CN205403847U - 一种用于无人机的预警装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于无人机技术领域，具体涉及一种用于无人机的预警装置。本实用新型的用于无人机的预警装置，包括无人机信号采集装置和无人机预警装置；无人机信号采集装置包括无人机数据处理模块、速度检测模块、高度检测模块、GPS定位模块、飞行状态测量模块、无线信号发送模块和气象测量模块；无人机预警装置包括无线信号接收模块、模数转换器、比较电路和报警器。本实用新型能带的有益效果为，能够实时采集无人机飞行过程中无人机自身的参数信息以及无人机的环境天气信息，并能在天气发生突变时实现预警功能，降低无人机因为天气环境变化而出现故障的概率，提高了无人机的飞行安全性。

Description

一种用于无人机的预警装置
技术领域
本实用新型属于无人机技术领域，具体涉及一种用于无人机的预警装置。
背景技术
无人机作为一个新兴产业，正被逐渐应用到包括遥测、林业、农业、电力等各个行业，并对这些行业带来了革命性的推进。传统的无人机控制通常为无人机驾驶员在地面遥控控制或者无人机根据预设的线路自动飞行，其存在的主要问题是，在无人机进行较高或者较远飞行时，可能会遭遇突变的天气状况等影响无人机飞行的意外因素，而此时距离无人机较远的无人机驾驶员无法及时得知无人机所处的环境，从而造成无人机可能发生事故，造成较大的财产损失。随着目前传感器技术的不断进步，具备各种实用功能的传感器已经具备了较高的精度和微小的体积，同时随着无线通信技术的成熟，模块化的无线通信芯片已经具备了较强的无线通信能力，为无人机技术的进一步发展提供了技术支持。
实用新型内容
本实用新型目的，是针对目前无人机驾驶员无法及时获得无人机飞行环境状况的缺点，采用传感器技术和无线通信模块技术，提出一种能实时反馈无人机飞行环境的用于无人机的预警装置。
本实用新型的技术方案是：一种用于无人机的预警装置，包括无人机信号采集装置和无人机预警装置；所述无人机信号采集装置包括无人机数据处理模块、速度检测模块、高度检测模块、GPS定位模块、飞行状态测量模块、无线信号发送模块和气象测量模块；所述速度检测模块、高度检测模块、GPS定位模块、飞行状态测量模块、无线信号发送模块和气象测量模块分别与无人机数据处理模块连接；所述无人机预警装置包括无线信号接收模块、模数转换器、比较电路和报警器；所述无线信号接收模块的输出端接模数转换器的输入端，模数转换器的输出端和报警器的输入端接比较电路；
所述速度检测模块包括速度传感器和加速度传感器；所述高度检测模块为气压传感器；所述飞行状态测量模块包括磁力传感器和陀螺仪；所述气象测量模块包括风速传感器、风向传感器和湿度传感器；所述无人机数据处理模块由滤波电路和信号放大电路构成；所述滤波电路的输入端接速度传感器、加速度传感器、气压传感器、磁力传感器、陀螺仪、风速传感器、风向传感器和湿度传感器的输出端，滤波电路的输出端接信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端接无线信号发送模块的输入端；
所述无线信号发送模块和无线信号接收模块相互匹配，无线信号接收模块接收无线信号发送模块发出的无线信号。
本实用新型总的技术方案，本实用新型主要由两部分构成，分别为无人机信号采集装置和无人机预警装置，其中，无人机信号采集装置设置在无人机本体上，用于实时采集无人机飞行中的飞行状态数据，本方案中，采集无人机飞行状态数据的全部采用传感器设备，传感器设备的优点是体积小、能耗低、精度高，很多传感器如速度传感器等属于无能源设备，不需要外接电源即可自动工作，其应用十分方便；在本方案中，主要用于采集无人机飞行环境数据的是风速传感器、风向传感器和湿度传感器，这是考虑到在无人机飞行过程中，受风和空气中湿度的影响因素较大，并且风速传感器、风向传感器和湿度传感器体积小，应用技术成熟，因此本方案只选用了这几种传感器；本方案中的无人机预警装置，主要是由与无人机信号采集装置中无线信号发送模块匹配的无线信号接收模块、模数转换器、比较电路和报警器构成；本方案中报警器具有声光的报警功能，设置其触发的条件是，在比较电路中，可采用如锁存器等设置预先锁存相关参数的阈值，如根据当前无人机的性能，锁存了无人机速度、高度、风速、湿度等相关参数的阈值，例如当比较电路接收到模数转换器的数据后，将风速传感器和湿度传感器采集到的数据自动与锁存的阈值进行比较，若采集到的数据超过阈值范围，则将触发报警器进行报警。
进一步的，所述比较电路由锁存器和比较器构成。
进一步的，所述无线信号发送模块和无线信号接收模块为相匹配的北斗通信模块和移动无线通信模块。
进一步的，所述无人机预警装置还包括显示器，所述显示器与模数转换器连接。
本实用新型能带的有益效果为，能够实时采集无人机飞行过程中无人机自身的参数信息以及无人机的环境天气信息，并能在天气发生突变时实现预警功能，降低无人机因为天气环境变化而出现故障的概率，提高了无人机的飞行安全性。
附图说明
图1本实用新型的用于无人机的预警装置的逻辑框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细的描述
如图1所示，本实用新型的用于无人机的预警装置，包括无人机信号采集装置和无人机预警装置；其特征在于，所述无人机信号采集装置包括无人机数据处理模块、速度检测模块、高度检测模块、GPS定位模块、飞行状态测量模块、无线信号发送模块和气象测量模块；所述速度检测模块、高度检测模块、GPS定位模块、飞行状态测量模块、无线信号发送模块和气象测量模块分别与无人机数据处理模块连接；所述无人机预警装置包括无线信号接收模块、模数转换器、比较电路和报警器；所述无线信号接收模块的输出端接模数转换器的输入端，模数转换器的输出端和报警器的输入端接比较电路；
所述速度检测模块包括速度传感器和加速度传感器；所述高度检测模块为气压传感器；所述飞行状态测量模块包括磁力传感器和陀螺仪；所述气象测量模块包括风速传感器、风向传感器和湿度传感器；所述无人机数据处理模块由滤波电路和信号放大电路构成；所述滤波电路的输入端接速度传感器、加速度传感器、气压传感器、磁力传感器、陀螺仪、风速传感器、风向传感器和湿度传感器的输出端，滤波电路的输出端接信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端接无线信号发送模块的输入端；
所述无线信号发送模块和无线信号接收模块相互匹配，无线信号接收模块接收无线信号发送模块发出的无线信号。
本实用新型的工作原理是：
在无人机飞行过程中，通过设置在无人机本体上的无人机信号采集装置采集无人机的飞行状态信号和无人机所处的气象信号，具体为：通过速度传感器采集无人机的速度信号、加速度传感器采集无人机的加速度信号、气压传感器采集无人机的高度信号、磁力传感器采集无人机的航向信号、陀螺仪采集无人机的飞行过程中的俯仰角、横滚角、航向角信号、风速传感器采集无人机周围的风速信号、风向传感器采集无人机周围的风向信号和湿度传感器采集无人机周围的空气湿度信号，GPS定位模块用于获取无人机的位置信息。传感器采集的信号通过滤波电路进行滤波后进入信号放大电路进行信号放大，然后通过无线信号发送模块发送到无线信号接收模块；无线信号接收模数接收到信号后发送到模数转换器进行模数转换，转换后得到的数字信号送入比较电路，因为本实用新型采集的数据较多，因此可以适当的选用端口较多模数转换器，每一个模数转换器的输出端口连接一个比较电路的输入端口。如当比较电路由锁存器和比较器构成时，每一个模数转换器的输出端口分别连接一个比较器的输入端，而每一个比较器的另外的输入端分别连接一个锁存器；
本实用新型报警器进行报警的方法和原理是，在锁存器中的中预存了无人机速度、高度、风速、湿度等相关参数的阈值，当然，可以采用多个锁存器预存所有无人机状态参数的阈值；在相应的比较器接收到数据后，将其与连接的锁存器中的数据进行比较，根据不同的参数，例如当采集的数据风速大于预存的风速时，比较器输出高电位信号，即可触发报警器工作提醒无人机驾驶员，从而实现无人机的全自动预警。由此可见，本实用新型的方案全部由硬件电路完成，相比于采用专用的分析软件的方式，本实用新型具有结构简单、成本低廉的优点。
当然，本实用新型中的比较电路完全可以替换为单片机等集成电路，可以减小电路的复杂度。
另外，为了让无人机驾驶员更直观的获取采集到的相关信号，可连接显示设备进行采集信号的显示。

Claims (4)

1.一种用于无人机的预警装置，包括无人机信号采集装置和无人机预警装置；其特征在于，所述无人机信号采集装置包括无人机数据处理模块、速度检测模块、高度检测模块、GPS定位模块、飞行状态测量模块、无线信号发送模块和气象测量模块；所述速度检测模块、高度检测模块、GPS定位模块、飞行状态测量模块、无线信号发送模块和气象测量模块分别与无人机数据处理模块连接；所述无人机预警装置包括无线信号接收模块、模数转换器、比较电路和报警器；所述无线信号接收模块的输出端接模数转换器的输入端，模数转换器的输出端和报警器的输入端接比较电路；
所述速度检测模块包括速度传感器和加速度传感器；所述高度检测模块为气压传感器；所述飞行状态测量模块包括磁力传感器和陀螺仪；所述气象测量模块包括风速传感器、风向传感器和湿度传感器；所述无人机数据处理模块由滤波电路和信号放大电路构成；所述滤波电路的输入端接速度传感器、加速度传感器、气压传感器、磁力传感器、陀螺仪、风速传感器、风向传感器和湿度传感器的输出端，滤波电路的输出端接信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端接无线信号发送模块的输入端；
所述无线信号发送模块和无线信号接收模块相互匹配，无线信号接收模块接收无线信号发送模块发出的无线信号。
2.根据权利要求1所述的用于无人机的预警装置，其特征在于，所述比较电路由锁存器和比较器构成。
3.根据权利要求2所述的用于无人机的预警装置，其特征在于，所述无线信号发送模块和无线信号接收模块为相匹配的北斗通信模块和移动无线通信模块。
4.根据权利要求3所述的用于无人机的预警装置，其特征在于，还包括显示器，所述显示器与模数转换器连接。
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