CN116170478A - 一种无人机飞控消息的传输方法、装置及可读存储介质 - Google Patents

一种无人机飞控消息的传输方法、装置及可读存储介质 Download PDF

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CN116170478A CN202211550226.XA CN202211550226A CN116170478A CN 116170478 A CN116170478 A CN 116170478A CN 202211550226 A CN202211550226 A CN 202211550226A CN 116170478 A CN116170478 A CN 116170478A
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Abstract

本发明提供一种无人机飞控消息的传输方法、装置及可读存储介质，所述方法包括：获取预先基于受限应用协议CoAP协议定义的CoAP飞控消息的结构，所述CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息；在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息。该方法、装置及可读存储介质能够解决相关技术中不同品牌无人机(数据传输多为私有化协议)与不同无人机业务平台进行飞控消息交互时，存在扩展字段不易的问题。

Description

一种无人机飞控消息的传输方法、装置及可读存储介质
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机飞控消息的传输方法、装置及可读存储介质。
背景技术
当前，不同品牌无人机(数据传输多为私有化协议)与不同无人机业务平台进行飞控消息交互时，由于无人机在空中的数据带宽有限(信号覆盖差且飞机在高速移动)，为了保障传输与解析高效，无人机与无人机业务平台交互一般使用指令定长模式，
然而，这种模式往往存在扩展字段不易的问题。比如当要新增字段或已有字段数据长度需要变化(变长或短)时，则盒子与无人机业务平台需要同步开发，需要重新定义字段的位置及长度，并进行联调测试(适配不同的盒子、无人机及载荷，该字段可能出现频繁)，导致研发效率低下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种无人机飞控消息的传输方法、装置及可读存储介质，用以解决相关技术中不同品牌无人机(数据传输多为私有化协议)与不同无人机业务平台进行飞控消息交互时，存在扩展字段不易的问题。
第一方面，本发明提供一种无人机飞控消息的传输方法，应用于机载终端，所述方法包括：
获取预先基于受限应用协议CoAP协议定义的CoAP飞控消息的结构，所述CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息；
在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息。
进一步地，所述CoAP飞控消息的结构包括报文类型和负载数据，其中，所述CoAP心跳消息和CoAP遥测消息结构中的报文类型为Non类型，所述CoAP遥控消息和CoAP预配置消息结构中的报文类型为Con类型。
进一步地，所述在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息，具体包括：
向所述无人机业务平台发送基于所述结构定义的首个CoAP心跳消息，所述首个CoAP心跳消息的负载数据包括机载终端的国际移动设备识别码IMEI和国际移动用户综合业务数字网MSISDN；
接收所述无人机业务平台在判断出所述IMEI已登记且所述MSISDN有效时发送的CoAP预配置消息；
基于所述CoAP预配置消息完成所述机载终端相关参数的配置。
进一步地，所述基于所述CoAP预配置消息完成所述机载终端相关参数的配置之后，所述方法还包括：
接收无人机本体发送的原始遥测消息，所述原始遥测消息携带无人机标识；
根据所述结构将所述原始遥测消息封装为CoAP遥测消息，并将所述CoAP遥测消息发送给所述无人机业务平台，以使所述无人机业务平台根据所述MSISDN建立所述机载终端与所述无人机标识的绑定关系。
进一步地，所述在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息，具体包括：
定时或不定时向所述无人机业务平台发送非首个CoAP心跳消息，所述非首个CoAP心跳消息的负载数据包括机载终端的IMEI、MSISDN以及网络质量。
进一步地，所述在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息，具体包括：
接收无人机本体定时或不定时发送的原始遥测消息，所述原始遥测消息携带无人机标识、位置坐标、飞机状态；
根据所述结构将所述原始遥测消息封装为CoAP遥测消息，并将所述CoAP遥测消息发送给所述无人机业务平台，以使所述无人机业务平台根据所述CoAP遥测消息向所述无人机监管端发送所述无人机标识、位置坐标以及飞机状态。
进一步地，所述在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息，具体包括：
接收所述无人机业务平台发送的CoAP遥控消息，所述CoAP遥控消息的负载数据包括目标字段；
根据所述目标字段识别出控制的设备以及对应的端口；
将所述CoAP遥控消息通过所述端口发送给对应的所述设备；
向所述无人机业务平台反馈所述CoAP遥控消息对应的遥控请求确认消息。
第二方面，本发明提供一种无人机飞控消息的传输方法，应用于无人机业务平台，所述方法包括：
在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息；其中，所述CoAP飞控消息是所述机载终端在获取预先基于CoAP协议定义的CoAP飞控消息的结构之后，基于所述结构定义并传输的，所述CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息。
进一步地，所述CoAP飞控消息的结构包括报文类型和负载数据，其中，所述CoAP心跳消息和CoAP遥测消息结构中的报文类型为Non类型，所述CoAP遥控消息和CoAP预配置消息结构中的报文类型为Con类型。
进一步地，所述在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息，具体包括：
接收所述机载终端发送的基于所述结构定义的首个CoAP心跳消息，所述首个CoAP心跳消息的负载数据包括机载终端的国际移动设备识别码IMEI和国际移动用户综合业务数字网MSISDN；
判断所述IMEI是否已登记且所述MSISDN是否处于有效状态；
若所述IMEI已登记且所述MSISDN有效，则向所述机载终端发送CoAP预配置消息，以使所述机载终端基于所述CoAP预配置消息完成所述机载终端相关参数的配置。
进一步地，所述向所述机载终端发送CoAP预配置消息之后，所述方法还包括：
接收所述机载终端发送的CoAP遥测消息；所述CoAP遥测消息是所述机载终端接收到无人机本体发送的携带有无人机标识的原始遥测消息后，根据所述结构将所述原始遥测消息封装并发送的；
根据所述MSISDN建立所述机载终端与所述无人机标识的绑定关系。
进一步地，所述在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息，具体包括：
接收并存储所述机载终端定时或不定时发送的非首个CoAP心跳消息，所述非首个CoAP心跳消息的负载数据包括机载终端的IMEI、MSISDN以及网络质量。
进一步地，所述在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息，具体包括：
接收所述机载终端发送的CoAP遥测消息；所述CoAP遥测消息是所述机载终端接收到无人机本体定时或不定时发送的携带有无人机标识、位置坐标、飞机状态的原始遥测消息后，根据所述结构将所述原始遥测消息封装并发送的；
根据所述CoAP遥测消息向所述无人机监管端发送所述无人机标识、位置坐标以及飞机状态。
进一步地，所述在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息，具体包括：
向所述机载终端发送CoAP遥控消息，所述CoAP遥控消息的负载数据包括目标字段，以使所述机载终端根据所述目标字段识别出控制的设备以及对应的端口，并将所述CoAP遥控消息通过所述端口发送给对应的所述设备；
接收所述机载终端反馈的所述CoAP遥控消息对应的遥控请求确认消息。
第三方面，本发明提供一种无人机飞控消息的传输装置，应用于机载终端，所述装置包括：
消息结构获取模块，用于获取预先基于受限应用协议CoAP协议定义的CoAP飞控消息的结构，所述CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息；
第一传输模块，与所述消息结构获取模块连接，用于在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息。
第四方面，本发明提供一种无人机飞控消息的传输装置，应用于无人机业务平台，所述装置包括：
第二传输模块，用于在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息；其中，所述CoAP飞控消息是所述机载终端在获取预先基于CoAP协议定义的CoAP飞控消息的结构之后，基于所述结构定义并发送的，所述CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息。
第五方面，本发明提供一种无人机飞控消息的传输装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以实现上述第一方面或第二方面所述的无人机飞控消息的传输方法。
第六方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面或第二方面所述的无人机飞控消息的传输方法。
本发明提供的无人机飞控消息的传输方法、装置及可读存储介质，首先获取预先基于受限应用协议CoAP协议定义的CoAP
飞控消息的结构，所述CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息；然后在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息。由于本申请中的CoAP飞控消息基于CoAP协议，其字段可以灵活扩展，因此能够解决相关技术中不同品牌无人机(数据传输多为私有化协议)与不同无人机业务平台进行飞控消息交互时，存在扩展字段不易的问题。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种无人机飞控消息的传输方法的流程图；
图2为本发明实施例的初始化注册流程的交互示意图；
图3为本发明实施例的CoAP心跳消息的交互示意图；
图4为本发明实施例的CoAP遥测消息的交互示意图；
图5为本发明实施例的CoAP遥控消息的交互示意图；
图6为本发明实施例2的一种无人机飞控消息的传输方法的流程图；
图7为本发明实施例3的一种无人机飞控消息的传输装置的结构示意图；
图8为本发明实施例4的一种无人机飞控消息的传输装置的结构示意图；
图9为本发明实施例5的一种无人机飞控消息的传输装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
可以理解的是，此处描述的具体实施例和附图仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明中的各实施例及实施例中的各特征可相互组合。
可以理解的是，为便于描述，本发明的附图中仅示出了与本发明相关的部分，而与本发明无关的部分未在附图中示出。
可以理解的是，本发明的实施例中所涉及的每个单元、模块可仅对应一个实体结构，也可由多个实体结构组成，或者，多个单元、模块也可集成为一个实体结构。
可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明的流程图和框图中所标注的功能、步骤可按照不同于附图中所标注的顺序发生。
可以理解的是，本发明的流程图和框图中，示出了按照本发明各实施例的系统、装置、设备、方法的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可代表一个单元、模块、程序段、代码，其包含用于实现规定的功能的可执行指令。而且，框图和流程图中的每个方框或方框的组合，可用实现规定的功能的基于硬件的系统实现，也可用硬件与计算机指令的组合来实现。
可以理解的是，本发明实施例中所涉及的单元、模块可通过软件的方式实现，也可通过硬件的方式来实现，例如单元、模块可位于处理器中。
实施例1：
本实施例提供一种无人机飞控消息的传输方法，应用于机载终端，如图1所示，该方法包括：
步骤S101：获取预先基于CoAP(Constrained Application Protocol，受限应用协议)协议定义的CoAP飞控消息的结构，所述CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息。
步骤S102：在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息。
在本实施例中，无人机包括无人机本体、机载终端和无人机吊舱，三者通过物理连接。
需要说明的是，CoAP是一个基于REST模型的网络传输协议，主要用于轻量级M2M(Machine to Machine，机器对机器)通信。由于物联网中的很多设备都是资源受限型的，即只有少量的内存空间和有限的计算能力，所以传统的HTTP(Hyper Text TransferProtocol，超文本传输协议)协议应用在物联网上就显得过于庞大而不适用，CoAP应运而生。本发明实施例选择基于CoAP协议定义CoAP飞控消息的结构除了其字段可以灵活扩展外，还具有以下优点：
(1)能够发现网络中的节点，这对于低功耗无线传感器网络的自治和自我修复设计非常有用，关于无线传感器网络的可扩展性问题，可以使用CoAP协议来发现节点常规的冗余。
(2)CoAP是建立在UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)栈上，可以更加快速和更好的资源优化，而非资源密集型。
(3)更加轻量化，4字节的头文件对于连续流系统是一个不错的选择，适用于本发明所述的无人机业务场景。
(4)支持可靠传输，数据重传，块传输，确保数据可靠到达。
(5)支持IP(Internet Protocol，互联网协议)多播,即可以同时向多个设备发送请求。
(6)非长连接通信，适用于低功耗物联网场景。
在本实施例中，CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息，其中，CoAP心跳消息一般由机载终端定时发给无人机业务平台，用来上报当前终端、网络的状态信息；CoAP遥测消息一般由无人机本体通过机载终端定时发给无人机业务平台，用来上报当前无人机的状态、位置等信息。CoAP遥控消息一般由无人机监管端通过BS/CS模式(控制消息到无人机业务平台，再由业务平台发送到无人机侧)来控制无人机本体飞行或吊舱功能(如拍照)。
可选地，所述CoAP飞控消息的结构包括报文类型和负载数据，其中，所述CoAP心跳消息和CoAP遥测消息结构中的报文类型为Non类型，所述CoAP遥控消息和CoAP预配置消息结构中的报文类型为Con类型。
在本实施例中，为解决“当前不同品牌无人机(数据传输多为私有化协议)及不同无人机业务平台数据交互所引发的扩展字段不易的问题”，本发明基于CoAP协议及无人机飞控信息使用场景，定义4种CoAP类型的飞控消息。其中，不需要前端确认收到的CoAP心跳、遥测消息选择Non类型，需要前端确认收到的遥控、预配置消息选择Con类型。所述四种消息能够基本全面覆盖无人机使用中的需求，如遇到新型号无人机(指无人机本体)或盒子的适配需求，则可以将新字段归类至所规定的四大类消息中，在CoAP option(选项)中进行灵活扩展，以更好地支持本实施例所提出的“无人机本体-机载终端-吊舱”多设备联动的通用场景。
具体地，CoAP心跳消息为无人机机载终端(机载5G盒子)向无人机业务平台定时或按条件发送的消息，一般包括当前的位置、网络、盒子等状态信息，CoAP心跳消息使用CoAP的Non类型，无需接收方确认收到，CoAP心跳消息的结构可以如表1所示：
表1：CoAP心跳消息的结构
Figure BDA0003980692930000091
其中，心跳负载数据的格式及内容要求如下：
格式使用
Figure BDA0003980692930000101
具体地，CoAP遥测消息为无人机本体向无人业务平台定时发送的消息，一般包括当前无人机的飞行状态信息，CoAP遥测消息使用CoAP的Non类型，无需接收方确认收到，CoAP遥测消息的结构可以如表2所示：
表2：CoAP遥测消息的结构
Figure BDA0003980692930000102
其中，遥测负载数据的格式及内容要求如下：
格式使用
Figure BDA0003980692930000103
Figure BDA0003980692930000111
具体地，CoAP遥控消息为无人机业务平台向无人机本体或无人机载荷临时发送的消息，一般包括对无人机飞行参数的变更要求、吊舱载荷上设备(如摄像头)的控制要求等。CoAP遥控消息使用CoAP的Con类型，需要接收方确认收到。CoAP遥控消息的结构可以如表3所示，对应的遥控请求确认消息的结构如表4所示。
表3：CoAP遥测消息的结构
Figure BDA0003980692930000112
其中，遥控负载数据的格式及内容要求如下：
格式使用
Figure BDA0003980692930000113
/>
Figure BDA0003980692930000121
表4：遥控请求确认消息的结构
Figure BDA0003980692930000122
具体地，CoAP预配置消息为无人机机载终端(机载5G盒子)向无人业务平台定时或按条件发送的消息，一般包括当前的位置、网络、盒子等状态信息，CoAP预配置消息使用CoAP的Con类型，需接收方确认收到。CoAP预配置消息的结构可以如表5所示，对应的预配置确认消息的结构如表6所示。
表5：CoAP预配置消息的结构
Figure BDA0003980692930000123
/>
Figure BDA0003980692930000131
其中，预配置负载数据的格式及内容要求如下：
格式使用
Figure BDA0003980692930000132
表6：预配置确认消息的结构
Figure BDA0003980692930000133
可选地，所述在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息，具体包括：
向所述无人机业务平台发送基于所述结构定义的首个CoAP心跳消息，所述首个CoAP心跳消息的负载数据包括机载终端的IMEI(International Mobile EquipmentIdentity，国际移动设备识别码)和MSISDN(Mobile Subscriber International ISDN，国际移动用户综合业务数字网)；
接收所述无人机业务平台在判断出所述IMEI已登记且所述MSISDN有效时发送的CoAP预配置消息；
基于所述CoAP预配置消息完成所述机载终端相关参数的配置。
在本实施例中，无人机初次注册时，由机载终端先向无人机业务平台发送首个CoAP心跳消息(也即第一个CoAP心跳消息)，无人机业务平台接收到该首个CoAP心跳消息后，判断首个CoAP心跳消息中的IMEI是否已登记且MSISDN是否处于有效状态，若所述IMEI已登记且所述MSISDN有效，则向所述机载终端发送CoAP预配置消息，以使所述机载终端基于所述CoAP预配置消息完成所述机载终端相关参数的配置。
可选地，所述基于所述CoAP预配置消息完成所述机载终端相关参数的配置之后，所述方法还包括：
接收无人机本体发送的原始遥测消息，所述原始遥测消息携带无人机标识；
根据所述结构将所述原始遥测消息封装为CoAP遥测消息，并将所述CoAP遥测消息发送给所述无人机业务平台，以使所述无人机业务平台根据所述MSISDN建立所述机载终端与所述无人机标识的绑定关系。
在本实施例中，无人机本体加电后，通过硬件端口线路向机载终端发送无人机原始遥测信息，原始遥测消息携带无人机标识CPUID，机载终端接收到该无人机本体发送的原始遥测消息后，将原始遥测消息封装为CoAP遥测消息，并将所述CoAP遥测消息发送给所述无人机业务平台。无人机业务平台接收到机载终端发送的CoAP遥测消息后，根据MSISDN建立所述机载终端与所述无人机标识的绑定关系。
具体地，参考图2，示出了本发明实施例提供的初始化注册流程的交互示意图，在本实施例中，该方法包括如下步骤：
步骤S01～02：机载终端开机加电后，采集终端信息并向无人机业务平台发送第一个CoAP心跳消息(包括终端IMEI、ICCID(Integrate circuit card identity，集成电路卡识别码)、MSISDN终端型号等负载内容)；
步骤S03～04：无人机业务平台判断该IMEI是否在业务平台登记，且MSISDN是否处于有效状态，如IMEI登记且MSISDN有效，则向机载终端发送预配置信息(包括推流地址、推流端口等)；
步骤S05～06：机载终端根据预配置信息，完成机载终端相关参数的配置，配置完成后向无人机业务平台返回确认消息。
在本实施例中，如未收到预配置信息，则使用机载终端默认配置；
步骤S07：无人机本体加电后，通过硬件端口线路向机载终端发送无人机原始遥测信息(包括无人机标识CPUID、位置坐标、飞机状态等内容)；
步骤S08～09：机载终端接收无人机原始遥测信息，将其封装为CoAP遥测消息，通过运营商网络发送到无人机业务平台；
步骤S10～11：无人机业务平台根据MSISDN建立机载终端(CoAP心跳消息中IMEI)与无人机标识(CoAP遥测消息中的CPUID)的绑定关系，如心跳消息、遥测消息中的内容均在业务平台绑定正确，向地面台(飞手控制软件)发送允许起飞指令。
步骤S12：地面台接收到允许起飞指令后，控制无人机起飞。
需要说明的是，当前现有的初始化注册过程，多由无人机厂商内置软件程序与无人机厂商所提供的应用平台/无人机业务平台进行数据交互，未考虑更多通用情况，本实施例为解决“多通用设备(无人机-5G机载终端)关联注册的问题”，定义了上述初始化注册流程，考虑到5G机载终端的适配测试，选择基于CoAP协议并设计了CoAP心跳消息、及CoAP遥测消息，以完成初始化流程所需数据。
可选地，所述在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息，具体包括：
定时或不定时向所述无人机业务平台发送非首个CoAP心跳消息，所述非首个CoAP心跳消息的负载数据包括机载终端的IMEI、MSISDN以及网络质量。
在本实施例中，机载终端可以定时或不定时向无人机业务平台发送非首个CoAP心跳消息，其中包括机载终端的IMEI、MSISDN以及网络质量，无人机业务平台接收并存储所述机载终端定时或不定时发送的非首个CoAP心跳消息，并向无人机监管端发送无人机标识以及对应的网络质量，以使无人机监管端展示接收的网络质量信息。
具体地，参考图3，示出了本发明实施例提供的CoAP心跳消息的交互示意图，在本实施例中，该方法包括如下步骤：
步骤S11：机载终端定时向无人机业务平台发送CoAP心跳消息(包括终端IMEI、ICCID、终端型号、网络质量、MSISDN等负载内容)，该CoAP心跳消息为非首个CoAP心跳消息；
步骤S12：无人机业务平台接收CoAP心跳消息，并将CoAP心跳消息保存至数据库；
步骤S13：无人机业务平台根据CoAP心跳消息中的负载数据向无人机监管端发送无人机标识以及对应的网络质量信息，以更新无人机监管端的视图展示当前无人机(根据MSISDN获取对应的无人机及飞行计划)的网络质量信息；
步骤S14：无人机监管端展示网络质量信息。
需要说明的是，当前现有的无人机数据传输多使用IO数据流的方式，未考虑结合5G机载终端的场景，多关注于无人机飞行任务本身。本实施例为解决“传输层协议在无人机场景应用存在效率低的问题”，定义了上述CoAP心跳流程，基于运营商的网络质量分析需求提出所述流程，以帮助运营商的业务平台对网络侧数据进行质量分析，根据不同高度和飞行位置所返回的网络数据分析其对应的网络信号质量，从而更好地为无人机飞行业务、网络选择策略等提供数据支撑参考，支撑精准化改进无人机数据传输质量。
可选地，所述在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息，具体包括：
接收无人机本体定时或不定时发送的原始遥测消息，所述原始遥测消息携带无人机标识、位置坐标、飞机状态；
根据所述结构将所述原始遥测消息封装为CoAP遥测消息，并将所述CoAP遥测消息发送给所述无人机业务平台，以使所述无人机业务平台根据所述CoAP遥测消息向所述无人机监管端发送所述无人机标识、位置坐标以及飞机状态。
在本实施例中，无人机本体可以通过硬件端口线路定时或不定时向机载终端发送无人机原始遥测消息，机载终端接收到该原始遥测消息后，将原始遥测消息封装为CoAP遥测消息，并发送给无人机业务平台，无人机业务平台接收机载终端发送的CoAP遥测消息，并根据所述CoAP遥测消息向所述无人机监管端发送所述无人机标识、位置坐标以及飞机状态，以使无人机监管端展示相关数据。
具体地，参考图4，示出了本发明实施例提供的CoAP遥测消息的交互示意图，在本实施例中，该方法包括如下步骤：
步骤S21：无人机本体通过硬件端口线路定时向机载终端发送无人机原始遥测消息(包括无人机标识CPUID、位置坐标、飞机状态等内容)；
步骤S22～23：机载终端接收无人机原始遥测数据，将其封装为CoAP遥测消息，通过运营商网络将CoAP遥测消息发送到无人机业务平台；
步骤S24：无人机业务平台接收CoAP遥测消息，并将CoAP遥测消息保存至数据库；
步骤S25：无人机业务平台根据CoAP遥测消息中的负载数据向无人机监管端发送无人机标识CPUID、位置坐标、飞机状态(可包括飞行姿态、工作状态数据)；
步骤S26：无人机监管端展示相关数据(无人机的位置、飞行姿态、工作状态数据)。
需要说明的是，当前现有的遥测消息交互过程，多依据不同应用场景、应用需求和不同无人机厂商使用不同的无人机私有协议，不能直接支持匹配结合5G机载终端的通用场景。本实施例为解决“‘通用品牌无人机-5G机载终端’遥测消息交互问题及自定义消息扩展问题”，定义了上述CoAP遥测流程，基于CoAP遥测消息体能够扩展无人机的各类应用，并可视不同需求灵活增加字段。
可选地，所述在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息，具体包括：
接收所述无人机业务平台发送的CoAP遥控消息，所述CoAP遥控消息的负载数据包括目标字段；
根据所述目标字段识别出控制的设备以及对应的端口；
将所述CoAP遥控消息通过所述端口发送给对应的所述设备；
向所述无人机业务平台反馈所述CoAP遥控消息对应的遥控请求确认消息。
在本实施例中，无人机监管端在飞行任务视图中，向无人机业务平台发送CoAP遥控消息，无人机业务平台接收CoAP遥控消息，并将CoAP遥控消息转发给机载终端，机载终端接收到该CoAP遥控消息后，根据CoAP遥控消息中的dst字段(目标字段)识别出控制的设备以及对应的端口，将所述CoAP遥控消息通过所述端口发送给对应的所述设备，该设备为无人机本体或无人机吊舱，以使无人机本体或无人机吊舱根据CoAP遥控消息执行对应动作。同时，机载终端向无人机业务平台反馈所述CoAP遥控消息对应的遥控请求确认消息ACK，无人机业务平台根据无人机标识CPUID查找对应的MSISDN，并将该ACK转发至无人机监管端，无人机监管端确认CoAP遥控消息发送成功，允许用户执行其他控制指令。
具体地，参考图5，示出了本发明实施例提供的CoAP遥控消息的交互示意图，在本实施例中，该方法包括如下步骤：
步骤S31：无人机监管端在飞行任务视图中，向无人机业务平台发送CoAP遥控消息(在遥控消息收到对应的ACK消息之前，无法发送其他控制指令)，其中携带无人机标识CPUID；
步骤S32～33：无人机业务平台接收CoAP遥控消息，并将CoAP遥控消息保存至数据库中，同时，根据无人机标识CPUID查找对应的MSISDN，并将CoAP遥控消息转发给机载终端，其中携带MSISDN；
步骤S34：机载终端根据CoAP遥控消息中的dst字段，识别控制的设备以及与其对接的端口；
步骤S35～36：机载终端将CoAP遥控消息通过端口发送给对应设备(无人机本体或无人机吊舱)，并向无人机业务平台反馈该CoAP遥控消息的ACK(其中携带MSISDN)；
步骤S37：无人机本体或无人机吊舱根据指令执行对应动作；
步骤S38～39：无人机业务平台根据无人机标识CPUID查找对应的MSISDN，并将该ACK转发至无人机监管端；
步骤S40：无人机监管端确认CoAP遥控消息发送成功，允许用户执行其他控制指令。
需要说明的是，当前现有的遥控消息交互过程，多依据不同应用场景、应用需求和不同无人机厂商使用不同的无人机私有协议，不能直接支持匹配结合5G机载终端的通用场景。本实施例为解决“‘通用品牌无人机-5G机载终端’遥控消息交互的问题及自定义消息扩展问题”，定义了上述CoAP遥控流程，基于CoAP遥控消息体能够扩展无人机的各类应用，迅速响应远程控制命令并视不同需求灵活增加字段。
本发明实施例提供的无人机飞控消息的传输方法，首先获取预先基于受限应用协议CoAP协议定义的CoAP飞控消息的结构，所述CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息；然后在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息。由于本申请中的CoAP飞控消息基于CoAP协议，其字段可以灵活扩展，因此能够解决相关技术中不同品牌无人机(数据传输多为私有化协议)与不同无人机业务平台进行飞控消息交互时，存在扩展字段不易的问题。
实施例2：
如图6所示，本实施例提供一种无人机飞控消息的传输方法，应用于无人机业务平台，所述方法包括：
步骤S201：在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息；其中，所述CoAP飞控消息是所述机载终端在获取预先基于CoAP协议定义的CoAP飞控消息的结构之后，基于所述结构定义并传输的，所述CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息。
可选地，所述CoAP飞控消息的结构包括报文类型和负载数据，其中，所述CoAP心跳消息和CoAP遥测消息结构中的报文类型为Non类型，所述CoAP遥控消息和CoAP预配置消息结构中的报文类型为Con类型。
可选地，所述在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息，具体包括：
接收所述机载终端发送的基于所述结构定义的首个CoAP心跳消息，所述首个CoAP心跳消息的负载数据包括机载终端的IMEI和MSISDN；
判断所述IMEI是否已登记且所述MSISDN是否处于有效状态；
若所述IMEI已登记且所述MSISDN有效，则向所述机载终端发送CoAP预配置消息，以使所述机载终端基于所述CoAP预配置消息完成所述机载终端相关参数的配置。
可选地，所述向所述机载终端发送CoAP预配置消息之后，所述方法还包括：
接收所述机载终端发送的CoAP遥测消息；所述CoAP遥测消息是所述机载终端接收到无人机本体发送的携带有无人机标识的原始遥测消息后，根据所述结构将所述原始遥测消息封装并发送的；
根据所述MSISDN建立所述机载终端与所述无人机标识的绑定关系。
可选地，所述在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息，具体包括：
接收并存储所述机载终端定时或不定时发送的非首个CoAP心跳消息，所述非首个CoAP心跳消息的负载数据包括机载终端的IMEI、MSISDN以及网络质量。
可选地，所述在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息，具体包括：
接收所述机载终端发送的CoAP遥测消息；所述CoAP遥测消息是所述机载终端接收到无人机本体定时或不定时发送的携带有无人机标识、位置坐标、飞机状态的原始遥测消息后，根据所述结构将所述原始遥测消息封装并发送的；
根据所述CoAP遥测消息向所述无人机监管端发送所述无人机标识、位置坐标以及飞机状态。
可选地，所述在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息，具体包括：
向所述机载终端发送CoAP遥控消息，所述CoAP遥控消息的负载数据包括目标字段，以使所述机载终端根据所述目标字段识别出控制的设备以及对应的端口，并将所述CoAP遥控消息通过所述端口发送给对应的所述设备；
接收所述机载终端反馈的所述CoAP遥控消息对应的遥控请求确认消息。
实施例3：
如图7所示，本实施例提供一种无人机飞控消息的传输装置，应用于机载终端，用于执行上述实施例1中的无人机飞控消息的传输方法，所述装置包括：
消息结构获取模块11，用于获取预先基于受限应用协议CoAP协议定义的CoAP飞控消息的结构，所述CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息；
第一传输模块12，与所述消息结构获取模块11连接，用于在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息。
可选地，所述CoAP飞控消息的结构包括报文类型和负载数据，其中，所述CoAP心跳消息和CoAP遥测消息结构中的报文类型为Non类型，所述CoAP遥控消息和CoAP预配置消息结构中的报文类型为Con类型。
可选地，所述第一传输模块12具体包括：
首个心跳消息发送单元，用于向所述无人机业务平台发送基于所述结构定义的首个CoAP心跳消息，所述首个CoAP心跳消息的负载数据包括机载终端的IMEI和MSISDN；
预配置消息接收单元，用于接收所述无人机业务平台在判断出所述IMEI已登记且所述MSISDN有效时发送的CoAP预配置消息；
参数配置单元，用于基于所述CoAP预配置消息完成所述机载终端相关参数的配置。
可选地，所述装置还包括：
第一遥测消息接收单元，用于接收无人机本体发送的原始遥测消息，所述原始遥测消息携带无人机标识；
第一遥测消息封装单元，用于根据所述结构将所述原始遥测消息封装为CoAP遥测消息，并将所述CoAP遥测消息发送给所述无人机业务平台，以使所述无人机业务平台根据所述MSISDN建立所述机载终端与所述无人机标识的绑定关系。
可选地，所第一传输模块12具体包括：
非首个心跳消息发送单元，用于定时或不定时向所述无人机业务平台发送非首个CoAP心跳消息，所述非首个CoAP心跳消息的负载数据包括机载终端的IMEI、MSISDN以及网络质量。
可选地，所述第一传输模块12具体包括：
第二遥测消息接收单元，用于接收无人机本体定时或不定时发送的原始遥测消息，所述原始遥测消息携带无人机标识、位置坐标、飞机状态；
第二遥测消息封装单元，用于根据所述结构将所述原始遥测消息封装为CoAP遥测消息，并将所述CoAP遥测消息发送给所述无人机业务平台，以使所述无人机业务平台根据所述CoAP遥测消息向所述无人机监管端发送所述无人机标识、位置坐标以及飞机状态。
可选地，所述第一传输模块12具体包括：
遥控消息接收单元，用于接收所述无人机业务平台发送的CoAP遥控消息，所述CoAP遥控消息的负载数据包括目标字段；
目标字段识别单元，用于根据所述目标字段识别出控制的设备以及对应的端口；
遥控消息转发单元，用于将所述CoAP遥控消息通过所述端口发送给对应的所述设备；
遥控请求确认消息发送单元，用于向所述无人机业务平台反馈所述CoAP遥控消息对应的遥控请求确认消息。
实施例4：
如图8所示，本实施例提供一种无人机飞控消息的传输装置，应用于无人机业务平台，用于执行上述实施例2中的无人机飞控消息的传输方法，所述装置包括：
第二传输模块21，用于在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息；其中，所述CoAP飞控消息是所述机载终端在获取预先基于CoAP协议定义的CoAP飞控消息的结构之后，基于所述结构定义并发送的，所述CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息。
可选地，所述CoAP飞控消息的结构包括报文类型和负载数据，其中，所述CoAP心跳消息和CoAP遥测消息结构中的报文类型为Non类型，所述CoAP遥控消息和CoAP预配置消息结构中的报文类型为Con类型。
可选地，所述第二传输模块21具体包括：
首个心跳消息接收单元，用于接收所述机载终端发送的基于所述结构定义的首个CoAP心跳消息，所述首个CoAP心跳消息的负载数据包括机载终端的IMEI和MSISDN；
登记及有效判断单元，用于判断所述IMEI是否已登记且所述MSISDN是否处于有效状态；
预配置消息发送单元，用于若所述IMEI已登记且所述MSISDN有效，则向所述机载终端发送CoAP预配置消息，以使所述机载终端基于所述CoAP预配置消息完成所述机载终端相关参数的配置。
可选地，所述装置还包括：
第三遥测消息接收单元，用于接收所述机载终端发送的CoAP遥测消息；所述CoAP遥测消息是所述机载终端接收到无人机本体发送的携带有无人机标识的原始遥测消息后，根据所述结构将所述原始遥测消息封装并发送的；
绑定单元，用于根据所述MSISDN建立所述机载终端与所述无人机标识的绑定关系。
可选地，所述第二传输模块21具体包括：
非首个心跳消息接收单元，用于接收并存储所述机载终端定时或不定时发送的非首个CoAP心跳消息，所述非首个CoAP心跳消息的负载数据包括机载终端的IMEI、MSISDN以及网络质量。
可选地，所述第二传输模块21具体包括：
第四遥测消息接收单元，用于接收所述机载终端发送的CoAP遥测消息；所述CoAP遥测消息是所述机载终端接收到无人机本体定时或不定时发送的携带有无人机标识、位置坐标、飞机状态的原始遥测消息后，根据所述结构将所述原始遥测消息封装并发送的；
位置状态发送单元，用于根据所述CoAP遥测消息向所述无人机监管端发送所述无人机标识、位置坐标以及飞机状态。
可选地，所述第二传输模块21具体包括：
遥控消息发送单元，用于向所述机载终端发送CoAP遥控消息，所述CoAP遥控消息的负载数据包括目标字段，以使所述机载终端根据所述目标字段识别出控制的设备以及对应的端口，并将所述CoAP遥控消息通过所述端口发送给对应的所述设备；
遥控请求确认消息接收单元，用于接收所述机载终端反馈的所述CoAP遥控消息对应的遥控请求确认消息。
实施例5：
参考图9，本实施例提供一种无人机飞控消息的传输装置，包括存储器31和处理器32，存储器31中存储有计算机程序，处理器32被设置为运行所述计算机程序以执行实施例1或实施例2中的无人机飞控消息的传输方法。
其中，存储器31与处理器32连接，存储器31可采用闪存或只读存储器或其他存储器，处理器32可采用中央处理器或单片机。
实施例6：
本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例1或实施例2中的无人机飞控消息的传输方法。
该计算机可读存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、计算机程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性或非易失性、可移除或不可移除的介质。计算机可读存储介质包括但不限于RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，ROM(Read-Only Memory，只读存储器)，EEPROM(Electrically ErasableProgrammable read only memory，带电可擦可编程只读存储器)、闪存或其他存储器技术、CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory，光盘只读存储器)，数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。
实施例2至实施例6提供的无人机飞控消息的传输方法、装置及可读存储介质，首先获取预先基于受限应用协议CoAP协议定义的CoAP飞控消息的结构，所述CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息；然后在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息。由于本申请中的CoAP飞控消息基于CoAP协议，其字段可以灵活扩展，因此能够解决相关技术中不同品牌无人机(数据传输多为私有化协议)与不同无人机业务平台进行飞控消息交互时，存在扩展字段不易的问题。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种无人机飞控消息的传输方法，其特征在于，应用于机载终端，所述方法包括：
获取预先基于受限应用协议CoAP协议定义的CoAP飞控消息的结构，所述CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息；
在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CoAP飞控消息的结构包括报文类型和负载数据，其中，所述CoAP心跳消息和CoAP遥测消息结构中的报文类型为Non类型，所述CoAP遥控消息和CoAP预配置消息结构中的报文类型为Con类型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息，具体包括：
向所述无人机业务平台发送基于所述结构定义的首个CoAP心跳消息，所述首个CoAP心跳消息的负载数据包括机载终端的国际移动设备识别码IMEI和国际移动用户综合业务数字网MSISDN；
接收所述无人机业务平台在判断出所述IMEI已登记且所述MSISDN有效时发送的CoAP预配置消息；
基于所述CoAP预配置消息完成所述机载终端相关参数的配置。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述CoAP预配置消息完成所述机载终端相关参数的配置之后，所述方法还包括：
接收无人机本体发送的原始遥测消息，所述原始遥测消息携带无人机标识；
根据所述结构将所述原始遥测消息封装为CoAP遥测消息，并将所述CoAP遥测消息发送给所述无人机业务平台，以使所述无人机业务平台根据所述MSISDN建立所述机载终端与所述无人机标识的绑定关系。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息，具体包括：
定时或不定时向所述无人机业务平台发送非首个CoAP心跳消息，所述非首个CoAP心跳消息的负载数据包括机载终端的IMEI、MSISDN以及网络质量。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息，具体包括：
接收无人机本体定时或不定时发送的原始遥测消息，所述原始遥测消息携带无人机标识、位置坐标、飞机状态；
根据所述结构将所述原始遥测消息封装为CoAP遥测消息，并将所述CoAP遥测消息发送给所述无人机业务平台，以使所述无人机业务平台根据所述CoAP遥测消息向所述无人机监管端发送所述无人机标识、位置坐标以及飞机状态。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息，具体包括：
接收所述无人机业务平台发送的CoAP遥控消息，所述CoAP遥控消息的负载数据包括目标字段；
根据所述目标字段识别出控制的设备以及对应的端口；
将所述CoAP遥控消息通过所述端口发送给对应的所述设备；
向所述无人机业务平台反馈所述CoAP遥控消息对应的遥控请求确认消息。
8.一种无人机飞控消息的传输方法，其特征在于，应用于无人机业务平台，所述方法包括：
在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息；其中，所述CoAP飞控消息是所述机载终端在获取预先基于CoAP协议定义的CoAP飞控消息的结构之后，基于所述结构定义并传输的，所述CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述CoAP飞控消息的结构包括报文类型和负载数据，其中，所述CoAP心跳消息和CoAP遥测消息结构中的报文类型为Non类型，所述CoAP遥控消息和CoAP预配置消息结构中的报文类型为Con类型。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息，具体包括：
接收所述机载终端发送的基于所述结构定义的首个CoAP心跳消息，所述首个CoAP心跳消息的负载数据包括机载终端的国际移动设备识别码IMEI和国际移动用户综合业务数字网MSISDN；
判断所述IMEI是否已登记且所述MSISDN是否处于有效状态；
若所述IMEI已登记且所述MSISDN有效，则向所述机载终端发送CoAP预配置消息，以使所述机载终端基于所述CoAP预配置消息完成所述机载终端相关参数的配置。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述向所述机载终端发送CoAP预配置消息之后，所述方法还包括：
接收所述机载终端发送的CoAP遥测消息；所述CoAP遥测消息是所述机载终端接收到无人机本体发送的携带有无人机标识的原始遥测消息后，根据所述结构将所述原始遥测消息封装并发送的；
根据所述MSISDN建立所述机载终端与所述无人机标识的绑定关系。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息，具体包括：
接收并存储所述机载终端定时或不定时发送的非首个CoAP心跳消息，所述非首个CoAP心跳消息的负载数据包括机载终端的IMEI、MSISDN以及网络质量。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息，具体包括：
接收所述机载终端发送的CoAP遥测消息；所述CoAP遥测消息是所述机载终端接收到无人机本体定时或不定时发送的携带有无人机标识、位置坐标、飞机状态的原始遥测消息后，根据所述结构将所述原始遥测消息封装并发送的；
根据所述CoAP遥测消息向所述无人机监管端发送所述无人机标识、位置坐标以及飞机状态。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息，具体包括：
向所述机载终端发送CoAP遥控消息，所述CoAP遥控消息的负载数据包括目标字段，以使所述机载终端根据所述目标字段识别出控制的设备以及对应的端口，并将所述CoAP遥控消息通过所述端口发送给对应的所述设备；
接收所述机载终端反馈的所述CoAP遥控消息对应的遥控请求确认消息。
15.一种无人机飞控消息的传输装置，其特征在于，应用于机载终端，所述装置包括：
消息结构获取模块，用于获取预先基于受限应用协议CoAP协议定义的CoAP飞控消息的结构，所述CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息；
第一传输模块，与所述消息结构获取模块连接，用于在机载终端与无人机业务平台之间传输基于所述结构定义的CoAP飞控消息。
16.一种无人机飞控消息的传输装置，其特征在于，应用于无人机业务平台，所述装置包括：
第二传输模块，用于在无人机业务平台与机载终端之间传输受限应用协议CoAP飞控消息；其中，所述CoAP飞控消息是所述机载终端在获取预先基于CoAP协议定义的CoAP飞控消息的结构之后，基于所述结构定义并发送的，所述CoAP飞控消息包括CoAP心跳消息、CoAP遥测消息、CoAP遥控消息以及CoAP预配置消息。
17.一种无人机飞控消息的传输装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以实现如权利要求1-7中任一项所述的无人机飞控消息的传输方法，或实现如权利要求8-14中任一项所述的无人机飞控消息的传输方法。
18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的无人机飞控消息的传输方法，或实现如权利要求8-14中任一项所述的无人机飞控消息的传输方法。
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