CN116321061A - 基于云计算的无人机大数据管控平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于云计算的无人机大数据管控平台，属于无人机管控领域，解决了如何基于无人机作业产生的大数据进行管理，从而实现对无人机进行监管和控制的问题；无人机机载端将实时位置信息发送至基站群，基站群将覆盖范围内所有无人机实时位置信息发送至中继服务模块，中继服务模块将管辖范围内所有无人机实时位置信息发送至平台服务模块；同时，无人机机载端将作业信息发送至作业用户客户端，由作业用户客户端发送至软件服务模块，软件服务模块将获取的作业信息汇总后发送至平台服务模块；平台服务模块对获取的无人机机载端的实时位置信息和作业信息进行存储和分析处理，并将分析处理后的数据按照业务类别分别发送至监管后台和售后后台。
Description
技术领域
本发明属于无人机管控领域，具体是基于云计算的无人机大数据管控平台。
背景技术
随着社会和科学技术的发展，无人机的技术发展愈发成熟，机型小，搭载多种传感器和相机，广泛应用于如农业、交通、林业等产业，能够在无人驾驶的情况下前往人类不可达或者实施成本过高的区域进行作业，并实现数千米航程的覆盖。
然而，针对无人机的管控，目前还处于真空状态，这将严重影响行业应用。如何基于无人机作业产生的大数据进行管理，从而实现对无人机进行监管和控制，目前尚未有明确的方案。
为此，本发明提出了基于云计算的无人机大数据管控平台。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出基于云计算的无人机大数据管控平台，该基于云计算的无人机大数据管控平台解决了如何基于无人机作业产生的大数据进行管理，从而实现对无人机进行监管和控制的问题。
为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出基于云计算的无人机大数据管控平台，包括：无人机机载端、基站群、中继服务模块、作业用户客户端、软件服务模块、平台服务模块、监管后台以及售后后台；
所述无人机机载端用于在相应领域进行飞行作业，通过内置的定位装置获取自身的实时定位信息，通过内置的机载ADS-B数据收发机将获取的实时定位信息以广播的形式发送至基站群；所述无人机机载端通过内置的数传模块将自身的作业信息发送至作业用户客户端；
所述基站群用于将其覆盖范围内的所有无人机的实时位置信息通过移动互联网或光纤发送至中继服务模块；
所述中继服务模块用于将管辖范围内所有无人机的实时位置信息汇总后发送至平台服务模块；
所述作业用户客户端用于对相应的无人机机载端进行遥控；所述作业用户客户端将获取的作业信息发送至软件服务模块，所述作业用户客户端还将从软件服务模块获取的监控指令、临时电子围栏信息以及程序更新包信息发生至无人机机载端；
所述软件服务模块用于为作业用户客户端提供软件服务，并对从作业用户客户端获取的作业信息进行存储汇总后，发生至平台服务模块；
所述平台服务模块用于对获取的作业信息和实时位置信息进行存储和分析处理，并将处理后的相应数据发送至监管后台和售后后台；
所述监管后台用于根据从平台服务模块分析处理后的无人机机载端的实时位置信息和作业信息对无人机机载端进行作业跟踪以及电子围栏数据的配置和监测，并输出监控指令和临时电子围栏信息至平台服务模块，由平台服务模块发送至软件服务模块；
所述售后后台用于根据从平台服务模块分析处理后的无人机作业信息中的运行参数信息和其他故障登记数据对无人机设备进行售后维修。
进一步地，所述定位装置与GPS系统或北斗定位系统无线连接，获取当前无人机机载端的实时位置信息。
进一步地，所述数传模块还用于对相应的作业用户客户端发送的电子围栏数据、程序更新包以及监控指令进行接收。
进一步地，无人机机载端设置有温湿度传感器、流量计、摄像头、电流传感器、遥控器控制信息捕捉器和电调控制信息捕捉器以及处理器；
所述温湿度传感器用于检测当前无人机机载端的目标作业区域的温湿度数据；所述流量计用于采集当前无人机机载端作业过程中所喷洒的药物流量；所述摄像头用于记录当前无人机机载端飞行过程中的视频图像信息；所述遥控器控制信息捕捉器和电调控制信息捕捉器用于捕捉当前无人机机载端遥控器的操控信息与飞控控制电调的控制信息；所述处理器用于获取对温湿度传感器、流量计、摄像头、电流传感器、遥控器控制信息捕捉器、电调控制信息捕捉器获取的信息进行分析处理。
进一步地，所述基站群包括ADS-B地面站、工控机以及4G/5G通讯模块；ADS-B地面站接收来自无人机机载端机载ADS-B数据收发机传播的广播信号，并将收到的报文信息传递给工控机，工控机将收到的报文信息汇总和打包，并通过4G/5G通讯模块将数据发送给远程的中继服务模块。
进一步地，所述中继服务模块基于Netty维持基站群的长连接，基站群与中继服务模块之间的消息格式采用JSON，传输时进行加密处理。
进一步地，所述平台服务模块包括数据采集单元、数据存储单元、数据处理单元、数据分析单元、数据服务单元、数据应用单元以及运营后台；
所述数据采集单元通过与软件服务模块和中继服务模块连接，获取相应无人机机载的作业信息和实时位置信息，并发送至数据存储单元；
所述数据存储单元用于对采集获取的数据进行存储，供数据处理单元进行数据提取；
所述数据处理单元通过提供流计算、批量计算以及内存计算、规则引擎，结合业务定义的工作流引擎进行业务数据加工处理，为数据分析单元提供数据加工能力；
所述数据分析单元用于在业务数据应用场景下，提供相关数据定义模型，抽象业务数据通用能力，基于标准的数据挖掘技术及流程，进行相关场景下的数据指标分析，形成多维度，多指标，多模型的立体分析，为数据服务单元提供支撑能力；
所述数据服务单元针对所支撑的业务进行相关核心能力的抽象，形成统一的服务接口能力，为具体的业务应用提供标准的、轻量的服务接口；
所述数据应用单元用于将获取的数据进行相应的业务应用；
所述运营后台用于对平台服务模块进行运营。
进一步地，所述监管后台包括通用航空管理机构和当前领域的行业用户端或者个人用户端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在本发明中，无人机机载端的定位装置与GPS系统或北斗定位系统无线连接获取自身的实时位置信息，并通过内置的机载ADS-B数据收发机将实时位置信息以广播的形式发送至基站群，基站群通过移动互联网或光纤将其覆盖范围内所有无人机机载端的实时位置信息发送至中继服务模块，中继服务模块将管辖范围内所有无人机机载端的实时位置信息发送至平台服务模块；同时，无人机机载端通过内置的数传模块将自身的作业信息发送至对应的作业用户客户端，并由作业用户客户端发送至软件服务模块，软件服务模块将获取的作业信息进行汇总后发送至平台服务模块；平台服务模块对获取的无人机机载端的实时位置信息和作业信息进行存储和分析处理，并将分析处理后的数据按照业务类别分别发送至监管后台和售后后台；其中监管后台根据获取的数据对无人机设备进行作业跟踪以及电子围栏数据的配置和监测，并输出监控指令、临时电子围栏信息至平台服务模块，由平台服务模块发送至软件服务模块，进而发送至作业用户客户端，对无人机机载端进行控制；解决了如何基于无人机作业产生的大数据进行管理，从而实现对无人机进行监管和控制的问题。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，基于云计算的无人机大数据管控平台，包括：无人机机载端、基站群、中继服务模块、作业用户客户端、软件服务模块、平台服务模块、监管后台以及售后后台；
在本申请中，所述无人机机载端用于在相应领域进行飞行作业，所述无人机机载端在作业时将自身的实时位置信息发送至基站群，并将自身的作业信息发送至作业用户客户端；
具体地，所述无人机机载端设置有机载ADS-B数据收发机和定位装置；
所述定位装置与GPS系统或北斗定位系统无线连接，获取当前无人机机载端的实时位置信息；
所述机载ADS-B数据收发机用于将无人机机载端的实时位置信息以广播的形式实时发送至基站群；
所述无人机机载端还设置有数传模块，所述数传模块将无人机机载端的作业信息发送至相应的作业用户客户端，所述数传模块还用于对相应的作业用户客户端发送的电子围栏数据、程序更新包以及监控指令进行接收；
在本发明的实施例中，将无人机设备应用在农业种植领域，则当前无人机机载端设置有温湿度传感器、流量计、摄像头、电流传感器、遥控器控制信息捕捉器和电调控制信息捕捉器以及处理器；
所述温湿度传感器用于检测当前无人机机载端的目标作业区域的温湿度数据；所述流量计用于采集当前无人机机载端作业过程中所喷洒的药物流量；所述摄像头用于记录当前无人机机载端飞行过程中的视频图像信息；所述遥控器控制信息捕捉器和电调控制信息捕捉器用于捕捉当前无人机机载端遥控器的操控信息与飞控控制电调的控制信息；所述处理器用于获取对温湿度传感器、流量计、摄像头、电流传感器、遥控器控制信息捕捉器、电调控制信息捕捉器获取的信息进行分析处理；
需要说明的是，作业用户客户端发送的电子围栏数据、程序更新包以及监控指令由软件服务模块发送；
在本申请中，所述基站群用于将其覆盖范围内的所有无人机的实时位置信息发送至中继服务模块；
所述基站群主要包括ADS-B地面站、工控机以及4G/5G通讯模块；其中ADS-B地面站可以接收来自无人机机载端机载ADS-B数据收发机传播的广播信号，并将收到的报文信息传递给工控机，工控机将收到的报文信息汇总、打包，并通过4G/5G通讯模块将数据发送给远程的中继服务模块；
在本申请中，所述中继服务模块将管辖范围内所有无人机的实时位置信息汇总后发送至平台服务模块；
所述中继服务模块与基站群之间的通信方式为移动互联网或光纤；
在本发明的实施例中，所述中继服务模块基于Netty维持基站群的长连接，基站群与中继服务模块之间的消息格式采用JSON，传输时进行加密处理；
在本申请中，所述作业用户客户端用于对相应的无人机机载端进行遥控；具体地，所述作业用户客户端将从软件服务模块获取由监管后台发送的对当前无人机机载端的监控指令和临时电子围栏信息发送至无人机机载端，从而控制无人机机载端的运行；所述作业用户客户端将从软件服务模块获取的程序更新包信息发送至控制无人机机载端，更新运行程序；
所述作业用户客户端还将从当前无人机机载端获取的作业信息发送至软件服务模块；
在本申请中，所述软件服务模块用于对从作业用户客户端获取的作业信息和从监管后台获取的无人机机载端的监控指令、临时电子围栏信息进行存储，并将获取的对应无人机机载端的作业信息发送至平台服务模块，将获取的无人机机载的监控指令和临时电子围栏信息发送至作业用户客户端，还将自身的程序更新包信息发送至作业用户客户端；
在本申请中，所述平台服务模块用于对获取的无人机的作业信息和实时位置信息进行存储和分析处理，并将处理后的相应数据发送至监管后台和售后后台；
具体地，所述平台服务模块包括数据采集单元、数据存储单元、数据处理单元、数据分析单元、数据服务单元、数据应用单元以及运营后台；
所述数据采集单元通过与软件服务模块和中继服务模块连接，获取相应无人机机载的作业信息和实时位置信息，并发送至数据存储单元；
所述数据存储单元用于对采集获取的数据进行存储，供数据处理单元进行数据提取；
所述数据处理单元通过提供流计算、批量计算以及内存计算、规则引擎，结合业务定义的工作流引擎进行业务数据加工处理，为数据分析单元提供数据加工能力；
所述数据分析单元用于在业务数据应用场景下，提供相关数据定义模型，抽象业务数据通用能力，基于标准的数据挖掘技术及流程，进行相关场景下的数据指标分析，形成多维度，多指标，多模型的立体分析，为数据服务单元提供支撑能力；
所述数据服务单元针对所支撑的业务进行相关核心能力的抽象，形成统一的服务接口能力，为具体的业务应用提供标准的、轻量的服务接口；
所述数据应用单元用于将获取的数据进行相应的业务应用；
所述运营后台用于对平台服务模块进行运营；
在本申请中，所述监管后台用于根据从平台服务模块分析处理后的无人机机载端的实时位置信息和作业信息对无人机机载端进行作业跟踪以及电子围栏数据的配置和监测，并输出监控指令、临时电子围栏信息至平台服务模块。由平台服务模块发送至软件服务模块；需要说明的是，所述监管后台包括通用航空管理机构和当前领域的行业用户端或者个人用户端；
所述售后后台用于根据从平台服务模块分析处理后的无人机作业信息中的运行参数信息和其他故障登记数据对无人机设备进行售后维修。
本发明的工作原理：在本发明中，无人机机载端的定位装置与GPS系统或北斗定位系统无线连接获取自身的实时位置信息，并通过内置的机载ADS-B数据收发机将实时位置信息以广播的形式发送至基站群，基站群通过移动互联网或光纤将其覆盖范围内所有无人机机载端的实时位置信息发送至中继服务模块，中继服务模块将管辖范围内所有无人机机载端的实时位置信息发送至平台服务模块；
同时，无人机机载端通过内置的数传模块将自身的作业信息发送至对应的作业用户客户端，并由作业用户客户端发送至软件服务模块，软件服务模块将获取的作业信息进行汇总后发送至平台服务模块；
平台服务模块对获取的无人机机载端的实时位置信息和作业信息进行存储和分析处理，并将分析处理后的数据按照业务类别分别发送至监管后台和售后后台；其中监管后台根据获取的数据对无人机设备进行作业跟踪以及电子围栏数据的配置和监测，并输出监控指令、临时电子围栏信息至平台服务模块，由平台服务模块发送至软件服务模块，进而发送至作业用户客户端，对无人机机载端进行控制。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方法的目的。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。
Claims (8)
1.基于云计算的无人机大数据管控平台，其特征在于，包括：无人机机载端、基站群、中继服务模块、作业用户客户端、软件服务模块、平台服务模块、监管后台以及售后后台；
所述无人机机载端用于在相应领域进行飞行作业，通过内置的定位装置获取自身的实时定位信息，通过内置的机载ADS-B数据收发机将获取的实时定位信息以广播的形式发送至基站群；所述无人机机载端通过内置的数传模块将自身的作业信息发送至作业用户客户端；
所述基站群用于将其覆盖范围内的所有无人机的实时位置信息通过移动互联网或光纤发送至中继服务模块；
所述中继服务模块用于将管辖范围内所有无人机的实时位置信息汇总后发送至平台服务模块；
所述作业用户客户端用于对相应的无人机机载端进行遥控；所述作业用户客户端将获取的作业信息发送至软件服务模块，所述作业用户客户端还将从软件服务模块获取的监控指令、临时电子围栏信息以及程序更新包信息发生至无人机机载端；
所述软件服务模块用于为作业用户客户端提供软件服务，并对从作业用户客户端获取的作业信息进行存储汇总后，发生至平台服务模块；
所述平台服务模块用于对获取的作业信息和实时位置信息进行存储和分析处理，并将处理后的相应数据发送至监管后台和售后后台；
所述监管后台用于根据从平台服务模块分析处理后的无人机机载端的实时位置信息和作业信息对无人机机载端进行作业跟踪以及电子围栏数据的配置和监测，并输出监控指令和临时电子围栏信息至平台服务模块，由平台服务模块发送至软件服务模块；
所述售后后台用于根据从平台服务模块分析处理后的无人机作业信息中的运行参数信息和其他故障登记数据对无人机设备进行售后维修。
2.根据权利要求1所述的基于云计算的无人机大数据管控平台，其特征在于，所述定位装置与GPS系统或北斗定位系统无线连接，获取当前无人机机载端的实时位置信息。
3.根据权利要求1所述的基于云计算的无人机大数据管控平台，其特征在于，所述数传模块还用于对相应的作业用户客户端发送的电子围栏数据、程序更新包以及监控指令进行接收。
4.根据权利要求1所述的基于云计算的无人机大数据管控平台，其特征在于，无人机机载端设置有温湿度传感器、流量计、摄像头、电流传感器、遥控器控制信息捕捉器和电调控制信息捕捉器以及处理器；
所述温湿度传感器用于检测当前无人机机载端的目标作业区域的温湿度数据；所述流量计用于采集当前无人机机载端作业过程中所喷洒的药物流量；所述摄像头用于记录当前无人机机载端飞行过程中的视频图像信息；所述遥控器控制信息捕捉器和电调控制信息捕捉器用于捕捉当前无人机机载端遥控器的操控信息与飞控控制电调的控制信息；所述处理器用于获取对温湿度传感器、流量计、摄像头、电流传感器、遥控器控制信息捕捉器、电调控制信息捕捉器获取的信息进行分析处理。
5.根据权利要求1所述的基于云计算的无人机大数据管控平台，其特征在于，所述基站群包括ADS-B地面站、工控机以及4G/5G通讯模块；ADS-B地面站接收来自无人机机载端机载ADS-B数据收发机传播的广播信号，并将收到的报文信息传递给工控机，工控机将收到的报文信息汇总和打包，并通过4G/5G通讯模块将数据发送给远程的中继服务模块。
6.根据权利要求1所述的基于云计算的无人机大数据管控平台，其特征在于，所述中继服务模块基于Netty维持基站群的长连接，基站群与中继服务模块之间的消息格式采用JSON，传输时进行加密处理。
7.根据权利要求1所述的基于云计算的无人机大数据管控平台，其特征在于，所述平台服务模块包括数据采集单元、数据存储单元、数据处理单元、数据分析单元、数据服务单元、数据应用单元以及运营后台；
所述数据采集单元通过与软件服务模块和中继服务模块连接，获取相应无人机机载的作业信息和实时位置信息，并发送至数据存储单元；
所述数据存储单元用于对采集获取的数据进行存储，供数据处理单元进行数据提取；
所述数据处理单元通过提供流计算、批量计算以及内存计算、规则引擎，结合业务定义的工作流引擎进行业务数据加工处理，为数据分析单元提供数据加工能力；
所述数据分析单元用于在业务数据应用场景下，提供相关数据定义模型，抽象业务数据通用能力，基于标准的数据挖掘技术及流程，进行相关场景下的数据指标分析，形成多维度，多指标，多模型的立体分析，为数据服务单元提供支撑能力；
所述数据服务单元针对所支撑的业务进行相关核心能力的抽象，形成统一的服务接口能力，为具体的业务应用提供标准的、轻量的服务接口；
所述数据应用单元用于将获取的数据进行相应的业务应用；
所述运营后台用于对平台服务模块进行运营。
8.根据权利要求1所述的基于云计算的无人机大数据管控平台，其特征在于，所述监管后台包括通用航空管理机构和当前领域的行业用户端或者个人用户端。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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