CN117581575A - 用于远程控制的防篡改数据链路通信系统 - Google Patents

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CN117581575A CN202280046075.6A CN202280046075A CN117581575A CN 117581575 A CN117581575 A CN 117581575A CN 202280046075 A CN202280046075 A CN 202280046075A CN 117581575 A CN117581575 A CN 117581575A
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Abstract

本申请涉及一种防篡改数据链路通信系统。系统可以包括：基于地面的通信模块和远程安装的通信模块，基于地面的通信模块被配置为耦合到无线电控制器，无线电控制器被配置为远程地控制无人机，无人机包括多个致动器，远程安装的通信模块被配置为与基于地面的通信模块进行数据通信。基于地面的通信模块可以包括：地面处理器，被配置为：从无线电控制器接收使用第一调制方案调制的多个第一信号，将多个第一信号转换成使用不同于第一调制方案的第二调制方案调制的第二信号，以及生成多个重复的第二信号，多个重复的第二信号包括第二信号的两个或更多个重复信号。基于地面的通信模块也可以包括：多个地面发送器，被配置为在不同频率中工作，并且向远程安装的通信模块分别发送多个重复的第二信号。

Description

用于远程控制的防篡改数据链路通信系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年5月4日在美国专利商标局提交的临时申请号63/183801的优先权和利益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
所描述的技术总体上涉及一种防篡改数据链路通信系统。
背景技术
由于无人机能够沿着指定的路线(包括军事人员的危险或非安全区域)远程控制和自主飞行，无人机已经被广泛用于军事行动。然而，它们最近已经被用于各种非军事领域，例如运输、安保、广播、体育比赛等。此外，越来越多的私人无人机也得到了利用。
发明内容
本文所公开的每个实施例具有多个方面，每个方面不是单独地负责本公开的理想属性的。在不限制本公开的范围的情况下，现在将简要讨论其较为突出的特征。在考虑了这些讨论之后，特别是在阅读了题为“详细说明”的部分之后，人们将明白本文所述的实施例的特征如何提供了通过现有的系统、设备和方法用于防篡改数据链路通信的优势。
一个创造性的方面提供了来自恶意反无人机系统的干扰或防篡改，该系统干扰操作员(“飞行员”或“机器人飞行员”)与其远程操作的无人机(“机器人”、“计算机”、“自动系统”)之间的无线通信。本公开的实施例可以参考“操作员”提供控制远程无人机的命令进行描述。然而，本公开并不局限于操作员是飞行员，例如，在各种实施例中，操作员可以是一个位于云端的软件应用程序，其(通过不同的通信信道)向处理在线命令的远程无人机(例如，通过多个互联网或甚至是RC信道)发送指令以与无人机通信。无人机可以包括接收节点，该节点被配置为接收并重新组合各种命令，然后向无人机的飞行计算机发出命令。
另一方面，如果一个或多个数据链路正在经历过多的数据丢失/中断和延迟，可以通知操作员。
另一方面，在信道在预定义时间段内正在经历过多的数据丢失的情况下，可以选择下一个有效的通信信道。
另一方面可以允许机构(例如，赛车联盟赛事、联邦通信委员会(FCC)、联邦航空管理局(FAA)等)通过专用通信信道通知无人机操作员。
另一方面可以在操作员和无人机之间跨多个网络和信道(例如频带、频率、调制、信道等)交换数据(例如，视频、遥测、元数据等)，以确保数据的有效性和接收的可能性。
另一方面，在信道正在经历数据丢失、时移或数据操纵的情况下，可以重建有效的通信序列。
另一方面可以了解无效通信(例如，大气干扰、设备故障、中间人攻击、通信中继、重放攻击等)的性质。
另一方面可以允许机构(例如公司、政府等)看到、了解并改进其影响数据链路的方法。
另一方面可以跨越从操作员到无人机的不同通信路径(“外链路”)发送相同消息的副本。外链路通信路径可以包括一组发送器(并行地位于操作员附近)和匹配的接收器(并行地位于无人机上)。一般地，操作员向无人机发送命令消息。例如，无人机发送它接收到的命令包的副本，并且这些命令沿着不同的通信路径传播以到达操作员。
另一方面是一种防篡改数据链路通信系统，包括：基于地面的通信模块，被配置为耦合到无线电控制器，无线电控制器被配置为远程地控制无人机，无人机包括多个致动器；以及远程安装的通信模块，被配置为与基于地面的通信模块进行数据通信，远程安装的通信模块被配置为耦合到无人机，基于地面的通信模块包括：地面处理器，被配置为：从无线电控制器接收多个第一信号，多个第一信号中的每个第一信号使用第一调制方案调制，将多个第一信号转换成用不同于第一调制方案的第二调制方案调制的第二信号，以及生成多个重复的第二信号，多个重复的第二信号包括第二信号的两个或更多个重复信号；多个地面发送器，被配置为在不同频率中工作，并且向远程安装的通信模块分别地发送多个重复的第二信号；以及多个地面接收器，每个地面接收器被配置为从远程安装的通信模块接收验证信号，验证信号指示多个第一信号已经由远程安装的通信模块成功地检索到，远程安装的通信模块包括：多个远程接收器，被配置为从基于地面的通信模块分别地接收多个重复的第二信号；远程处理器，被配置为：比较多个重复的第二信号，基于比较恢复第二信号，将恢复的第二信号转换成多个第一信号，以及使用多个第一信号分别控制无人机的多个致动器，以及多个远程发送器，每个远程发送器被配置为向基于地面的通信模块发送验证信号。
在一些实施例中，远程处理器被配置为响应于确定多个重复的第二信号的至少两个第二信号是互相相同的而恢复第二信号。
在一些实施例中，远程处理器被配置为响应于确定多个重复的第二信号中的至少一个第二信号不同于剩余的重复的第二信号而确定第二信号已经被干扰、被篡改或被修改。
在一些实施例中，验证信号包括由多个远程发送器分别发送的多个重复的第二信号。
在一些实施例中，第一调制方案是脉冲宽度调制(PWM)并且第二调制方案是脉冲位置调制(PPM)。
在一些实施例中，多个重复的第二信号中的每个第二信号包括一个或多个PPM帧，每个PPM帧包括具有与所述无人机的一个或多个致动器相同数目的多个PWM帧，远程处理器被配置为使用多个PWM帧分别控制一个或多个致动器。
在一些实施例中，多个地面发送器中的每个地面发送器被配置为被编程以添加一个或多个附加的跳频信道，跳频信道被配置为在不同频率中工作。
另一方面是一种防篡改数据链路通信系统，包括：基于地面的通信模块，被配置为耦合到无线电控制器，无线电控制器被配置为远程控制无人机，无人机包括多个致动器，基于地面的通信模块包括：地面处理器，被配置为：从无线电控制器接收多个第一信号，多个第一信号中的每个第一信号使用第一调制方案调制，将多个第一信号转换成使用不同于第一调制方案的第二调制方案调制的第二信号，以及生成多个重复的第二信号，多个重复的第二信号包括第二信号的两个或更多个重复信号；多个地面发送器，被配置为在不同频率中工作，并且向无人机分别发送多个重复的第二信号，多个地面发送器的数目与多个重复的第二信号的数目相同，多个第一信号被配置为分别控制无人机的多个致动器；以及多个地面接收器，被配置为在无人机和地面处理器之间进行数据通信。
在一些实施例中，多个地面接收器中的至少一个地面接收器被配置为从无人机接收验证信号，验证信号指示多个第一信号已经由无人机成功地检索到。
在一些实施例中，地面处理器被配置为响应于确定验证信号在预定时间段内未被接收到而提供传输误差信号。
在一些实施例中，多个地面发送器中的至少一个地面发送器被配置为被编程以添加一个或多个附加的跳频信道，跳频信道被配置为在不同频率中工作。
在一些实施例中，多个地面发送器中的每个地面发送器被配置为被编程以添加一个或多个附加的跳频信道，跳频信道被配置为在不同频率中工作，并且其中被添加到多个地面发送器中的一个地面发送器的一个或多个附加的跳频信道被配置为在一个或多个第一频率中工作，第一频率不同于在多个地面发送器中的剩余的地面发送器中工作的任何频率。
在一些实施例中，基于地面的通信模块被配置为无线地耦合到远程控制器。
在一些实施例中，基于地面的通信模块被物理地耦合到在远程控制器中的指定区域。
在一些实施例中，基于地面的通信模块包括用户界面，用户界面被配置为提供由多个地面发送器使用的通信信道的状态或质量。
另一个实施例是一种防篡改数据链路通信系统，包括：远程安装的通信模块，被配置为与远程控制器进行数据通信，远程控制器被配置为远程地控制无人机，无人机包括多个致动器，远程安装的通信模块包括：多个远程接收器，被配置为分别从远程控制器接收第二信号的多个重复信号，多个重复的第二信号中的每个重复的第二信号包括使用第一调制方案调制的多个第一信号，多个重复的第二信号中的每个重复的第二信号使用不同于第一调制方案的第二调制方案调制；远程处理器，被配置为：比较多个重复的第二信号，基于比较恢复第二信号，将恢复的第二信号转换成多个第一信号，以及使用多个第一信号分别控制无人机的多个致动器，以及多个远程发送器，被配置为在远程处理器和远程控制器之间进行数据通信。
在一些实施例中，远程发送器中的至少一个远程发送器被配置为向远程控制器发送验证信号，验证信号指示多个第一信号已经由远程安装的通信模块成功地检索到。
在一些实施例中，验证信号包括由多个远程发送器分别发送的多个重复的第二信号。
在一些实施例中，远程处理器被配置为响应于确定多个重复的第二信号的至少两个第二信号是互相相同的而恢复第二信号。
在一些实施例中，远程处理器被配置为响应于确定多个重复的第二信号中的至少一个第二信号不同于剩余的重复的第二信号而确定第二信号已经被干扰、被篡改或被修改。
一个方面的任何特征都适用于本文确定的所有方面。此外，一个方面的任何特征都可以独立地、部分地或全部地以任何方式与本文所述的其它方面相结合，例如，一个、两个或三个或更多方面可以全部或部分地相结合。此外，一个方面的任何特征对其它方面来说都是可选的。方法的任何方面都可以包含系统的另一个方面。此外，系统的任何方面都可以被配置为执行另一个方面的方法。
附图说明
上述内容以及本公开的其他特征将从以下描述和附加的权利要求中结合附图变得更加显而易见。这些附图只描述了根据本公开的几个实施例，并且不被认为是对其范围的限制，因此将通过使用附图对本公开进行更具体、详细的描述。
图1A是在单个无线频率中的无人机通信系统。
图1B是由无人机攻击系统篡改的图1A的无人机通信系统。
图2是根据一些实施例的示例防篡改数据链路通信系统。
图3是根据一些实施例的用于解释在防篡改数据链路通信系统中的示例数据链路概念的概念图。
图4是根据一些实施例的用于解释在防篡改数据链路通信系统中的示例数据链路用户界面的概念图。
图5是根据一些实施例的用于解释在防篡改数据链路通信系统中的示例数据链路概念的另一概念图。
图6是根据一些实施例的用于解释在防篡改数据链路通信系统中的示例数据链路概念的另一概念图。
图7是根据一些实施例的与无线电控制器通信的示例基于地面的通信模块。
图8是根据一些实施例的与无人机通信的示例远程安装的通信模块。
图9是根据一些实施例的防篡改数据链路通信系统的示例框图。
图10是根据一些实施例的防篡改数据链路通信系统的另一示例框图。
图11是根据一些实施例的用于解释用于添加跳频信道的可编程发送器的方法的概念图。
图12是根据一些实施例的用于在基于地面的通信模块和远程安装的通信模块之间进行通信的示例PPM数据帧。
图13是根据一些实施例的示例无人机系统，无人机系统包括由接收到的PPM数据帧控制的多个部件，每个PPM数据帧包括多个PWM信号。
图14是根据一些实施例的基于地面的通信模块的示例框图。
图15示出了根据一些实施例的基于地面的通信模块和远程安装的通信模块的示例电路布局。
图16是根据一些实施例的用于在基于地面的通信模块中执行传输过程和接收过程的示例流程图。
图17是根据一些实施例的在防篡改数据链路通信系统中的基于地面的通信模块中执行的示例流程图。
图18是根据一些实施例的被发送给远程安装的通信模块的PPM数据帧的示例序列。
图19是根据一些实施例的在远程安装的通信模块中执行的示例流程图。
图20是根据一些实施例的在远程安装的通信模块中处理的PWM数据帧的示例序列。
图21是根据一些实施例的在基于地面的通信模块中执行的另一示例流程图。
图22是根据一些实施例的被发送给远程安装的通信模块的PPM数据帧的示例序列。
图23A是根据一些实施例的被发送给远程安装的通信模块的PPM数据帧的另一示例序列。
图23B是根据一些实施例的被发送给远程安装的通信模块的PPM数据帧的另一示例序列。
图24是根据一些实施例的在远程安装的通信模块中执行的另一示例流程图。
图25是根据一些实施例的已经在远程安装的通信模块中恢复的PWM数据帧的示例序列。
图26A-图26G示出了基于地面的模块或远程安装的模块的示例外观设计。
图27A-图27G示出了基于地面的模块或远程安装的模块的另一示例外观设计。
具体实施方式
本文提供了用于防篡改数据链路通信的系统和方法的各种实施例。一些实施例提供了用于提供无人机干扰和篡改检测的先进的数据链路，以便保护无人机免受未经授权的黑客攻击和不需要的干扰。例如，防篡改数据链路通信系统可以包括耦合到无线电控制器的基于地面的通信模块和耦合到无人机的远程安装的通信模块，每个模块包括在不同频率中工作的两个或更多个发送器和在不同频率中工作的两个或更多个接收器，以用于增强的通信。基于地面的通信模块可以包括两个或更多个发送器，发送器使用不同的频率与远程安装的通信模块的接收器进行数据通信，并且两个或更多个接收器使用不同的频率与远程安装的通信模块的发送器进行数据通信。远程安装的通信模块可以包括两个或更多个发送器，发送器使用不同的频率与基于地面的通信模块的接收器进行数据通信，并且两个或更多个接收器使用不同的频率与基于地面的通信模块的发送器进行数据通信。通过有效地检测干扰和篡改企图，无人机操作可成功实现其预期目的。防篡改数据链路通信系统还可以通过保护无人机通信免受未经授权或不需要的黑客攻击以增强隐私。
在下面的描述中，出于解释的目的，列出了许多具体的细节以提供对各种实施例的透彻理解。然而，对于本领域的普通技术人员来说，显而易见的是，没有这些具体细节各种实施例也可以被实施。
图1A是在单个无线频率中的无人机通信系统15。无人机通信系统15包括远程无线电控制器110和无人机120。远程无线电控制器110可以由授权的无人机操作员操作。远程无线电控制器110可以使用单个无线频率或单个数据链路130与无人机120进行数据通信。
图1B是由无人机攻击系统140篡改的图1A的无人机通信系统。攻击系统140可以传输一个或多个射频信号150和160以干扰、篡改或以其他方式修改有效的通信信道130或经由信道130传输的数据。由于远程无线电控制器110和无人机120使用单个无线频率或单个数据链路130进行数据通信，因此它们易于受到攻击系统140干扰或黑客攻击。因此，需要用于无人机通信系统的先进数据链路以抵抗干扰和黑客攻击。
图2是根据一些实施例的示例防篡改数据链路通信系统25。防篡改数据链路通信系统25可以包括远程无线电控制器210和无人机220。远程无线电控制器210可以由授权的无人机操作员操作。授权的无人机操作员可以拥有或有权操作无人机220。无人机220可以是授权的无人机，可以与远程无线电控制器210适当地和/或合法地进行数据通信。防篡改数据链路通信系统25可以包括被配置为耦合到无线电控制器210的基于地面的通信模块212并且包括被配置为耦合到无人机220的远程安装的通信模块222。
基于地面的通信模块212以及远程安装的通信模块222中的每个模块可以包括两个或更多个在不同频率中工作的发送器和两个或更多个在不同频率中工作的接收器，以用于增强通信。基于地面的模块212可以包括两个或更多个使用不同频率与远程安装的模块222的接收器进行数据通信的发送器，以及两个或更多个使用不同频率与远程安装的模块222的发送器进行数据通信的接收器。同样地，远程安装的模块222可以包括两个或更多个使用不同频率与基于地面的模块212的接收器进行数据通信的发送器，以及两个或更多个使用不同频率与基于地面的模块212的发送器进行数据通信的接收器。例如，参照图2，基于地面的模块212和远程安装的模块222经由两个或更多个通信信道或链路230进行数据通信。尽管图2示出了六个通信信道，但本公开并不局限于此。例如，防篡改数据链路通信系统25可以包括少于或多于六个通信信道。在一些实施例中，发送器中的至少一个发送器可以是被编程以通过跳频来添加两个或更多个附加的子频率信道(将详细描述)。
攻击系统240可以尝试通过传输一个或多个射频信号245来干扰、篡改或以其他方式修改远程控制器210和无人机220之间的通信。然而，由于两个或更多个通信信道230用于在基于地面的模块212和远程安装的模块222之间进行数据通信，即使一个信道被篡改，两个模块212和222也可以使用一个或多个剩余的数据链路成功地彼此进行数据通信。通过有效地检测干扰和篡改尝试，无人机操作可成功实现其预期目的。防篡改数据链路通信系统25还可以通过保护无人机通信免受未经授权或不需要的黑客攻击以增强隐私。
在一些实施例中，信道230中的每个信道仅用于下行链路传输或仅用于上行链路传输。在这些实施例中，基于地面的通信模块212以及远程安装的通信模块222中的每个模块包括发送器和接收器。例如，模块212和222中的每个模块可以包括三个发送器和三个接收器。然而，本公开并不局限于此。模块212和222中的每个模块可以包括两对发送器和接收器，或多于三对的发送器和接收器。
在其他实施例中，信道230中的每个信道可以用于双向数据链路。在这些实施例中，基于地面的模块212以及远程安装的模块222中的每个模块包括两个或更多个收发器。例如，基于地面的模块212以及远程安装的模块222中的每个模块可以包括六个收发器。然而，本公开并不局限于此。模块212和222中的每个模块可以包括少于或多于六个收发器。
在一些实施例中，基于地面的通信模块212可以分别地被提供和被附接到远程控制器210。在其他实施例中，基于地面的通信模块212可以并入到远程控制器210中或与其一体形成。基于地面的模块212可以被设计尺寸和形状以耦合到远程控制器210的指定区域，例如，其背侧。然而，本公开并不局限于此。例如，基于地面的模块212可以耦合到远程控制器210的其他区域，例如其前部、上部或下部。尽管图2示出了基于地面的模块212具有特定的形状，但这仅用于说明目的，并且模块212可以具有各种形状和/或尺寸，取决于远程控制器210的规格。
模块212和222中的每个模块可以包括主体和小于主体并且从主体突出的适配器部分。适配器部分可以被插入模块212和222的指定区域中，以用于电连接。指定区域可以包括被配置为接收适配器部分的凹槽或开口。在一些实施例中，模块212和222可以具有基本相同或相似的形状或尺寸。在其他实施例中，模块212和222可具有不同的形状和尺寸。
在其他实施例中，基于地面的模块212可以不物理地附接或耦合到远程控制器210，相反，模块212可以定位在远程控制器210附近并且与远程控制器210无线地进行数据通信。在这些实施例中，基于地面的模块212可以被设置在充电底座上，或被容纳在充电底座中，以供电或充电。
在一些实施例中，远程安装的通信模块222可以分别被提供并被附接到无人机220。在其他实施例中，远程安装的通信模块222可以并入到无人机220中或与其一体形成。在其他实施例中，远程安装的模块222可以被无线地连接到无人机220。在这些实施例中，远程安装的通信模块222可以定位在基于地面的模块212附近。远程安装的通信模块222可以被设计尺寸和形状以附接到或并入无人机220的指定区域，例如，其上部。然而，本公开并不局限于此。例如，远程安装的模块222可以被附接到或并入无人机220的其他区域，例如其下部、前部或后部。尽管图2示出了远程安装的模块222具有特定的形状，但这仅用于说明目的，并且模块222可以具有各种形状和/或尺寸，取决于无人机220。
图3是根据一些实施例的用于解释在防篡改数据链路通信系统中的示例数据链路概念的概念图70。图70包括数据链路质量报告214、由授权的无人机操作员操作的无线电控制器210、基于地面的通信模块212、授权的无人机220、远程安装的通信模块222以及无人机攻击系统240。
数据链路质量报告214可以包括数据链路1(702)、数据链路2(704)、数据链路3(706)、数据链路4(708)、数据链路5(712)以及联邦航空管理局(FAA)警报(714)。在一些实施例中，数据链路1(702)、数据链路2(704)和数据链路5(712)可以指示为良好，数据链路3(706)和数据链路4(708)可以指示为篡改。FAA警报链路(714)可以被可选地提供，因此可以取决于应用从数据链路质量报告214中被省略。
在一些实施例中，数据链路质量报告214中至少一个数据链路的状态可以由基于地面的通信模块212提供。例如，基于地面的模块212可以显示一个或多个数据链路(702、704、706、708、712、714)的质量或状态。在这些实施例中，基于地面的模块212可以显示文字(例如，良好、篡改或监听等)或指示链路的状态或质量的闪烁灯(例如，绿色、橙色、红色、蓝色等)。数据链路质量报告214上显示的颜色只是示例，本公开并不局限于此。作为另一个示例，基于地面的模块212可以提供指示数据链路中的每个数据链路的质量或状态的音频输出。作为另一个示例，基于地面的模块212可以提供指示数据链路中的每个数据链路的质量或状态的触觉反馈。作为另一个示例，基于地面的模块212可以提供一种组合的输出，其组合视觉(显示)、触觉反馈或音频输出中的一者或多者来指示每个数据链路的质量。在其他实施例中，基于地面的模块212可以将数据链路状态信息传送给计算设备(PC、笔记本电脑、智能手机等)，使得计算设备可以提供有关数据链路的质量或状态信息。在其他实施例中，远程安装的模块212也可以提供上述数据链路状态信息。
图4是根据一些实施例的用于解释在防篡改数据链路通信系统中的示例数据链路用户界面的概念图80。图80可以包括用户界面216、无人机220以及无线电控制器210。用户界面216可以包括在图3中示出的数据链路质量报告中的至少一些数据链路质量报告。用户界面216可以用于远程控制器210或无人机220中的至少一者。用户界面216的布局仅仅是示例并且其他布局或配置也是可能的。例如，可以省略用户界面中的一个或多个单元，可以合并到其他单元中，或在用户界面216中添加其他元素。用户界面216可以包括命令和控制部分802、视频和遥测部分804、FCC警报部分806、RF面板808、HDMI输出810、IP输出单元812和PPM输入部分814。尽管没有在图4中示出，用户界面216还可以包括PWM输出部分以及PWM输入部分。PWM输入部分可以从远程控制器210接收PWM帧。PWM输出部分可以向无人机220输出PWM帧。
命令与控制部分802示出了433MHz信道和915MHz信号是良好的，而2.4GHz信道和5.8GHz信道是篡改的。视频和遥测部分804示出了2.4GHz信道和5.8GHz信道两者都是良好的。FCC警报部分806指示了正在收听FFC警报。上述频率只是示例，本公开并不局限于此。
图5是根据一些实施例的用于解释在防篡改数据链路通信系统中的示例数据链路概念的另一概念图85。图85与图3中的图70相同，除了图85包括授权执行系统245而不是攻击系统240。授权执行系统245可以是由合法运行实体或政府机构(诸如FAA或FCC)运行的系统。授权执行系统245可以传输射频信号242，该射频信号242可以是合法的或以其他方式根据相关法律授权的。例如，射频信号242可以指示无人机220降落。
图6是根据一些实施例的用于解释在防篡改数据链路通信系统中的示例数据链路概念的另一概念图90。图90包括数据链路质量报告218、无线电控制器210、基于地面的模块212、授权的无人机220、远程安装的通信模块222以及蜂窝网络260。数据链路质量报告218可以用于远程控制器210或无人机220中的至少一者。在图6的实施例中，基于地面的模块212和远程安装的模块222可以经由特定的频率信道(诸如433MHz或915MHz)和蜂窝网络260彼此进行数据通信。此外，数据链路232和234中的至少一个数据链路可以包括一个或多个由跳频创建的附加的子信道。
数据链路质量报告218可以包括数据链路1(232)、数据链路2(234)、数据链路3(262)。数据链路1(232)和数据链路2(262)可以被指示为良好的，并且数据链路2(234)可以被指示为错误或篡改的。取决于应用，蜂窝网络260可以是可选的并且因此可以被省略。图90指示即使一个信道(例如，数据链路2)被干扰、被篡改或被修改，两个数据链路(232、262)可以成功地进行数据通信。图90只是示例，本公开并不局限于此。例如，可以添加两个或多个蜂窝网络。此外，附加的网络(WAN、WLAN)和/或专有网络也可以被添加来代替蜂窝网络260或作为其附加。此外，具有不同频率的附加数据链路也可以被添加。尽管图6示出了经由蜂窝网络260的通信是成功的，蜂窝信道262可以被篡改。在这些实施例中，一个或多个附加的数据链路可以被添加以确保至少两个数据链路不被干扰、被篡改或被修改。
图7是根据一些实施例的与无线电控制器210进行数据通信的基于地面的通信模块212的示例布局。基于地面的模块212可以包括数据链路状态指示器272、天线连接器接口274、PWM输入端子276以及电源输入端子278。由于PWM输入端子276可以接收可以构成一个PPM帧的多个PPM帧，其也可以称为PPM输入端子。图7仅示出了基于地面的通信模块212的示例布局，本公开并不局限于此。例如，可以修改或移除某些元件，和/或添加其他元件或设备。
数据链路状态指示器272可以指示给定数据链路的质量或状态。例如，数据链路状态指示器272指示两个数据链路(433MHz、915MHz)是良好的。天线连接器接口274可以指示当前安装或使用的发送器或接收器(天线)。天线连接器接口274可以使用预定的天线连接器接口，例如SubMinature版本A(SMA)。但是，本公开内容并不局限于此。也可以使用其他天线连接接口，诸如RF连接器接口或用于无线数据通信的其他接口。虽然图7仅示出了两个数据链路，但本公开并不局限于此。例如，也可以使用三个或更多的数据链路。PWM输入端子276可以用于接收来自远程控制器210的PWM数据流。PWM输入端子276可以包括一个或多个引脚，每个引脚可以从远程控制器210接收一个PWM数据流。电源输入端子278可以用于接收电源输入。电源输入端子278可以包括一个或多个可以接收电源的引脚。
图8是根据一些实施例的与无人机220通信的远程安装的通信模块222的示例布局。图8仅示出了远程安装的通信模块222的示例布局，并且本公开并不局限于此。例如，可以修改或移除某些元件，和/或添加其他元件或设备。
远程安装的通信模块222可以包括数据链路状态指示器282、天线控制器接口284、PWM输出端子286以及电源输入端子288。由于PWM输出端子286可以输出可以构成一个PPM帧的多个PPM帧，也可以将其称为PPM输出端子。
数据链路状态指示器282可以指示给定数据链路的质量或状态。例如，数据链路状态指示器282指示两个数据链路(433MHz、915MHz)是良好的。天线连接器接口284可以指示当前安装或使用的发送器或接收器(天线)。天线连接器接口284可以使用预定的天线连接器接口，例如SubMinature版本A(SMA)。虽然图8仅示出了两个数据链路，但本公开并不局限于此。例如，也可以使用三个或更多个数据链路。PWM输出端子286可以用于向无人机220输出从基于地面的通信模块212接收的PWM数据流。PWM输出端子286可以包括一个或多个引脚，每个引脚可以输出一个PWM数据流到无人机220的部件(马达、伺服等)。电源输入端子288可以用于接收电源输入。电源输入端子288可以包括一个或多个可以接收电源的引脚。
图9是根据一些实施例的防篡改数据链路通信系统60的示例框图。在图9中示出的系统60只是示例防篡改数据链路通信系统，可以修改或移除某些元件，和/或添加其他元件或设备。
系统60可以包括操作员RC无线电或远程控制器210、基于地面的通信模块212、远程安装的通信模块222以及无人机220。模块212和222中的每个模块的至少一部分可以使用软件、硬件、固件或其组合来实现。
基于地面的模块212可以耦合到远程控制器210。如上所述，基于地面的模块212可以无线地连接或物理地耦合到远程控制器210。基于地面的模块212可以附接到远程控制器210的指定区域。远程控制器210的指定区域可以包括一个或多个连接器引脚，这些引脚可以与在基于地面的模块212中的一个或多个连接器引脚接合以用于电连接。
远程安装的通信模块222可以耦合到无人机220。同样，远程安装的模块222可以无线地连接或物理地耦合到无人机220。远程安装的模块222可以附接到无人机220的指定区域。远程安装的模块222的指定区域可以包括一个或多个连接器引脚，这些引脚可以与在远程安装的模块222中的一个或多个连接器引脚接合以用于电连接。远程控制器210可以发送命令到基于地面的模块212，基于地面的模块212发送该命令到远程安装的模块222，远程安装的模块222控制无人机220。
基于地面的模块212可以包括微控制器或MCU 604、两个或更多的发送器606、两个或更多个接收器608、一个或多个无线接收器614以及控制器(CPU)612。发送器606和接收器608中的每一者都可以调谐到不同的频率、调制、带宽、信道、和/或端口。CPU 612和无线接收器614可以是可选的，因此可以被省略。
远程安装的模块222可以包括微控制器或MCU 622、两个或更多个接收器624、两个或更多个发送器626、一个或多个无线发送器628以及控制器(CPU)632。发送器626和接收器628中的每一者都可以调谐到不同的频率、调制、带宽、信道、和/或端口。CPU 632和无线发送器628可以发送由无人机220捕获的视频信号到基于地面的模块212，因此基于地面的模块212中的无线接收器614和CPU 612可以处理视频信号。CPU 632和无线发送器628可以是可选的，因此可以被省略。
在一些实施例中，基于地面的通信模块212的两个或更多个发送器606可以彼此独立工作。例如，两个或更多个发送器606可以在彼此不同的时间发送信号。在其他实施例中，两个或更多个发送器606可以同时与远程安装的模块222的两个或更多个匹配接收器624进行数据通信。基于地面的模块212的两个或更多个接收器608也可以彼此独立运行。两个或更多个接收器608可以同时与远程安装的模块222的两个或更多个匹配发送器626通信。
类似地，远程安装的模块222的两个或更多个发送器626可以彼此独立工作。例如，两个或更多个发送器626可以在彼此不同的时间发送信号。在其他实施例中，两个或更多个发送器626可以同时地与基于地面的模块212的两个或更多个匹配接收器608进行数据通信。在一些实施例中，远程安装的模块222的两个或更多个接收器624也可以彼此独立工作。在其他实施例中，两个或更多个接收器624可以同时与基于地面的模块212的两个或更多个匹配接收器606通信。
基于地面的模块212的MCU 604可以接收具有第一格式的来自无线电控制器210的多个第一信号，并且将多个第一信号转换成具有不同于第一格式的第二格式的单个第二信号。在一些实施例中，第一信号可以包括使用脉冲宽度调制(PWM)调制的信号。然而，第一信号可以使用另一种调制方案调制，只要其不同于第二信号来被调制。在一些实施例中，第二信号可以包括使用脉冲位置调制(PPM)调制的信号。然而，第二信号可以使用另一种调制方案调制，只要其不同于第一信号来被调制。出于方便的目的，说明书将主要基于第一格式为PWM，第二格式为PPM。
MCU 604可以生成包括单个第二信号的两个或多个重复信号的多个重复的第二信号，并且控制发送器606中的每个发送器向远程安装的模块222(见图20中的PPM 1、PPM 2、PPM3)发送多个重复的第二信号。
MCU 604还可以根据变换规则或算法，基于多个第一信号生成多个变换信号。变换规则的一个示例可以是使用“廉价盘的冗余阵列”或“独立盘的冗余阵列”(RAID)的概念，这将详细描述。在这些实施例中，MCU 604不一定要复制整个第一信号，而是控制发送器分别发送多个变换信号(例如，见图22)。在一些实施例中，MCU 604还可以生成误差检测数据帧(例如，奇偶校验码)，并且控制发送器中的至少一个发送器发送全部或部分误差检测数据帧(例如，见图23A和图23B)。
MCU 604可以接收来自远程控制器210的多个PWM帧并且将其转换成单个PPM信号。MCU 604可以包括执行PWM-PPM转换的PWM-PPM转换器(未示出，但参见在图13中的MCU 622的PPM-PWM转换器224)。MCU 604可以经由发送器606向远程安装的模块222发送PWM信号。
基于地面的模块212的接收器608还可以接收来自远程安装的模块222的有效命令包。有效命令包可以包括PPM1，PPM1由在图20中的远程安装的模块222的接收器1或接收器2接收并且由MCU 622验证。有效的命令包可以指示远程安装的模块222已经成功地检索到由基于地面的模块212发送的命令包。
远程安装的模块222的MCU 622可以接收PPM数据流，PPM数据流包括来自基于地面的模块212的多个PPM帧(例如，参见图18)，将接收到的PPM帧的每个帧转换成多个PWM信号，并且控制无人机(例如，见图13)的一个或多个组件。MCU 622可以读取并且比较在独立接收器624中的每个独立接收器上接收到的数据。如果在多个不同的接收器624上接收到的数据包相等，加上或减去可变时间延迟阈值，则接收器624可以被确定为一致。
例如，远程安装的模块222的MCU 622可以接收并且比较PPM帧以确定PPM帧是否被篡改、被干扰或被修改。例如，MCU 622可以比较PPM帧以确定PPM帧是否是相同的。如果它们是相同的，MCU 622可以确定没有篡改或干扰，因为信号没有被修改(见图22中的接收器1和2)。然后，MCU 622可以恢复PPM帧(原始信号)，并且将恢复的PPM帧中的每个PPM帧转换成多个PWM帧，并且使用PWM帧控制无人机部件(例如，致动器)。
如果PPM帧不是相同的，MCU 622可以确定有篡改或干扰，因为信号被修改(见图22中的接收器2和3)。在两者的场景中，MCU 622可以控制发送器626向基于地面的模块212发送确认信号。确认信号可以指示远程安装的模块222是否成功地检索到原始命令包。在一些实施例中，MCU 622可以控制发送器626只有在远程安装的模块222成功地检索到原始命令包时才发送确认信号。在其他实施例中，MCU 622可以控制发送器626只有在远程安装的模块222没有成功地检索到原始命令包才发送确认信号。
在一些实施例中，如果任何发送器/接收器(1)具有与其他发送器/接收器不一致的数据或数据有效性特征，或(2)消息延迟并且超出延迟阈值，则可以确定基于地面的模块212和远程安装的模块222中的每一者的发送器/接收器不一致。与其他接收器不一致的发送器/接收器可以通过用户界面向操作员指示。
当接收器一致时，系统可以将操作员的控制包转发到无人机的计算机以用于处理和指令。当接收器不一致时，系统的行为可以由用户基于其无人机的具体任务定义。在一些实施例中，这种行为可以由用户在飞行前预定义。例如，当接收器不一致时，系统会基于接收器一致的最大比例，将最有可能有效的控制包转发到无人机的计算机。在另一个示例中，当接收器不一致时，系统可以被配置为基于被定义为默认的接收器，将控制包转发到无人机的计算机。当接收器不一致且无法确定最有可能有效的控制包时，系统可输出故障安全值，这是预定义的输出控制状态，可以由用户定义。
图10是根据一些实施例的防篡改数据链路通信系统65的另一示例框图。防篡改数据链路通信系统65可以对应于在图6中示出的图90。图10的实施例类似于图9的实施例，除了基于地面的模块212和远程安装的模块222中的每个模块包括两个发送器(606a/606b、626a/626b)和两个接收器(608a/608b、624a/624b)、以及LTE收发器(610、630)。类似于图9的实施例，基于地面的模块212的MCU604可以接收多个PWM帧666，并且生成重复的PPM帧，每个PPM帧包括多个PWM帧666。
此外，远程安装的模块222的MCU 622可以接收重复的PPM帧，恢复多个PWM 676，并且基于恢复的多个PWM 676控制无人机部件。
LTE收发器610和630可以处理经由LTE网络260(见图6)发送的LTE信号。LTE收发器610和630可以使用无线接口，诸如通用异步收发器(UART)接口。
无人机220可以包括一个或多个相机634，相机634可以捕获图像并且将捕获的图像发送到CPU 632，CPU 632处理捕获的图像并发送到无线发送器628，无线发送器628随后将捕获的图像发送到无线接收器614。CPU 612可以处理接收到的图像并提供给计算设备，诸如平板电脑或PC 638或可以显示接收到的图像的视频监视器636。同样，相机634、CPU632、无线发送器628、无线接收器614和CPU 612，以及计算设备636和638可以是可选的，因此可以被省略。
图11是根据一些实施例的用于解释编程或控制发送器以用于基于跳频的概念来添加子频率信道的方法的概念图。如上所述，基于地面的模块212的发送器606、606a和606b可以使用彼此不同的特定频率(例如，433MHz、915MHz等)工作。发送器606、606a和606b中的至少一个发送器可以是被编程以例如，使用跳频来添加一个或多个子频率信道或跳频信道。发送器编程可以由MCU 604或与MCU 604或发送器606、606a和606b进行数据通信的另一台计算设备执行。同样，远程安装的模块222的至少一个发送器626、626a和626b也可以是被编程以例如，使用跳频来添加一个或多个子频率信道或跳频信道。
当发送器编程由计算设备执行时，计算设备可以与MCU 604进行数据通信并且显示第一用户界面1110以编程发送器1，例如，发送器606a(见图10)。第一用户界面1110可以包括用于指定跳频信道数目的区域1112和示出已被添加的示例跳频信道的区域1114。第一用户界面1110示出跳频信道的数目为3和已被添加的跳频信道。例如，已被添加到433MHz的基频的示例跳频信道可以包括433.5MHz、433.6MHz和433.7MHz。在这些实施例中，发送器606a使用433MHz的基频和433.5M Hz、433.6M Hz和433.7M Hz的被添加的频率来发送命令包(PPM帧)，只要这些被添加的频率不与基于地面的模块212中的另一个发送器使用的频率重叠。附加的频率信道可以进一步提高安全性以免受未经授权的篡改尝试。
计算设备可以显示第二用户界面1120以对发送器2编程。第二用户界面1120还可以包括用于指定针对433MHz的基频的跳频信道数目的区域1122和示出示例跳频信道的区域1124。第二用户界面1120示出跳频信道的数目为6，并且被添加的跳频信道为433.1MHz、433.2MHz、433.3MHz、433.4MHz、433.8MHz和433.9MHz，这些信道与发送器1中的跳频信道的433MHz、433.5MHz、433.6MHz和433.7MHz中的任何一个跳频信道都不重叠。图11示出的用户界面1110和1120的配置只是示例，本公开并不局限于此。此外，跳频信道的数目只是示例，本公开并不局限于此。例如，跳频信道的数目可以达到24或更多。也可以使用围绕另一个基频(例如，915MHz)的其他频率。
图12是根据一些实施例的用于在基于地面的通信模块212和远程安装的通信模块222之间进行通信的示例PPM数据帧1210。在一些实施例中，PPM帧1210可以包括多个PWM帧或信号。一个PWM帧可以包括多个数字值(例如，0和1的组合)。一个PWM帧可以被表示为8位(0-255个值)。然而，这只是示例，本公开并不局限于此。
一个PWM帧可以包括5-8个PWM帧。在这些实施例中，PPM数据流可以包括多个PPM帧，每个PPM帧包括多个PWM帧。多个PWM帧可以用于控制多个致动器以分别驱动无人机220中的多个部件。一个PPM帧中包括的PWM帧的数目可以对应于与要被控制的无人机220的部件的数目。例如，如果无人机220只包括五个要被控制的电机，则一个PPM帧可以包括五个PWM。作为另一个示例，如果无人机220包括八个要被控制的部件，则一个PPM帧可以包括八个PWM。然而，本公开并不局限于此。取决于实施例，一个PPM帧可以包括少于五个或者多于八个的PWM帧。
图13是根据一些实施例的示例无人机系统220，无人机系统200包括由接收到的PPM数据帧控制的多个部件，每个PPM数据帧包括多个PWM信号。如本文公开的，PPM信号可以与PPM帧(或PPM数据帧)互换地使用。同样地，PWM信号可以与PPM帧(或PWM数据帧)互换地使用。参考图13，MCU 622可以包括PPM到PWM的转换器224，转换器224可以将输入的PPM数据帧1310转换成多个PWM信号(例如，PWM 1PWM 8)，并且基于转换的PWM信号控制各种部件。例如，这些部件包括，但不限制于，电机225和226、伺服227、导航灯228、飞行控制模式229、和有效载荷控制模式231。图13中只示出了六个PWM，但本公开并不局限于此。飞行控制模式229可以包括，例如，展开起落架或收回起落架的操作。有效载荷控制模式231可以包括，例如，打开或关闭相机的操作。
图14是根据一些实施例的基于地面的通信模块212的示例框图。在图14中示出的基于地面的模块212只是示例基于地面的模块，可以修改或移除某些元件，和/或添加其他元件或设备。
基于地面的模块212可以包括至少两个发送器606a和606b，以及至少两个接收器608a和608b。发送器606a和接收器608a可以被配置为在433MHz的频率中工作。发送器606b和接收器608b可以被配置为在915MHz的频率中工作。同样，这些频率只是示例并且其他频率也可以被使用。发送器606a/606b和接收器608a/608b可以经由天线接口640a、640b、650a和605b(诸如SMA)分别连接到天线。
基于地面的模块212还可以包括用于GPS天线的天线接口660。如上所述，MCU 604可以接收和处理来自远程控制器210的多个PWM信号666。基于地面的模块212还可以包括电源板。电源板可以包括，但不限于，电连接到DC电源插孔668的可调电压调节器662和切换调节器664。可调电压调节器662可以使用，例如，8伏电源工作，但本公开并不局限于此。切换调节器664可以使用，例如，5伏电源工作，但本公开并不局限于此。基于地面的模块212还可以包括被配置为开启或关闭基于地面的模块212的电源的接通/断开开关670。
图15示出了根据一些实施例的基于地面的通信模块212和远程安装的通信模块222的示例电路布局。在图15中示出的电路布局指示示例布局，可以修改或移除某些元件，和/或添加其他元件或设备。
基于地面的模块212可以包括电源板663、433MHz发送器606a、915MHz发送器606b、915MHz接收器608a、433MHz接收器608b、以及微控制器和固件(MCU)604。电源板663可以包括，但不限于，在图14中示出的可调电压调节器662和切换调节器664。如上所述，MCU 604可以接收来自远程控制器210的PWM帧666并且处理接收到的PWM帧666。尽管发送器/接收器对606a/608b和606b/608a分别在433MHz和915MHz的频率中工作，但本公开并不局限于此。还可以使用其他频率(例如，其他MHz范围或GHz范围)或通过跳频添加的频率。
远程安装的模块222可以包括433MHz发送器626a、915MHz发送器626b、915MHz接收器624b、433MHz接收器624a、微控制器和固件(MCU)622、以及电源板686。如上所述，MCU 622可以将接收到的PPM帧的每个PPM帧转换成多个PWM帧，并且发送转换的PWM帧676到无人机220的部件或致动器。同样地，尽管发送器/接收器对626a/624a和626b/624b分别在433MHz和915MHz的频率中工作，但本公开并不局限于此。还可以使用其他频率(例如，其他MHz范围或GHz范围)或通过跳频添加的频率。
图16是根据一些实施例的在基于地面的通信模块212中用于执行传输过程和接收过程的示例流程图。图16只是示例过程，取决于规格和要求，可以移除某些状态元素、添加其他状态、组合两个或多个状态或者一个状态可以被分成多个状态。图16示出了在基于地面的通信模块212上执行的从远程控制器210读取命令包的软件算法或过程。软件算法可以基于算法是否是用于发送还是接收而执行不同的操作。远程安装的模块222还可以执行基本上类似的发送和接收过程。
参考图16，流程图10在状态100处开始。在状态101中，确定基于地面的通信模块212是否被指示或被控制以执行发送过程或接收过程。如果在状态101中确定基于地面的模块212被指示或被控制以执行发送过程，则执行(状态102)发送算法(或发送过程)。例如，基于地面的模块212的MCU 604可以通过控制一个或多个发送器606来执行发送算法(例如，见图9)。
如果在状态101中确定基于地面的模块212被指示或被控制以执行接收过程，则执行(状态103)接收算法(或接收过程)。例如，基于地面的模块212的MCU 604可以通过控制一个或多个接收器608(例如，见图9)来执行接收算法。一旦执行了发送算法或接收算法，则流程图10可以在状态104处结束。
流程图10可以由一个或多个处理器执行，诸如图9和图10中的MCU 604。发送算法或接收算法中的至少一者也可以由一个或多个处理器执行，诸如图9和图10中的MCU 604。如果流程图10在远程安装的模块222中被执行，则发送算法或接收算法中的至少一个算法可以由一个或多个处理器执行，诸如图9和图10中的MCU 622。然而，本公开并不局限于此，流程图10可以由耦合到MCU 604或MCU 622的另一个计算设备(无线地或有线地)执行。
图17是根据一些实施例的由基于地面的模块212执行的示例流程图20。图17只是示例流程图，取决于规格和要求，可以移除某些状态元素、添加其他状态，组合两个或多个状态或者一个状态可以被分成多个状态。流程图20可以由一个或多个处理器(例如，MCU604)执行。然而，本公开并不局限于此，并且流程图20可以由耦合到MCU 604的另一个计算设备(无线地或有线地)执行。出于方便的目的，描述将基于MCU 604执行流程图20。
参考图17，流程图20在状态200处开始。在状态201中，MCU 604可以读取从远程控制器210接收到的命令包(例如，在图10中的PWM 666)。在状态202中，MCU 604可以创建命令包的1-N个副本。MCU 604可以将多个PWM帧转换成单个PPM帧，并且复制PPM帧的N个副本。例如，参考图18，MCU可以复制PPM帧(PPM 1、PPM 2、PPM 3、…)，每个PPM帧包括，例如，8个PWM帧。这可以被称为RAID 1镜像概念(将在下面描述)。如上所述，PWM帧的数目被包括在一个PPM帧中，PPM帧可以取决于预定义的通信标准或被控制在无人机220中的部件。因此，取决于实施例，每个PPM帧可以包括至少两个PWM帧、或少于或多余8个PWM帧。
在状态203中，MCU 604可以向两个或多个发送器606写入命令包。如果存在数目N个的PPM帧来控制N个无人机部件，则可以使用基于地面的模块212上的N个发送器。出于方便的目的，图18仅示出了两个发送器(发送器1和发送器2)，每个发送器发送PPM帧的相同序列。
图19是根据一些实施例的在远程安装的通信模块222中执行的示例流程图30。图19只是示例流程图，取决于规格和要求，可以移除某些状态元素、添加其他状态，组合两个或多个状态或者一个状态可以被分成多个状态。示例流程图30可以由一个或多个处理器(例如，MCU 622)执行。然而，本公开并不局限于此，并且流程图30可以由耦合到MCU 622的另一个计算设备(无线地或有线地)执行。出于方便的目的，描述将基于MCU 622执行流程图30。
参考图19，流程图30在状态300处开始。在状态301中，远程安装的模块222的MCU622可以读取从远程安装的模块222的接收器624接收到的命令包(1-N)。例如，MCU 622可以接收在图18中示出的PPM帧序列。
在状态302中，MCU 622可以比较命令包的1-N个副本。例如，如图20中示出的，MCU622可以比较由接收器1接收到的PPM帧序列和由接收器2接收到的PPM帧(例如，PPM 1)序列。尽管图20只示出了一个PPM帧，比较可以在从基于地面的模块212(例如，见图18)发送的PPM数据帧的序列上完成。如果比较示出两个PPM数据帧是相同的(见图20中的接收器1和2)，则MCU 622可以确定有效的命令包。如果比较示出两个PPM数据帧是不同的(在发送期间被篡改、被干扰或以其他方式被修改)，MCU 622也可以确定无效的命令包(参见图20中的接收器2和3)。
在状态303中，MCU 622可以将有效命令包写入数目N个的无人机部件或致动器，例如，如图13中示出的。有效命令包包含多个PWM帧，多个PWM帧可以用于控制被配置为驱动无人机20的相应部件的致动器。
在状态304中，MCU 622还可以将有效命令包(1-N)写入远程安装的模块222的发送器626，使得有效命令包可以被发送到基于地面的模块212以承认或确认有效命令包已经由远程安装的模块222成功地接收到和检索到。如果基于地面的模块212没有接收到预定时间内的有效命令包，则基于地面的模块212的MCU 604可以提供传输误差信号，使得远程控制操作员可以意识到传输误差。状态304可以是可选的，并因此可以被省略。在状态305中，流程图30结束。
图21是根据一些实施例的在基于地面的通信模块212中执行的另一示例流程图40。图21只是示例流程图，取决于规格和要求，可以移除某些状态元素、添加其他状态、合并两个或多个状态或者一个状态可以被分成多个状态。流程图40可以由一个或多个处理器(例如，MCU 604)执行。然而，本公开并不局限于此，并且流程图40可以由耦合到MCU 604的另一个计算设备(无线地或有线地)执行。出于方便的目的，描述将基于MCU 604执行流程图40。
参考图21，流程图40在状态400处开始。在状态401中，MCU 604可以创建任意数据操作“转换”在一些实施例中，基于转换规则或算法，MCU 604可以存储预定的转换规则或算法并且创建任意数据操作“转换”。
转换规则的一个示例可以是使用RAID概念。例如，RAID 0是如图22中示出的数据剥离概念。RAID 1是一种数据镜像概念，如以上参照图18所述。RAID 0概念可以发送多于RAID 1概念的数据(例如，双倍)，然而，RAID 0概念可以在数据干扰/篡改/修改时牺牲或损害数据保护。相反地，RAID 1概念可以发送少于RAID 0概念的数据(例如，一半)，然而，RAID1概念可以保护数据免受干扰/篡改/修改，因为会发送两个或更多个副本。RAID 1+0组合RAID 0和RAID 1的概念。例如，发送器1可以发送PWM 1、PWM 2、PWM 3、PWM 4、PWM 1、PWM 2、PWM 3、PWM 4，而发送器2可以发送PWM 5、PWM 6、PWM 7、PWM 8、PWM 5、PWM 6、PWM 7、PWM 8。RAID 3概念组合如图23A中示出的数据剥离和专用奇偶校验传输，其中一个发送器只发送奇偶校验码。RAID 5概念组合如图23B中示出的数据剥离和非专用奇偶校验传输，而奇偶校验码分布在多个发送器中。
然而，本公开并不局限于此，并且也可以使用其他规则或算法。在其他实施例中，基于预定的无人机通信标准，MCU 604可以不存储预定的转换规则或算法并且创建任意数据操作“转换”。
在状态402中，MCU 604可以读取从远程控制器210接收到的命令包(例如，在图10中的PWM 666)。在状态403中，MCU 604可以将转换规则或算法应用到命令包。在一些实施例中，MCU 604可以创建包括8个PWM帧的PPM帧，PPM帧由如图22中示出的一个发送器发送。例如，当有16个PWM帧时，MCU 604可以控制发送器1发送PWM 1、PWM 3、PWM 5、PWM 7、PWM 9、PWM 11、PWM 13和PWM 15。MCU 604还可以控制发送器2发送PWM 2、PWM 4、PWM 6、PWM 8、PWM10、PWM 12、PWM 14和PWM 16。在这些实施例中，MCU 604可以不生成重复的PPM帧。
在其他实施例中，MCU 604还可以包括在一个或多个发送器中的误差检测数据帧(例如，奇偶校验码)。例如，如图23A中示出的，MCU 604可以包括在发送器3中的误差检测数据帧(例如，奇偶校验码)，而控制发送器1和2中的每个发送器发送如图22所述的8个PWM帧(一个PPM)。在图23A中，奇偶校验码[1，2]意味着在PWM 1和PWM 2之间的奇偶校验码，奇偶校验码[3，4]意味着在PWM 3和PWM 4之间的奇偶校验码，奇偶校验码[5，6]意味着在PWM 5和PWM 6之间的奇偶校验码，奇偶校验码[7，8]意味着在PWM 7和PWM8之间的奇偶校验码。类似地，奇偶校验码[9，10]意味着在PWM 9和PWM 10之间的奇偶校验码，奇偶校验码[11，12]意味着在PWM 11和PWM 12之间的奇偶校验码，奇偶校验码[13，14]意味着在PWM 13和PWM14之间的奇偶校验码，奇偶校验码[15，16]意味着在PWM 15和PWM 16之间的奇偶校验码，这些奇偶校验码可以用来检测成对PWM信号(1/2，3/4，5/6，7/8，9/10，11/12，13/14，15/16)中的一个信号是否被篡改、被干扰或以其他方式被修改。当成对PWM信号被篡改、被干扰或以其他方式被修改时，奇偶校验码还可以用来至少部分地恢复成对PWM信号中的一个信号或两者。
在其他实施例中，如图23B示出的，至少一些奇偶校验码可以被包括在所有可用的发送器中。例如，发送器1包括两个奇偶校验码([5，6]和[11，12])，发送器2包括两个奇偶校验码([3，4]和[13，14])，并且发送器3包括四个奇偶校验码([1，2]、[7，8]、[9，10]和[15，16])。这些只是示例奇偶校验码分布，本公开并不局限于此。例如，发送器1-3中的一个发送器可以包括5或6个奇偶校验码，并且剩余的两个发送器中的每个发送器可以包括一个或两个奇偶校验码。
在状态404中，MCU 604可以创建命令包的1-N个转换副本。在状态405中，MCU 604还可以向远程安装的模块222发送命令包的转换副本。在状态406中，流程图40结束。
图24是根据一些实施例的由远程安装的通信模块222执行的另一示例流程图50。图24只是示例流程图，取决于规格和要求，可以移除某些状态元素、添加其他状态、组合两个或多个状态或者一个状态可以被分成多个状态。流程图50可以由一个或多个处理器(例如，MCU 622)执行。然而，本公开并不局限于此，并且流程图50可以由耦合到MCU 622的另一个计算设备(无线地或有线地)执行。出于方便的目的，描述将基于MCU 622执行流程图50。
参考图24，流程图50在状态500处开始。在状态401中，MCU 622可以从远程安装的模块222的接收器624接收命令包(如图22-23B中的一幅图示出的)的1-N个转换副本，接收器624从基于地面的模块212接收。命令包的1-N个转换副本可以包括，例如，如图22、图23A和图23B中的一幅图示出的命令包的多个副本。
在状态502中，MCU 622可以将转换规则或算法应用到接收到的转换命令包的1-N个副本。在状态503中，MCU 22可以获取原始的命令包。例如，当转换规则或算法是在如图22中示出的发送器(RAID 0)之中交替PWM帧时，MCU 22可以重新转换(例如，反转交替规则)到发送器并恢复原始的命令包。假设考虑16个PWM帧(例如，见图22)，远程安装的模块222的接收器1将从发送器1接收PWM 1、PWM 3、PWM 5、PWM 7、PWM 9、PWM 11、PWM 13和PWM 15的序列，并且远程安装的模块222的接收器2将接收PWM 2、PWM 4、PWM 6、PWM 8、PWM 10、PWM 12、PWM 14和PWM 16的序列。通过应用转换规则或算法(例如，反转交替规则)，MCU 622可以将命令包写入无人机220的致动器以驱动对应的部件。在状态505中，MCU 622可以将命令包的重新转换的副本发送到基于地面的模块212以承认或确认有效命令包已经由远程安装的模块222成功地接收到和检索到。在状态506中，流程图50结束。
图26A-图26G示出了基于地面的模块212或远程安装的模块222的示例外观设计。在一些实施例中，图26A-图26G可以用于基于地面的模块212。在其他实施例中，图26A-图26G可以用于远程安装的模块222。这些外观设计只是示例，本公开并不局限于此。图26A示出了基于地面的模块212或远程安装的模块222的透视图。图26B-图26G分别示出了基于地面模块212或远程安装的模块222的前视图、后视图、俯视图、仰视图、左视图和右视图。在图26A-图26G中，基于地面模块212或远程安装的模块222可以包括主体310、突起320、以及一个或多个天线330。尽管图中示出了四个天线，本公开并不局限于此。如上所述，突起320可以耦合到基于地面的模块212或远程安装的模块222的指定区域。图26A-图26G中示出的尺寸只是示例，本公开并不局限于此。
天线330可以经由耦合机制耦合到主体310，耦合机制包括，但不限于，螺纹耦合、卡扣、摩擦配合或引脚连接等。然而，本公开并不局限于此，还可以使用其他耦合机制。天线330可以分别地提供并经由耦合线、延长线等与主体连接。在这些实施例中，天线330可以设置或嵌入在远程控制器210或无人机220的一部分上。
尽管图26A-图26G示出了天线330具有相同的形状和尺寸，但它们中的至少一个天线可以具有不同的形状和/或尺寸。此外，尽管图26A-图26G示出了天线330被设置在主体310的同一侧，但本公开并不局限于此，天线330中的至少一个天线可以被设置在主体310的不同侧上。可以使用不同类型的天线。天线330可以包括单极天线、偶极天线、八木天线等中的一者或多者。天线330中的至少一个天线可以具有与其他天线不同的类型。
图27A-图27G示出了基于地面的模块212或远程安装的模块222的另一示例外观设计。在一些实施例中，图27A-图27G可以用于远程安装的模块222。在其他实施例中，图27A-图27G可以用于基于地面的模块212。这些外观设计只是示例，本公开并不局限于此。图27A示出了基于地面的模块212或远程安装的模块222的透视图。图27B-图27G分别示出了基于地面模块212或远程安装的模块222的前视图、后视图、右视图、俯视图、仰视图。在图27A-图27G中，基于地面的模块212或远程安装的模块222可以包括主体310、突起320、以及一个或多个天线330。尽管图中示出了四个天线，本公开并不局限于此。如上所述，突起320可以耦合到基于地面模块212或远程安装的模块222的指定区域。图27A-图27G中示出的尺寸只是示例，本公开并不局限于此。
天线430可以经由耦合机制耦合到主体410，耦合机制包括，但不限于，螺纹耦合、卡扣、摩擦配合或引脚连接等。然而，本公开并不局限于此，还可以使用其他耦合机制。天线430可以分别地提供并经由耦合线、延长线等与主体连接。在这些实施例中，天线430可以被设置或嵌入到远程控制器210或无人机220的一部分上。
尽管图27A-图27G示出了天线430具有相同的形状和尺寸，但它们中的至少一个天线可以具有不同的形状和/或尺寸。此外，尽管图27A-图27G示出了天线430被设置在主体410的同一侧上，但本公开并不局限于此，天线430中的至少一个天线可以被设置在主体410的不同侧上。天线430可以包括单极天线、偶极天线、八木天线等中的一者或多者。天线430中的至少一个天线可以具有与其他天线不同的类型。
所述技术的实施例可以用于多种不同的应用，包括但不限于，军事目的、商业目的或私人用途。
本领域技术人员将会理解，在一些实施例中，可以使用附加的部件和/或步骤，也可以组合或省略已公开的组件和/或步骤。
与本公开的实施例结合的各种图示性的逻辑块、模块、电路以及算法步骤可以以电子硬件、计算机软件或二者的组合来实现。为了清楚地说明硬件和软件的这种互换性，上述各种图示性的部件、块、模块、电路和步骤都对其功能进行描述。这些功能是作为硬件还是软件来实现取决于具体应用以及施加在整体系统上的设计约束。所描述的功能可以以各种方式实现每个特定应用，但这些实现决定不应解释为偏离所述技术的实施例的范围。
与本公开的实施例结合的各种图示性的块、模块和电路可以使用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑设备、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件，或者旨在执行本文描述的功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，或者，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机器。处理器也可以作为计算设备的组合来实现，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个与DSP核结合使用的微处理器，或者任何其他此类配置。
与本公开的实施例结合的方法或算法的步骤及功能可以直接在硬件中实现，也可以在由处理器执行的软件模块中实现，或两者的组合中实现。如果在软件中实现，这些功能可以作为一个或多个指令或代码存储或传输到有形的、非暂态的计算机可读介质上。软件模块可以存储在随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘、CD ROM或本领域已知的任何其他形式的存储介质中。存储介质耦合到处理器，使得处理器可以从存储介质读取信息并向存储介质写入信息。或者，存储介质可以是处理器的组成部分。这里使用的磁盘和光盘包括光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式复制数据，而光盘则用以激光以光学方式复制数据。上述组合也应包括在计算机可读介质的范围内。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在备选方案中，处理器和存储介质可以作为分立部件驻留在用户终端中。
以上描述公开了本公开的系统、装置、设备、方法和材料的实施例。本公开容易在部件、部分、元件、步骤和材料中进行修改，以及在制造方法和设备中进行改变。对本领域技术人员来说，通过对本公开的思考或对本公开的实践，这些修改将会变得显而易见。因此，本公开并不旨在局限于本文公开的具体实施例，而是涵盖了在所述技术的范围和精神内的所有修改和备选方案。

Claims (20)

1.一种防篡改数据链路通信系统，包括：
基于地面的通信模块，被配置为耦合到无线电控制器，所述无线电控制器被配置为远程地控制无人机，所述无人机包括多个致动器；以及
远程安装的通信模块，被配置为与所述基于地面的通信模块进行数据通信，所述远程安装的通信模块被配置为耦合到所述无人机，
所述基于地面的通信模块包括：
地面处理器，被配置为：
从所述无线电控制器接收多个第一信号，所述多个第一信号中的每个第一信号使用第一调制方案调制，
将所述多个第一信号转换成使用不同于所述第一调制方案的第二调制方案调制的第二信号，以及
生成多个重复的第二信号，所述多个重复的第二信号包括所述第二信号的两个或更多个重复信号；
多个地面发送器，被配置为在不同频率中工作，并且向所述远程安装的通信模块分别地发送所述多个重复的第二信号；以及
多个地面接收器，每个地面接收器被配置为从所述远程安装的通信模块接收验证信号，所述验证信号指示所述多个第一信号已经由所述远程安装的通信模块成功地检索到，
所述远程安装的通信模块包括：
多个远程接收器，被配置为从所述基于地面的通信模块分别接收所述多个重复的第二信号；
远程处理器，被配置为：
比较所述多个重复的第二信号，
基于所述比较来恢复所述第二信号，
将恢复的所述第二信号转换成所述多个第一信号，以及
使用所述多个第一信号来分别控制所述无人机的所述多个致动器，以及
多个远程发送器，每个远程发送器被配置为向所述基于地面的通信模块发送所述验证信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述远程处理器被配置为：响应于确定所述多个重复的第二信号的至少两个信号是彼此相同的而恢复所述第二信号。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述远程处理器被配置为：响应于确定所述多个重复的第二信号中的至少一个信号不同于剩余的所述重复的第二信号，而确定所述第二信号已经被干扰、被篡改或被修改。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述验证信号包括：由所述多个远程发送器分别发送的所述多个重复的第二信号。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一调制方案是脉冲宽度调制PWM，并且所述第二调制方案是脉冲位置调制PPM。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述多个重复的第二信号中的每个第二信号包括一个或多个PPM帧，每个PPM帧包括具有与所述无人机的所述一个或多个致动器相同数目的多个PWM帧，所述远程处理器被配置为使用所述多个PWM帧来分别控制所述一个或多个致动器。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个地面发送器中的每个地面发送器被配置为被编程以添加一个或多个附加的跳频信道，所述跳频信道被配置为在不同频率中工作。
8.一种防篡改数据链路通信系统，包括：
基于地面的通信模块，被配置为耦合到无线电控制器，所述无线电控制器被配置为远程地控制无人机，所述无人机包括多个致动器，所述基于地面的通信模块包括：
地面处理器，被配置为：
从所述无线电控制器接收多个第一信号，所述多个第一信号中的每个第一信号使用第一调制方案调制，
将所述多个第一信号转换成使用不同于所述第一调制方案的第二调制方案调制的第二信号，以及
生成多个重复的第二信号，所述多个重复的第二信号包括所述第二信号的两个或更多个重复信号；
多个地面发送器，被配置为在不同频率中工作，并且向所述无人机分别发送所述多个重复的第二信号，所述多个地面发送器的数目与所述多个重复的第二信号的数目相同，所述多个第一信号被配置为分别控制所述无人机的所述多个致动器；以及
多个地面接收器，被配置为在所述无人机和所述地面处理器之间进行数据通信。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个地面接收器中的至少一个地面接收器被配置为从所述无人机接收验证信号，所述验证信号指示所述多个第一信号已经由所述无人机成功地检索到。
10.根据权利要求10所述的系统，其中所述地面处理器被配置为：响应于确定所述验证信号在预定时间段内未被接收到而提供传输误差信号。
11.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个地面发送器中的至少一个地面发送器被配置为被编程以添加一个或多个附加的跳频信道，所述跳频信道被配置为在不同频率中工作。
12.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个地面发送器中的每个地面发送器被配置为被编程以添加一个或多个附加的跳频信道，所述跳频信道被配置为在不同频率中工作，并且其中被添加到所述多个地面发送器中的一个地面发送器的所述一个或多个附加的跳频信道被配置为在一个或多个第一频率中工作，所述第一频率不同于在所述多个地面发送器中的剩余的所述地面发送器中工作的任何频率。
13.根据权利要求8所述的系统，其中所述基于地面的通信模块被配置为无线地耦合到所述远程控制器。
14.根据权利要求8所述的系统，其中所述基于地面的通信模块被物理地耦合到在所述远程控制器中的指定区域。
15.根据权利要求8所述的系统，其中所述基于地面的通信模块包括用户界面，所述用户界面被配置为提供由所述多个地面发送器使用的通信信道的状态或质量。
16.一种防篡改数据链路通信系统，包括：
远程安装的通信模块，被配置为与远程控制器进行数据通信，所述远程控制器被配置为远程地控制无人机，所述无人机包括多个致动器，所述远程安装的通信模块包括：
多个远程接收器，被配置为分别从所述远程控制器接收第二信号的多个重复信号，所述多个重复的第二信号中的每个第二信号包括使用第一调制方案调制的多个第一信号，所述多个重复的第二信号中的每个第二信号使用不同于所述第一调制方案的第二调制方案调制；
远程处理器，被配置为：
比较所述多个重复的第二信号，
基于所述比较恢复所述第二信号，
将恢复的所述第二信号转换成所述多个第一信号，以及使用所述多个第一信号来分别控制所述无人机的所述多个致动器，以及
多个远程发送器，被配置为在所述远程处理器和所述远程控制器之间进行数据通信。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述远程发送器中的至少一个远程发送器被配置为向所述远程控制器发送验证信号，所述验证信号指示所述多个第一信号已经由所述远程安装的通信模块成功地检索到。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述验证信号包括：由所述多个远程发送器分别发送的所述多个重复的第二信号。
19.根据权利要求16所述的系统，其中所述远程处理器被配置为：响应于确定所述多个重复的第二信号的至少两个第二信号是彼此相同的而恢复所述第二信号。
20.根据权利要求16所述的系统，其中所述远程处理器被配置为：响应于确定所述多个重复的第二信号中的至少一个第二信号不同于剩余的所述重复的第二信号，而确定所述第二信号已经被干扰、被篡改或被修改。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11622274B2 (en) * 2021-05-04 2023-04-04 Calective LLC Tamper-resistant datalink communications system

Family Cites Families (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD357234S (en) * 1992-12-29 1995-04-11 Canon Kabushiki Kaisha Wireless transceiver for a computer
USD409203S (en) * 1997-09-05 1999-05-04 Sony Corporation Modem
USD469776S1 (en) * 1998-03-19 2003-02-04 Intel Corporation Communications module
USD466866S1 (en) * 2001-06-29 2002-12-10 Xanoptix, Inc. Communication module
USD482351S1 (en) * 2002-09-18 2003-11-18 Microsoft Corporation Antenna
USD487449S1 (en) * 2003-05-13 2004-03-09 Sony Corporation Combined disc player and radio receiver
USD509214S1 (en) * 2003-12-02 2005-09-06 D-Link Corporation Signal transceiver for network
US7590756B2 (en) * 2005-05-13 2009-09-15 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Method and system for transferring data in a communications network using redundant communication paths
USD565035S1 (en) * 2005-10-26 2008-03-25 Mitsumi Electric Co., Ltd. Antenna
USD536695S1 (en) * 2006-01-19 2007-02-13 Paul Griffin Remote control receiver which is connectable to a computer or an MP3 player device
USD589946S1 (en) 2006-08-31 2009-04-07 Yokowo Co., Ltd. Antenna chassis
USD593078S1 (en) * 2006-09-15 2009-05-26 Mitsumi Electric Co., Ltd Antenna
USD558790S1 (en) * 2006-12-13 2008-01-01 Shenzhen Futaihong Precision Industry Co., Ltd. MP3 player
USD580931S1 (en) * 2007-01-12 2008-11-18 Inventec Corporation Print server
USD579010S1 (en) * 2007-06-15 2008-10-21 Quanta Computer Inc. Wireless modem
USD563878S1 (en) * 2007-08-16 2008-03-11 Airborn, Inc. Electrical connector
USD563877S1 (en) * 2007-08-16 2008-03-11 Airborn, Inc. Electrical connector
USD602020S1 (en) 2007-09-07 2009-10-13 At&T Intellectual Property I, L.P. Wireless access point
USD580420S1 (en) * 2007-11-06 2008-11-11 Mitsumi Electric Co., Ltd Antenna
USD582905S1 (en) * 2007-11-06 2008-12-16 Mitsumi Electric Co., Ltd. Antenna
TWD142232S (zh) * 2010-10-29 2011-08-21 亞旭電腦股份有限公司 光纖網路閘道器
USD732512S1 (en) * 2012-11-30 2015-06-23 Commscope Technologies Llc Transceiver
CN103543752B (zh) * 2013-10-09 2017-03-15 深圳市大疆创新科技有限公司 一种遥控方法和遥控系统
USD738869S1 (en) 2013-11-06 2015-09-15 Garmin Switzerland Gmbh Electronic device
USD763851S1 (en) * 2014-04-25 2016-08-16 Antennas Direct, Inc. Over-the-air streaming box
USD764460S1 (en) * 2014-06-24 2016-08-23 Bitdefender IPR Management Ltd. Information security appliance
JP1517573S (zh) * 2014-07-24 2015-02-16
CN105652385B (zh) * 2014-11-10 2017-10-27 泰科电子(上海)有限公司 光纤自动插入系统和方法
USD759012S1 (en) 2015-01-20 2016-06-14 Lennox Industries Inc. Central controller
US10059445B2 (en) 2015-05-13 2018-08-28 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Remotely operated vehicle (ROV) and data collection protection system (DCPS)
USD788084S1 (en) 2015-11-11 2017-05-30 Voxx International Corporation Television antenna
CA2994950A1 (en) 2015-11-11 2017-05-18 Voxx International Corporation Omni-directional television antenna with wifi reception capability
AU2017230842A1 (en) * 2016-03-07 2018-10-25 Agc Safety Fly Dac Authorisation management and flight compliance system and method for unmanned aerial vehicles
EP3229445B1 (en) 2016-04-06 2018-08-08 The Boeing Company A system and a computer-implemented method for multi path communication with an unmanned aerial vehicle during a mission
USD815621S1 (en) * 2016-07-11 2018-04-17 Taoglas Group Holdings Limited Antenna
USD826938S1 (en) * 2016-12-22 2018-08-28 Luxrobo Push button module for electronic device
KR20190113986A (ko) * 2017-03-21 2019-10-08 에스지 디제이아이 테크놀러지 코., 엘티디 모니터링 방법 및 시스템
JP1600681S (zh) * 2017-05-30 2018-03-26
JP1600060S (zh) * 2017-05-30 2018-03-19
USD872078S1 (en) * 2017-07-24 2020-01-07 Bestore Europe Holding Gmbh Multi-port power base for smart device
US20200294401A1 (en) * 2017-09-04 2020-09-17 Nng Software Developing And Commercial Llc. A Method and Apparatus for Collecting and Using Sensor Data from a Vehicle
GB201715123D0 (en) * 2017-09-19 2017-11-01 Flylogix Ltd FlyLogix Big Book
KR101852851B1 (ko) * 2017-11-10 2018-04-27 (유)동아하이테크 드론 제어 장치
USD853999S1 (en) 2017-11-20 2019-07-16 Beijing Xiaomi Mobile Software Co., Ltd. Router
AU2018389266A1 (en) 2017-12-21 2020-07-02 Alarm.Com Incorporated Monitoring system for securing networks from hacker drones
US11056009B2 (en) * 2018-01-31 2021-07-06 Performance Drone Works Llc Secure control and operation of drones
US20190306675A1 (en) 2018-03-29 2019-10-03 Intel Corporation Detecting and mitigating drone interference
USD891384S1 (en) * 2018-05-18 2020-07-28 Gentex Corporation Communication module
TWD203043S (zh) * 2018-12-20 2020-03-01 香港商阿里巴巴集團服務有限公司 低功耗藍牙感知配件
USD913246S1 (en) * 2019-06-21 2021-03-16 Corning Research & Development Corporation Multiport terminal for making optical connections
USD956029S1 (en) * 2019-04-24 2022-06-28 General Dynamics Mission Systems, Inc. Combination vehicle-mountable radio transceiver and antenna
USD943564S1 (en) * 2019-08-14 2022-02-15 Beijing Xiaomi Mobile Software Co., Ltd. WIFI amplifier
US11483845B2 (en) * 2019-08-23 2022-10-25 Brian Gordaychik Advanced mobile devices and network supporting same
JP1674822S (zh) * 2020-01-29 2020-12-14
USD973040S1 (en) * 2020-11-06 2022-12-20 Lite-On Electronics (Guangzhou) Limited Antenna monitoring tool box
USD993197S1 (en) * 2021-04-01 2023-07-25 Autel Intelligent Technology Corp., Ltd. Control device
US11622274B2 (en) 2021-05-04 2023-04-04 Calective LLC Tamper-resistant datalink communications system

Also Published As

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