CN202713632U - 一种基于wifi的无人驾驶飞行器多通道无线链路系统 - Google Patents

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张江城
马旷
李正英
胡橙
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Abstract

一种基于WIFI的无人驾驶飞行器多通道无线链路系统，包括空中WIFI全向天线，空中WIFI无线局域网络，空中有线局域网交换机，空中局域网设备。地面WIFI全向天线，地面WIFI定向天线，地面WIFI无线局域网络，地面有线局域网交换机，地面局域网设备。本实用新型系统采用WIFI无线局域网作为无人机多通道无线链路，免去了传统复杂的两路相互独立的数据与视频传输链路。通过共用相同的一路WIFI无线局域网链路进行数字化链接，解决多路无线传输链路之间的无线电干扰问题。

Description

一种基于WIFI的无人驾驶飞行器多通道无线链路系统
技术领域
本实用新型涉及一种基于WIFI的无人驾驶飞行器多通道无线链路系统。
背景技术
目前，低成本低速无人驾驶飞行器，简称：无人机的对地视频传输链路多用2.4GHz等ISM频段进行点对点视频传输，而对地控制数据链路多用433MHz、900MHz、2.4GHz频段的点对点无线透明串口传输调制解调器模块。如果无人机上要同时安装无线电视频传输和控制数据传输，则需要安装上述两套数据链路系统，需要两套相互独立的传输电台设备以及两套独立的天线天馈系统。为了防止两套系统相互之间的干扰，两套电台设备需要在安装上保持一定的距离，两根天线也需要相互隔开以保证相互之间的射频隔离度指标。如果是同时工作相近频率的无线电视频传输链路和控制数据链路电台则更加麻烦，必须要是适当设置两套的工作频率，甚至增加带通滤波器、双工器才能解决两套设备同时工作时相互干扰的问题。
发明内容
本实用新型提供一种基于WIFI的无人驾驶飞行器多通道无线链路系统，采用WIFI无线局域网作为无人机多通道无线链路，免去了传统复杂的两路相互独立的数据与视频传输链路。通过共用相同的一路WIFI无线局域网链路进行数字化链接，解决多路无线传输链路之间的无线电干扰问题。
本实用新型的上述目的是通过这样的技术方案来实现的：一种基于WIFI的无人驾驶飞行器多通道无线链路系统，包括空中WIFI全向天线，空中WIFI无线局域网络，空中有线局域网交换机，空中局域网设备。地面WIFI全向天线，地面WIFI定向天线，地面WIFI无线局域网络，地面有线局域网交换机，地面局域网设备。空中WIFI无线局域网络连接空中WIFI全向天线，空中WIFI无线局域网络连接空中有线局域网交换机，空中有线局域网交换机连接空中局域网设备；地面WIFI无线局域网络连接地面WIFI全向天线和地面WIFI定向天线，地面WIFI无线局域网络连接地面有线局域网交换机，地面有线局域网交换机连接地面局域网设备。
所述空中局域网设备包括一空中RS232串口网络服务器，所述空中RS232串口网络服务器通过网络连接空中飞行器飞行控制器。
所述地面局域网设备包括一地面RS232串口网络服务器，所述地面RS232串口网络服务器通过网络连接地面站计算机。
所述空中WIFI无线局域网络设有至少一个网络接入点。
所述地面WIFI无线局域网络设有至少一个网络接入点。
本实用新型一种基于WIFI的无人驾驶飞行器多通道无线链路系统，借助基于TCP/IP协议的局域网通信技术，无人机与地面的通讯终端。可以在WIFI无线网络带宽允许以及IP地址足够的前提下几乎不受限制地增加，这些现有的通讯终端也将共用同一个WIFI无线局域网，而不增加无线电收发设备。另外，无人机也能在多个地面WIFI无线局域网络的接入点的覆盖范围内自动化进行漫游，大范围扩大无人机的作业移动范围，确保无人机能够稳定地在复杂地形的环境下保持良好的地空通讯。
本实用新型一种基于WIFI的无人驾驶飞行器多通道无线链路系统，采用WIFI无线局域网作为无人机多通道无线传输链路，将数据通信、视频图像传输等多通道链路整合到了一路WIFI无线局域网链路中。无人机上安装的需要地面基站进行通信的机载与地面站设备可以在WIFI无线网络带宽允许以及IP地址足够的前提下几乎不受限制地增加，并且共用同一个WIFI无线局域网络。无人机可以在多个地面WIFI无线局域网接入点之间进行自动化漫游，扩大通信网络覆盖范围。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1为本实用新型系统结构示意框图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于WIFI的无人驾驶飞行器多通道无线链路系统，该装置由安装在无人机上的机载网络系统和位于地面基站的地面网络系统组成。
空中机载网络系统包含：图中的空中WIFI全向天线1-1和1-2，空中WIFI无线局域网3，空中有线局域网交换机4。以及空中局域网设备：空中嵌入式网络视频采集设备5，空中RS232串口网络服务器6、空中其它嵌入式网络设备7。
地面基站的网络系统包含：图中的地面WIFI全向天线8-1、8-2和8-3，地面WIFI定向天线9：用于自动跟踪无人机。地面WIFI无线局域网10，地面有线局域网交换机11，以及地面局域网设备：地面嵌入式网络视频录制设备12，地面RS232串口网络服务器13，
和地面其它嵌入式网络设备14组成。
所述空中WIFI无线局域网络3设有至少一个网络接入点。
所述地面WIFI无线局域网络10设有至少一个网络接入点。
空中WIFI无线局域网络3的接入点与地面WIFI无线局域网络10的接入点通过被配置成相同的SSID、通信信道与加密方式进行配对，通过空中有线局域网交换机4和地面有线局域网交换机11，将空中局域网设备，比如：空中嵌入式网络视频采集设备5、空中RS232串口网络服务器6、空中其它嵌入式网络设备7等与地面局域网设备，比如：地面嵌入式网络视频录制设备12、地面RS232串口网络服务器13和地面其它嵌入式网络设备14进行无线形式的局域网连结，使它们运行在同一个局域网内且其相互之间能够可靠进行可靠的网络通讯与数据交换。 
视频图像传输方面，安装在无人机上的空中嵌入式网络视频采集设备5采集到视频图像后，将视频流转化为基于TCP/IP协议的数据流，交给空中有线局域网交换机4进行数据交换后，将数据包转达给空中WIFI无线局域网络3通过空中WIFI全向天线1-1或者空中WIFI全向天线1-2进行发送。地面基站网络系统里的地面WIFI全向天线8-1或者地面WIFI定向天线9收到来自空中的无线电信号后，送交地面WIFI无线局域网络10的接入点进行解调，变成网络数据流后，将数据流交给地面有线局域网交换机11进行数据交换，并送交给地面嵌入式网络视频录制设备12进行视频录制。 
而空中飞行器飞行控制器15与地面站计算机16之间的无线串行数据通讯主要依赖已经进行了配对配置的空中RS232串口网络服务器6和地面RS232串口网络服务器13。与上述视频图像传输方式类似地，地面RS232串口网络服务器13收到来自地面站计算机16的串行数据后，通过空中有线局域网交换机4和地面有线局域网交换机11、以及空中和地面两个WIFI无线局域网络接入点，在局域网内以透明串口协议的方式发送给空中RS232串口网络服务器6，并进行解调输出交给飞行器飞行控制器15进行指令接收。而飞行器飞行控制器15也能将飞行状态串行数据交给空中RS232串口网络服务器6，通过在空中和地面两个局域网交换机、以及空中和地面两个WIFI无线局域网络，在局域网内以透明串口协议的方式发送给地面RS232串口网络服务器13进行解调后交送给地面站计算机16进行处理。
与上述类似的，其它任务比如飞行数据采集或者灯光信号控制等其它功能所需的控制与监测数据流，也可以通过空中有线局域网交换机4和地面有线局域网交换机11，以及空中和地面两个WIFI无线局域网络，将空中其它嵌入式网络设备(7)与地面其它嵌入式网络设备14之间建立双向网络数据通讯来实现。
此外，本系统所述地面WIFI无线局域网络10设有多个网络接入点，通过铺设多个地面WIFI无线局域网络接入点，扩大网络的覆盖范围，确保无人机在所需的飞行作业范围内任何位置，通过其空中WIFI无线局域网络3与地面的任意一个WIFI无线局域网络接入点自动建立连结。借助WIFI无线网络通讯协议，无人机能够在这样多个地面WIFI无线局域网络接入点之间进行不需要人为干预地自动化网络漫游，从而保证飞行器与地面设备之间的多通道的稳定数据通讯。

Claims (5)

1.一种基于WIFI的无人驾驶飞行器多通道无线链路系统，包括空中WIFI全向天线，空中WIFI无线局域网络（3），空中有线局域网交换机（4），空中局域网设备；
地面WIFI全向天线，地面WIFI定向天线（9），地面WIFI无线局域网络（10），地面有线局域网交换机（11），地面局域网设备，
其特征在于，空中WIFI无线局域网络（3）连接空中WIFI全向天线，空中WIFI无线局域网络（3）连接空中有线局域网交换机（4），空中有线局域网交换机（4）连接空中局域网设备；
地面WIFI无线局域网络（10）连接地面WIFI全向天线（8）和地面WIFI定向天线（9），地面WIFI无线局域网络（10）连接地面有线局域网交换机（11），地面有线局域网交换机（11）连接地面局域网设备。
2.根据权利要求1所述一种基于WIFI的无人驾驶飞行器多通道无线链路系统，其特征在于，所述空中局域网设备包括一空中RS232串口网络服务器（6），所述空中RS232串口网络服务器（6）通过网络连接空中飞行器飞行控制器（15）。
3.根据权利要求1所述一种基于WIFI的无人驾驶飞行器多通道无线链路系统，其特征在于，所述地面局域网设备包括一地面RS232串口网络服务器（13），所述地面RS232串口网络服务器（13）通过网络连接地面站计算机（16）。
4.根据权利要求1所述一种基于WIFI的无人驾驶飞行器多通道无线链路系统，其特征在于，所述空中WIFI无线局域网络（3）设有至少一个网络接入点。
5.根据权利要求1所述一种基于WIFI的无人驾驶飞行器多通道无线链路系统，其特征在于，所述地面有线局域网交换机（11）设有至少一个网络接入点。
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