CN203845022U - 一种为巡检无人机提供服务的自动化平台 - Google Patents

一种为巡检无人机提供服务的自动化平台 Download PDF

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邓雯雯
李岩
金旭辉
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Abstract

一种为巡检无人机提供服务的自动化平台，包括电源系统，中央控制器，信息模块，乘降控制单元，乘降平台，乘降锁，射频识别天线，射频识别模块，充电线圈，太阳能电池板，乘降平台舱盖装置，引导灯，停机坪框架；其中：中央控制器分别与电源系统、信息模块、乘降控制单元、射频识别模块、乘降平台舱盖装置和充电线圈连接；太阳能电池板与电源系统连接，引导灯安装在乘降平台上，乘降锁安装在乘降平台底部环状导流管壁上；射频识别天线安装在乘降平台底部环状筒壁上，射频识别天线与射频识别模块连接。本实用新型的优点：实现了在野外或无需人工现场干预的情况下，自动地为值班无人机提供能源补给、仓储和信息汇总服务。

Description

一种为巡检无人机提供服务的自动化平台
技术领域
本实用新型涉及无人机巡检设备领域，特别涉及了一种为巡检无人机提供服务的自动化平台。
背景技术
目前，无人机巡检在野外或无法现场干预，不能为值班无人机提供能源补给、仓储和信息汇总服务的停靠场所。为了使无人机巡检真正地实现现场无人化、远程巡检调度，需要提供了信息化运行平台。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了实现给以电力为主要能源的旋翼无人机提供自动化服务，特提供了一种为巡检无人机提供服务的自动化平台。
本实用新型提供了一种为巡检无人机提供服务的自动化平台，其特征在于：所述的为巡检无人机提供服务的自动化平台，包括电源系统1，中央控制器2，信息模块3，乘降控制单元4，乘降平台5，乘降锁6，射频识别天线7，射频识别模块8，充电线圈9，太阳能电池板10，乘降平台舱盖装置11，引导灯12，停机坪框架13；
其中：中央控制器2分别与电源系统1、信息模块3、乘降控制单元4、射频识别模块8、乘降平台舱盖装置11和充电线圈9连接；太阳能电池板10与电源系统1连接，引导灯12安装在乘降平台5上，乘降锁6安装在乘降平台5底部环状导流管壁上；射频识别天线7安装在乘降平台5底部环状筒壁上，射频识别天线7与射频识别模块8连接；乘降平台舱盖装置11安装在停机坪框架13上，位于乘降平台5上方的位置；停机坪框架13上带有用于与塔架固定安装的连接装置。
所述的电源系统1包括1～5组模块化电池组。
所述的乘降平台5为倒锥筒状漏斗形结构，圆锥顶角大于90°；乘降平台5的个数为2～4个，内部表面开有楔形导流槽。用于引导水或杂物的流动，并且避免无人机与乘降台形成面接触。
所述的引导灯12嵌在乘降台的内部表面，圆环状布置，间距8厘米以上。表面配备半透明覆盖并做防水处理，覆盖的颜色应与乘降台内壁颜色和灰度应具有较高对比度。
乘降控制单元4使用STM32F051R8T6单片机实现对乘降台的所有操作的控制，具备MODBUS总线通信接口电路，具备拨码开关用于设置MODBUS从站地址和其它通信参数。
所述的乘降平台舱盖装置11的舱盖，通过折叠实现对乘降平台5的开关。
所述的信息模块3包括气象信息模块和地理信息模块，其中气象信息模块包括：检测风力、风向、温度、湿度和大气压值的五种传感器及控制器；地理信息模块包括：检测地理坐标和距离地面高度的传感器及控制装置。
信息模块包含9个部分：
降压电路、单片机、MODBUS通信电路、风速风向仪、数字温度计、数字湿度计、气压传感器、卫星定位模块和测距仪。
降压电路：该模块是在具备短路保护、反接保护和抑制电流冲击的基础上，将从系统供电线路上获得的40V直流电源电压降为5.0V，为此模块的正常工作提供电源。
MODBUS接口电路：与单片机上的USART通信接口相连，应答来自中央控制器的报文。
风速风向仪、数字温湿度计、气压传感器：获得当前风速和风向，为无人机的值勤提供气象信息。这些数据由此模块上的单片机采集。
测距仪：测量停机坪距离地面的距离，为无人机乘降提供辅助。这些数据由此模块上的单片机采集。
卫星定位模块：通过该模块可获得此停机坪的地理坐标，为无人机寻找到停机坪提供依据。这些数据由此模块上的单片机采集。
单片机：以STM32F051R8T6单片机及其辅助电路为核心，做为此模块的核心逻辑单元。所有传感器的数据均由单片机采集并存储，当中央控制器通过MODBUS总线访问此模块时，信息模块将这些数据发送至中央控制器。
所述的中央控制器2负责：操作电源系统运行，确保停机坪拥有持续电力，将停机坪自身信息发送至控制室，停机坪的自身信息包括：所处位置的风速、风向、温度、湿度、大气压、地理坐标、距离地面的高度、蓄电池剩余电量及状态。操作乘降系统、舱盖运动系统和射频识别模块，为无人机提供服务；通过WIFI通信对无人机采集的信息进行整理、存储并上传至控制室；通过MODBUS总线，将停机坪的功能扩展。
乘降锁与无人机底部连接埠应当对应，采用耐老化的绝缘体材质。迎接来访无人机时，应释放乘降锁，使之处于打开状态，使无人机底部连接埠顺利插入导流孔，成功后应闭合乘降锁，使无人机置于乘降台上面并保持稳定。无人机准备起飞时，应释放乘降锁，使无人机能够顺利起飞。
射频识别天线紧贴导流管安装在侧面，位于乘降锁和充电线圈之间。用于对降落成功的无人机进行身份识别，读取其唯一ID码，供中央控制器识别无人机和对其通信使用。
信息汇总服务是指：因为中央控制器配备了大容量硬盘存储器，与此停机坪相通信的无人机均可以将数据发送至该停机坪的硬盘存储器当中，并由中央控制器存储在大容量存储设备中。如果控制室需要，可由中央控制器将硬盘中的数据通过通信模块发送至控制室。
本实用新型的优点：
本实用新型所述的为巡检无人机提供服务的自动化平台，能够实现在野外或无需人工现场干预的情况下，自动地为值班无人机提供能源补给、仓储和信息汇总服务。自动化平台与控制室之间的通信方式，可通过因特网通信。为无人机巡检真正地实现现场无人化、远程巡检调度提供了信息化运行平台。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1为为巡检无人机提供服务的自动化平台原理结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种为巡检无人机提供服务的自动化平台，其特征在于：所述的为巡检无人机提供服务的自动化平台，包括电源系统1，中央控制器2，信息模块3，乘降控制单元4，乘降平台5，乘降锁6，射频识别天线7，射频识别模块8，充电线圈9，太阳能电池板10，乘降平台舱盖装置11，引导灯12，停机坪框架13；
其中：中央控制器2分别与电源系统1、信息模块3、乘降控制单元4、射频识别模块8、乘降平台舱盖装置11和充电线圈9连接；太阳能电池板10与电源系统1连接，引导灯12安装在乘降平台5上，乘降锁6安装在乘降平台5底部环状导流管壁上；射频识别天线7安装在乘降平台5底部环状筒壁上，射频识别天线7与射频识别模块8连接；乘降平台舱盖装置11安装在停机坪框架13上，位于乘降平台5上方的位置；停机坪框架13上带有用于与塔架固定安装的连接装置。
所述的电源系统1包括1组模块化电池组。
所述的乘降平台5为倒锥筒状漏斗形结构，圆锥顶角100°；乘降平台5的个数为2个，内部表面开有楔形导流槽。用于引导水或杂物的流动，并且避免无人机与乘降台形成面接触。
所述的引导灯12嵌在乘降台的内部表面，圆环状布置，间距8厘米以上。表面配备半透明覆盖并做防水处理，覆盖的颜色应与乘降台内壁颜色和灰度应具有较高对比度。
乘降控制单元4使用STM32F051R8T6单片机实现对乘降台的所有操作的控制，具备MODBUS总线通信接口电路，具备拨码开关用于设置MODBUS从站地址和其它通信参数。
所述的乘降平台舱盖装置11的舱盖，通过折叠实现对乘降平台5的开关。
所述的信息模块3包括气象信息模块和地理信息模块，其中气象信息模块包括：检测风力、风向、温度、湿度和大气压值的五种传感器及控制器；地理信息模块包括：检测地理坐标和距离地面高度的传感器及控制装置。
信息模块包含9个部分：
降压电路、单片机、MODBUS通信电路、风速风向仪、数字温度计、数字湿度计、气压传感器、卫星定位模块和测距仪。
降压电路：该模块是在具备短路保护、反接保护和抑制电流冲击的基础上，将从系统供电线路上获得的40V直流电源电压降为5.0V，为此模块的正常工作提供电源。
MODBUS接口电路：与单片机上的USART通信接口相连，应答来自中央控制器的报文。
风速风向仪、数字温湿度计、气压传感器：获得当前风速和风向，为无人机的值勤提供气象信息。这些数据由此模块上的单片机采集。
测距仪：测量停机坪距离地面的距离，为无人机乘降提供辅助。这些数据由此模块上的单片机采集。
卫星定位模块：通过该模块可获得此停机坪的地理坐标，为无人机寻找到停机坪提供依据。这些数据由此模块上的单片机采集。
单片机：以STM32F051R8T6单片机及其辅助电路为核心，做为此模块的核心逻辑单元。所有传感器的数据均由单片机采集并存储，当中央控制器通过MODBUS总线访问此模块时，信息模块将这些数据发送至中央控制器。
所述的中央控制器2负责：操作电源系统运行，确保停机坪拥有持续电力，将停机坪自身信息发送至控制室，停机坪的自身信息包括：所处位置的风速、风向、温度、湿度、大气压、地理坐标、距离地面的高度、蓄电池剩余电量及状态。操作乘降系统、舱盖运动系统和射频识别模块，为无人机提供服务；通过WIFI通信对无人机采集的信息进行整理、存储并上传至控制室；通过MODBUS总线，将停机坪的功能扩展。
乘降锁与无人机底部连接埠应当对应，耐老化的绝缘体材质。迎接来访无人机时，应释放乘降锁，使之处于打开状态，使无人机底部连接埠顺利插入导流孔，成功后应闭合乘降锁，使无人机置于乘降台上面并保持稳定。无人机准备起飞时，应释放乘降锁，使无人机能够顺利起飞。
射频识别天线紧贴导流管安装在侧面，位于乘降锁和充电线圈之间。用于对降落成功的无人机进行身份识别，读取其唯一ID码，共控制系统对无人机的补给和发送命令使用。
实施例2
本实施例与实施例1主体结构类似，区别之处在于所述的电源系统1包括3组模块化电池组。
所述的乘降平台5为倒锥筒状漏斗形结构，圆锥顶角120°；乘降平台5的个数为3个，内部表面开有楔形导流槽。用于引导水或杂物的流动，并且避免无人机与乘降台形成面接触。
实施例3
本实施例与实施例1主体结构类似，区别之处在于所述的电源系统1包括5组模块化电池组。
所述的乘降平台5为倒锥筒状漏斗形结构，圆锥顶角150°；乘降平台5的个数为4个，内部表面开有楔形导流槽。用于引导水或杂物的流动，并且避免无人机与乘降台形成面接触。

Claims (7)

1.一种为巡检无人机提供服务的自动化平台，其特征在于：所述的为巡检无人机提供服务的自动化平台，包括电源系统(1)，中央控制器(2)，信息模块(3)，乘降控制单元(4)，乘降平台(5)，乘降锁(6)，射频识别天线(7)，射频识别模块(8)，充电线圈(9)，太阳能电池板(10)，乘降平台舱盖装置(11)，引导灯(12)，停机坪框架(13)；
其中：中央控制器(2)分别与电源系统(1)、信息模块(3)、乘降控制单元(4)、射频识别模块(8)、乘降平台舱盖装置(11)和充电线圈(9)连接；太阳能电池板(10)与电源系统(1)连接，引导灯(12)安装在乘降平台(5)上，乘降锁(6)安装在乘降平台(5)底部环状导流管壁上；射频识别天线(7)安装在乘降平台(5)底部环状筒壁上，射频识别天线(7)与射频识别模块(8)连接；乘降平台舱盖装置(11)安装在停机坪框架(13)上，位于乘降平台(5)上方的位置；停机坪框架(13)上带有用于与塔架固定安装的连接装置。
2.按照权利要求1所述的为巡检无人机提供服务的自动化平台，其特征在于：所述的电源系统(1)包括1～5组模块化电池组。
3.按照权利要求1所述的为巡检无人机提供服务的自动化平台，其特征在于：所述的乘降平台(5)为倒锥筒状漏斗形结构，圆锥顶角大于90°；乘降平台(5)的个数为2～4个，内部表面开有楔形导流槽。
4.按照权利要求1所述的为巡检无人机提供服务的自动化平台，其特征在于：所述的引导灯(12)嵌在乘降台的内部表面，圆环状布置，间距8厘米以上。
5.按照权利要求1所述的为巡检无人机提供服务的自动化平台，其特征在于：乘降控制单元(4)采用STM32F051R8T6单片机控制，具备MODBUS总线通信接口电路，具备拨码开关。
6.按照权利要求1所述的为巡检无人机提供服务的自动化平台，其特征在于：所述的乘降平台舱盖装置(11)的舱盖，通过折叠实现对乘降平台(5)的开关。
7.按照权利要求1所述的为巡检无人机提供服务的自动化平台，其特征在于：所述的信息模块(3)包括气象信息模块和地理信息模块，其中气象信息模块包括：检测风力、风向、温度、湿度和大气压值的五种传感器及控制器；地理信息模块包括：检测地理坐标和距离地面高度的传感器及控制装置。
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