无不知名无人机信息传递给MCU控制器，进而完成对规定空域的无人机实时有效掌握，完成空域监测的功能；
步骤S5：当步骤S中，多轴翼无人机上的无线网络识别探测探头监测到1公里范围内有无人机飞入时，无人机探测识别系统将飞入的无人机数据通过指令输出模块传到给报警系统，既通过有线连接模块控制蜂鸣器和报警灯工作报警，且通过有线连接模块将报警信息传递至触控屏幕上，并且通过无线连接模块无线传递给报警信息接收模块，报警信息接收模块通过单片机将报警信息传递给无线电发射器，无线电发射器对入侵无人机发送无线电警报，使多轴翼无人机在有效的防御距离内对入侵无人机提示预警。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、方便无人机操作系统、无人机探测识别系统、报警系统、多轴翼无人机和系统主机之间的信息传递，以便更好地运行整个预警系统，使用较为便捷；
2、通过5G网络支持的无人机操作系统、无人机探测识别系统和报警系统，既能方便控制多轴翼无人机的飞行和监测空域，又能对是否有入侵无人机进行实时快速监测判断及报警功能；
3、利用5G网络的低延时、数据带宽大等特点，实现快速发现目标，快速判断目标和识别目标，进而实现提前进行有效防御的反无人机功能。
附图说明
图1为一种基于5G网络的智能反无人机预警系统及方法的系统流程图。
图2为一种基于5G网络的智能反无人机预警系统及方法中无人机操作系统的系统框图。
图3为一种基于5G网络的智能反无人机预警系统及方法中无人机探测识别系统的系统框图。
图4为一种基于5G网络的智能反无人机预警系统及方法中报警系统的系统框图。
图中标记：1、单片机；2、驱动控制模块；3、转向控制模块；4、控制信息接收模块；5、报警信息接收模块；6、定时模块；7、无线网络识别探测探头；8、无线电发射器；9、GPS定位模块；10、距离计算模块；11、数据输出模块；12、MCU控制器；13、数据接收模块；14、数据处理模块；15、反馈模块；16、存储模块；17、指令输出模块；18、微处理器；19、指令接收模块；20、无线连接模块；21、有线连接模块；22、蜂鸣器；23、报警灯；24、触控屏幕。
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。
请参阅图1～4，一种基于5G网络的智能反无人机预警系统及方法，包括无人机操作系统、无人机探测识别系统、报警系统、多轴翼无人机和系统主机，系统主机的外壁设置有触控屏幕24，无人机操作系统包括有单片机1、驱动控制模块2、转向控制模块3、控制信息接收模块4、报警信息接收模块5、定时模块6、无线网络识别探测探头7、无线电发射器8、GPS定位模块9、距离计算模块10和数据输出模块11，无人机探测识别系统包括有MCU控制器12、数据接收模块13、数据处理模块14、反馈模块15、存储模块16和指令输出模块17，报警系统包括有微处理器18、指令接收模块19、无线连接模块20、有线连接模块21、蜂鸣器22和报警灯23；
本发明一些实施例中，系统主机用于操控无人机操作系统、无人机探测识别系统和报警系统，操控无人机操作系统、无人机探测识别系统和报警系统通过5G基站与多轴翼无人机无线连接，驱动控制模块2、转向控制模块3和无线电发射器8的输入端与单片机1 的输出端均连接，控制信息接收模块4和报警信息接收模块5的输出端与单片机1的输入端均连接，定时模块6和无线网络识别探测探头7的输出端与单片机1的输入端均连接， GPS定位模块9和距离计算模块10的输入端与单片机1的输出端均连接，且GPS定位模块 9和距离计算模块10的输出端与数据输出模块11的输入端均连接，数据输出模块11的输出端与数据接收模块13的输入端连接，数据接收模块13的输出端与MCU控制器12的输入端连接，存储模块16的输出端与MCU控制器12的输入端连接，MCU控制器12的输出端与数据处理模块14的输入端连接，数据处理模块14的输出端与反馈模块15的输入端连接，反馈模块15的输出端与MCU控制器12的输入端连接，MCU控制器12的输出端与指令输出模块17的输入端连接，指令输出模块17的输出端与指令接收模块19的输入端连接，指令接收模块19的输出端与微处理器18的输入端连接，无线连接模块20和有线连接模块21的输入端与微处理器18的输出端均连接，无线连接模块20的输出端与报警信息接收模块5的输入端无线连接，蜂鸣器22、报警灯23和触控屏幕24的输入端与有线连接模块21的输出端均连接。
方便无人机操作系统、无人机探测识别系统、报警系统、多轴翼无人机和系统主机之间的信息传递，以便更好地运行整个预警系统。
本发明一些实施例中，驱动控制模块2用于控制多轴翼无人机的飞行高度，转向控制模块3用于控制多轴翼无人机的飞行转向，控制信息接收模块4与触控屏幕24通过无线连接，定时模块6的定时间隔为5s，无线网络识别探测探头7固定安装在多轴翼无人机的外部，且无线网络识别探测探头7的监测范围为1公里，GPS定位模块9用于实时定位多轴翼无人机，数据接收模块13用于接收多轴翼无人机的实时位置和导航信号信息，存储模块16用于储存所需防御领空信息，指令输出模块17用于输出是否报警指令信息，指令接收模块19用于接收是否报警指令信息，蜂鸣器22和报警灯23均固定安装在系统主机上，无线连接模块20用于将是否报警指令信息传递至多轴翼无人机处。
通过5G网络支持的无人机操作系统、无人机探测识别系统和报警系统，既能方便控制多轴翼无人机的飞行和监测空域，又能对是否有入侵无人机进行实时快速监测判断及报警功能。
本发明一些实施例中，预警方法具体包括如下步骤：
步骤S1：首先通过系统主机将飞行指令传递给控制信息接收模块4，控制信息接收模块4通过单片机1将飞行指令传递给驱动控制模块2和转向控制模块3，驱动控制模块2 和转向控制模块3控制多轴翼无人机飞行至需要防御的领空，使多轴翼无人机在指定位置进行悬停；
步骤S2：通过无人机操作系统控制无线网络识别探测探头7工作，无线网络识别探测探头7对其周围1公里范围内进行无线网络探测；
步骤S3：与此同时无线网络识别探测探头7也对其周围进行导航信号进行搜索设别，并通过5G网络将实时搜索数据传递给数据输出模块11，再通过数据输出模块11将实时搜索数据传递给无人机探测识别系统；
步骤S4：无人机探测识别系统的MCU控制器12将实时搜索数据与存储模块16内部储存的所需防御领空信息传递给数据处理模块14，并进行网络数据库比对分析，得出该领空区域有无不知名无人机，然后通过反馈模块15将有无不知名无人机信息传递给MCU控制器12，进而完成对规定空域的无人机实时有效掌握，完成空域监测的功能；
步骤S5：当步骤S4中，多轴翼无人机上的无线网络识别探测探头7监测到1公里范围内有无人机飞入时，无人机探测识别系统将飞入的无人机数据通过指令输出模块17传到给报警系统，既通过有线连接模块21控制蜂鸣器22和报警灯23工作报警，且通过有线连接模块21将报警信息传递至触控屏幕24上，并且通过无线连接模块20无线传递给报警信息接收模块5，报警信息接收模块5通过单片机1将报警信息传递给无线电发射器 8，无线电发射器8对入侵无人机发送无线电警报，使多轴翼无人机在有效的防御距离内对入侵无人机提示预警。
以做到对无人机的有效防御，实现反无人机的预警功能。
本发明的工作原理是：首先通过系统主机将飞行指令传递给控制信息接收模块4，控制信息接收模块4通过单片机1将飞行指令传递给驱动控制模块2和转向控制模块3，驱动控制模块2和转向控制模块3控制多轴翼无人机飞行至需要防御的领空，使多轴翼无人机在指定位置进行悬停，通过无人机操作系统控制无线网络识别探测探头7工作，无线网络识别探测探头7对其周围1公里范围内进行无线网络探测，与此同时无线网络识别探测探头7也对其周围进行导航信号进行搜索设别，并通过5G网络将实时搜索数据传递给数据输出模块11，再通过数据输出模块11将实时搜索数据传递给无人机探测识别系统，无人机探测识别系统的MCU控制器12将实时搜索数据与存储模块16内部储存的所需防御领空信息传递给数据处理模块14，并进行网络数据库比对分析，得出该领空区域有无不知名无人机，然后通过反馈模块15将有无不知名无人机信息传递给MCU控制器12，进而完成对规定空域的无人机实时有效掌握，完成空域监测的功能，当多轴翼无人机上的无线网络识别探测探头7监测到1公里范围内有无人机飞入时，无人机探测识别系统将飞入的无人机数据通过指令输出模块17传到给报警系统，既通过有线连接模块21控制蜂鸣器22和报警灯23工作报警，且通过有线连接模块21将报警信息传递至触控屏幕24上，并且通过无线连接模块20无线传递给报警信息接收模块5，报警信息接收模块5通过单片机1将报警信息传递给无线电发射器8，无线电发射器8对入侵无人机发送无线电警报，使多轴翼无人机在有效的防御距离内对入侵无人机提示预警。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (8)

1.一种基于5G网络的智能反无人机预警系统，包括无人机操作系统、无人机探测识别系统、报警系统、多轴翼无人机和系统主机，其特征在于：所述系统主机的外壁设置有触控屏幕(24)，所述无人机操作系统包括有单片机(1)、驱动控制模块(2)、转向控制模块(3)、控制信息接收模块(4)、报警信息接收模块(5)、定时模块(6)、无线网络识别探测探头(7)、无线电发射器(8)、GPS定位模块(9)、距离计算模块(10)和数据输出模块(11)，所述无人机探测识别系统包括有MCU控制器(12)、数据接收模块(13)、数据处理模块(14)、反馈模块(15)、存储模块(16)和指令输出模块(17)，所述报警系统包括有微处理器(18)、指令接收模块(19)、无线连接模块(20)、有线连接模块(21)、蜂鸣器(22)和报警灯(23)；
所述系统主机用于操控无人机操作系统、无人机探测识别系统和报警系统，所述操控无人机操作系统、无人机探测识别系统和报警系统通过5G基站与多轴翼无人机无线连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G网络的智能反无人机预警系统，其特征在于：所述驱动控制模块(2)、转向控制模块(3)和无线电发射器(8)的输入端与单片机(1)的输出端均连接，所述控制信息接收模块(4)和报警信息接收模块(5)的输出端与单片机(1)的输入端均连接，所述定时模块(6)和无线网络识别探测探头(7)的输出端与单片机(1)的输入端均连接，所述GPS定位模块(9)和距离计算模块(10)的输入端与单片机(1)的输出端均连接，且GPS定位模块(9)和距离计算模块(10)的输出端与数据输出模块(11)的输入端均连接，所述数据输出模块(11)的输出端与数据接收模块(13)的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于5G网络的智能反无人机预警系统，其特征在于：所述数据接收模块(13)的输出端与MCU控制器(12)的输入端连接，所述存储模块(16)的输出端与MCU控制器(12)的输入端连接，所述MCU控制器(12)的输出端与数据处理模块(14)的输入端连接，所述数据处理模块(14)的输出端与反馈模块(15)的输入端连接，所述反馈模块(15)的输出端与MCU控制器(12)的输入端连接，所述MCU控制器(12)的输出端与指令输出模块(17)的输入端连接，所述指令输出模块(17)的输出端与指令接收模块(19)的输入端连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于5G网络的智能反无人机预警系统，其特征在于：所述指令接收模块(19)的输出端与微处理器(18)的输入端连接，所述无线连接模块(20)和有线连接模块(21)的输入端与微处理器(18)的输出端均连接，所述无线连接模块(20)的输出端与报警信息接收模块(5)的输入端无线连接，所述蜂鸣器(22)、报警灯(23)和触控屏幕(24)的输入端与有线连接模块(21)的输出端均连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于5G网络的智能反无人机预警系统，其特征在于：所述驱动控制模块(2)用于控制多轴翼无人机的飞行高度，所述转向控制模块(3)用于控制多轴翼无人机的飞行转向，所述控制信息接收模块(4)与触控屏幕(24)通过无线连接，所述定时模块(6)的定时间隔为5s，所述无线网络识别探测探头(7)固定安装在多轴翼无人机的外部，且无线网络识别探测探头(7)的监测范围为1公里，所述GPS定位模块(9)用于实时定位多轴翼无人机。
6.根据权利要求1所述的一种基于5G网络的智能反无人机预警系统，其特征在于：所述数据接收模块(13)用于接收多轴翼无人机的实时位置和导航信号信息，所述存储模块(16)用于储存所需防御领空信息，所述指令输出模块(17)用于输出是否报警指令信息。
7.根据权利要求1所述的一种基于5G网络的智能反无人机预警系统，其特征在于：所述指令接收模块(19)用于接收是否报警指令信息，所述蜂鸣器(22)和报警灯(23)均固定安装在系统主机上，所述无线连接模块(20)用于将是否报警指令信息传递至多轴翼无人机处。
8.一种基于5G网络的智能反无人机预警方法，其特征在于：所述预警方法具体包括如下步骤：
步骤S1：首先通过系统主机将飞行指令传递给控制信息接收模块(4)，控制信息接收模块(4)通过单片机(1)将飞行指令传递给驱动控制模块(2)和转向控制模块(3)，驱动控制模块(2)和转向控制模块(3)控制多轴翼无人机飞行至需要防御的领空，使多轴翼无人机在指定位置进行悬停；
步骤S2：通过无人机操作系统控制无线网络识别探测探头(7)工作，无线网络识别探测探头(7)对其周围1公里范围内进行无线网络探测；
步骤S3：与此同时无线网络识别探测探头(7)也对其周围进行导航信号进行搜索设别，并通过5G网络将实时搜索数据传递给数据输出模块(11)，再通过数据输出模块(11)将实时搜索数据传递给无人机探测识别系统；
步骤S4：无人机探测识别系统的MCU控制器(12)将实时搜索数据与存储模块(16)内部储存的所需防御领空信息传递给数据处理模块(14)，并进行网络数据库比对分析，得出该领空区域有无不知名无人机，然后通过反馈模块(15)将有无不知名无人机信息传递给MCU控制器(12)，进而完成对规定空域的无人机实时有效掌握，完成空域监测的功能；
步骤S5：当步骤S4中，多轴翼无人机上的无线网络识别探测探头(7)监测到1公里范围内有无人机飞入时，无人机探测识别系统将飞入的无人机数据通过指令输出模块(17)传到给报警系统，既通过有线连接模块(21)控制蜂鸣器(22)和报警灯(23)工作报警，且通过有线连接模块(21)将报警信息传递至触控屏幕(24)上，并且通过无线连接模块(20)无线传递给报警信息接收模块(5)，报警信息接收模块(5)通过单片机(1)将报警信息传递给无线电发射器(8)，无线电发射器(8)对入侵无人机发送无线电警报，使多轴翼无人机在有效的防御距离内对入侵无人机提示预警。
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