CN206195779U - 中继无人机无线自组通信系统及飞行式中继设备 - Google Patents
中继无人机无线自组通信系统及飞行式中继设备 Download PDFInfo
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Abstract
一种中继无人机无线自组通信系统，包括飞行式中继设备、地面无线信号发送设备及地面无线信号接收设备，所述飞行式中继设备无线连接所述地面无线信号发送设备和所述地面无线信号接收设备，所述飞行式中继设备包括无人机和无线网络中继装置，所述无人机与所述无线网络中继装置电性连接，以通过所述无线网络中继装置对无线信号的中继放大实现两间隔距离较远的地面无线网络设备间的信号互通，本实用新型采用无人机作为无线网络中继设备的载体和电源，解决了传统地面无线网络中继设备安装费时、成本高的问题，实现了低成本、高效率的无线布网，为无线网络的布设提供了及时高效、价格低廉的新方法。本实用新型还提供一种飞行式中继设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线自组网络技术领域，尤其涉及一种中继无人机无线自组通信系统及飞行式中继设备。
背景技术
无线网具有数据传输速度快、信号稳定可靠的优点，但同时有信号传输距离有限的缺点。
尤其在远距离信号传输时，只能通过安装多个地面无线网络中继设备来实现信号远距离传输，这样存在地面无线网络中继设备的布网方法成本高，耗时长，还占用地皮资源。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能延长无线网络信号传输距离且布网过程快捷简单、成本低廉的中继无人机无线自组通信系统。
一种中继无人机无线自组通信系统，包括飞行式中继设备、地面无线信号发送设备及地面无线信号接收设备，所述飞行式中继设备无线连接所述地面无线信号发送设备和所述地面无线信号接收设备，所述飞行式中继设备包括无人机和无线网络中继装置，所述无线网络中继装置设置在所述无人机的内部，所述无人机与所述无线网络中继装置电性连接，所述无人机能以智能控制的方式飞行至预定的悬停位置，通过所述无线网络中继装置对无线信号进行中继放大，实现两间隔距离较远的所述地面无线信号发送设备与所述地面无线信号接收设备的信号互通，所述无人机包括外壳，所述外壳的底部设有一天线孔，所述无线网络中继装置包括发射天线，所述发射天线的发射端向下，所述发射天线穿过所述天线孔，并与所述外壳固定连接，在所述天线孔周围的所述外壳的底部的下表面上黏贴有一层由铝箔制成的信号反射层，以反射所述发射天线向上辐射出的信号电磁波。
优选的，所述中继无人机无线自组通信系统包括若干所述飞行式中继设备、地面无线信号发送设备及地面无线信号接收设备，每个飞行式中继设备上均包含有无人机和无线网络中继设备，距所述地面无线信号发送设备最近的飞行式中继设备通过所述无线网络中继设备与地面无线信号发送设备建立无线连接，若干飞行式中继设备之间依次串联地无线连接，距离所述地面无线信号接收设备最近的飞行式中继设备与所述地面无线信号接收设备也通过所述无线网络中继设备建立无线连接，所述无人机包括外壳，所述外壳的底部设有一天线孔，所述无线网络中继装置包括发射天线，所述发射天线的发射端向下，所述发射天线穿过所述天线孔，所述外壳的底部的下表面在所述天线孔的周围黏贴有一层由铝箔制成的信号反射层，以反射所述发射天线向上辐射出的信号电磁波。
优选的，所述无人机还包括安装在所述外壳内的GPS定位仪和控制芯片，所述GPS定位仪与所述控制芯片电性连接，所述控制芯片内预设无人机悬停位置的GPS参考坐标信息，所述GPS定位仪能够实时监测无人机的高度和位置，进而形成GPS实时坐标信息，并将该GPS实时坐标信息发送至所述控制芯片，所述控制芯片接收所述GPS实时坐标信息，并将所述GPS实时坐标信息与预设的无人机悬停位置的GPS参考坐标信息进行比较，实时计算二者的相对位移，并依据所述相对位移控制所述无人机的飞行方向，以使所述无人机飞行至预定悬停位置。
优选的，所述无人机还包括动力部和为所述动力部供电的移动电源，所述无线网络中继装置与所述移动电源电性连接，以保证所述无线网络中继装置的供电。
优选的，所述无人机还包括超声波检测模块，所述超声波检测模块与所述控制芯片电性连接，所述超声波检测模块探测周围障碍物，并生成障碍信息，再将所述障碍信息传输至所述控制芯片，使所述控制芯片依据所述障碍信息及时控制所述无人机作出避让飞行动作。
优选的，所述地面无线信号发送设备为一数据收发模块，所述地面无线信号发送设备与工厂自控系统中的数据存储终端机电性连接，所述地面无线信号接收设备为一数据收发模块，所述地面无线信号接收设备与用户终端机电性连接。
一种飞行式中继设备，包括无人机和无线网络中继装置，所述无线网络中继装置设置在所述无人机的内部，所述无人机与所述无线网络中继装置电性连接，所述无人机能以智能控制的方式飞行至预定的悬停位置，通过所述无线网络中继装置对无线信号进行中继放大，实现两间隔距离较远的所述地面无线信号发送设备与所述地面无线信号接收设备的信号互通，所述无人机包括外壳，所述外壳的底部设有一天线孔，所述无线网络中继装置包括发射天线，所述发射天线的发射端向下，所述发射天线穿过所述天线孔，并与所述外壳固定连接，在所述天线孔周围的所述外壳的底部的下表面上黏贴有一层由铝箔制成的信号反射层，以反射所述发射天线向上辐射出的信号电磁波。
优选的，所述无人机还包括安装在所述外壳内的GPS定位仪和控制芯片，所述GPS定位仪与所述控制芯片电性连接，所述控制芯片接收所述GPS定位仪提供的GPS坐标信息，并将其与预定悬停位置的GPS坐标信息进行比较，实时计算所述无人机与预定悬停位置的相对位移，所述控制芯片控制所述无人机的飞行方向以使所述无人机飞行至预定悬停位置。
优选的，所述无人机还包括动力部和为所述动力部供电的移动电源，所述无线网络中继装置与所述移动电源电性连接，以保证所述无线网络中继装置的供电，所述动力部用于为所述无人机提供动力。
优选的，所述无人机还包括超声波检测模块，所述超声波检测模块与所述控制芯片电性连接，所述超声波检测模块探测周围障碍物，并生成障碍信息，再将所述障碍信息传输至所述控制芯片，使所述控制芯片依据所述障碍信息及时控制所述无人机作出避让飞行动作。
本实用新型采用无人机作为无线网络中继设备的载体和电源，还在无人机内设置无线网络中继装置、发射天线，从而解决了传统地面无线网络中继设备安装费时、成本高的问题，实现了低成本、高效率的无线布网，为无线网络的布设提供了及时高效、价格低廉的新方法。
附图说明
图1为本申请一种较佳实施例的中继无人机无线自组通信系统的示意图。
图2为本申请另一种较佳实施例的中继无人机无线自组通信系统的示意图。
图3为所述发射天线与所述无人机的装配结构示意图。
图中：飞行式中继设备10、无人机11、外壳110、天线孔111、信号反射层112、发射天线120、地面无线信号发送设备20、地面无线信号接收设备30。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
请参看图1和图3，一种中继无人机无线自组通信系统包括飞行式中继设备10、地面无线信号发送设备20及地面无线信号接收设备30，所述飞行式中继设备10无线连接所述地面无线信号发送设备20和所述地面无线信号接收设备30，所述飞行式中继设备10包括无人机11和无线网络中继装置，无线网络中继装置设置在无人机11的内部，所述无人机11与所述无线网络中继装置电性连接，所述无人机11能以智能控制的方式飞行至预定的悬停位置，通过所述无线网络中继装置对无线信号进行中继放大，实现两间隔距离较远的地面无线信号发送设备20与地面无线信号接收设备30的信号互通，采用飞行式中继设备能使所述无线网络中继设备升至信号传输所需的高度，又省去了架设基站和铺设电线的成本与工时。
本实用新型还提出一种较佳的中继无人机无线自组通信系统的实施方式，如下所示：请参看图2，一种中继无人机无线自组通信系统，包括若干悬停在空中的飞行式中继设备10、地面无线信号发送设备20及地面无线信号接收设备30，每个飞行式中继设备10上均包含有无人机和无线网络中继设备，预定悬停位置距所述地面无线信号发送设备20最近的飞行式中继设备10通过所述无线网络中继设备与地面无线信号发送设备20建立无线连接，若干飞行式中继设备10之间依次串联地无线连接，距离所述地面无线信号接收设备30最近的预定悬停位置的飞行式中继设备10与所述地面无线信号接收设备30也通过所述无线网络中继设备建立无线连接。
进一步，所述无人机11包括外壳110，所述外壳110的底部设有一天线孔111，所述无线网络中继装置包括发射天线120，所述发射天线120的发射端向下，所述发射天线120穿过所述天线孔111，并与外壳110固定连接，在所述天线孔111周围的所述外壳110的底部的下表面上黏贴有一层由铝箔制成的信号反射层112，以反射所述发射天线120向上辐射出的信号电磁波。
进一步，所述无人机11还包括安装在所述外壳110内的GPS定位仪和控制芯片，所述GPS定位仪与所述控制芯片电性连接，所述控制芯片内预设无人机悬停位置的GPS参考坐标信息，所述GPS定位仪能够实时监测无人机的高度和位置，进而形成GPS实时坐标信息，并将该GPS实时坐标信息发送至所述控制芯片，所述控制芯片接收所述GPS实时坐标信息，并将所述GPS实时坐标信息与预设的无人机悬停位置的GPS参考坐标信息进行比较，实时计算二者的相对位移，并依据所述相对位移控制所述无人机的飞行方向，以使所述无人机飞行至预定悬停位置。通过控制芯片和GPS定位仪，无人机11采用智能的自控飞行方式，避免了遥控式控制时因控制信号与无线网络信号间的相互干扰而导致无线网络信号的失真。
进一步，所述无人机11还包括动力部和为所述动力部供电的移动电源，所述无线网络中继装置与所述移动电源电性连接，以保证所述无线网络中继装置的供电，所述无线网络中继设备与无人机11的动力部使用同一电源的设计，避免了使用两个电源时机体重量大的缺点，满足了无人机机身重量轻的设计要求。
进一步，所述无人机11还包括超声波检测模块，所述超声波检测模块与所述控制芯片电性连接，所述超声波检测模块探测周围障碍物，并生成障碍信息，再将所述障碍信息传输至所述控制芯片，使所述控制芯片依据所述障碍信息及时控制所述无人机11作出避让飞行动作。
进一步，所述地面无线信号发送设备20为一数据收发模块，所述地面无线信号发送设备20与工厂自控系统中的数据存储终端机电性连接，所述地面无线信号接收设备30为一数据收发模块，所述地面无线信号接收设备30与用户终端机电性连接。
一种飞行式中继设备10包括无人机11和无线网络中继装置，无线网络中继装置设置在无人机11的内部，所述无人机11与所述无线网络中继装置电性连接，所述无人机11能以智能控制的方式飞行至预定的悬停位置，通过所述无线网络中继装置对无线信号进行中继放大，实现两间隔距离较远的地面无线信号发送设备20与地面无线信号接收设备30的信号互通，采用飞行式中继设备能使所述无线网络中继设备升至信号传输所需的高度，又省去了架设基站和铺设电线的成本与工时。
进一步，所述无人机11包括外壳110，所述外壳110的底部设有一天线孔111，所述无线网络中继装置包括发射天线120，所述发射天线120的发射端向下，所述发射天线120穿过所述天线孔111，并与外壳110固定连接，在所述天线孔111周围的所述外壳110的底部的下表面上黏贴有一层由铝箔制成的信号反射层112，以反射所述发射天线120向上辐射出的信号电磁波。
进一步，所述无人机11还包括安装在所述外壳110内的GPS定位仪和控制芯片，所述GPS定位仪与所述控制芯片电性连接，所述控制芯片内预设无人机悬停位置的GPS参考坐标信息，所述GPS定位仪能够实时监测无人机的高度和位置，进而形成GPS实时坐标信息，并将该GPS实时坐标信息发送至所述控制芯片，所述控制芯片接收所述GPS实时坐标信息，并将所述GPS实时坐标信息与预设的无人机悬停位置的GPS参考坐标信息进行比较，实时计算二者的相对位移，并依据所述相对位移控制所述无人机的飞行方向，以使所述无人机飞行至预定悬停位置。通过控制芯片和GPS定位仪，无人机11采用智能的自控飞行方式，避免了遥控式控制时因控制信号与无线网络信号间的相互干扰而导致无线网络信号的失真。
进一步，所述无人机11还包括动力部和为所述动力部供电的移动电源，所述无线网络中继装置与所述移动电源电性连接，以保证所述无线网络中继装置的供电所述无线网络中继设备与无人机11的动力部使用同一电源的设计，避免了使用两个电源时机体重量大的缺点，满足了无人机机身重量轻的设计要求。
进一步，所述无人机11还包括超声波检测模块，所述超声波检测模块与所述控制芯片电性连接，所述超声波检测模块探测周围障碍物，并生成障碍信息，再将所述障碍信息传输至所述控制芯片，使所述控制芯片依据所述障碍信息及时控制所述无人机11作出避让飞行动作。
飞行式中继设备10通过所述无线网络中继设备与一个地面无线信号发送设备20无线连接后，该地面无线信号发送设备20向飞行式中继设备10发送起飞指令，飞行式中继设备10接到该指令后起飞，并按预定的GPS参考坐标信息的坐标悬停在空中，飞行式中继设备10悬停的水平位置处于地面无线信号发送设备20与地面无线信号接收设备30之间，然后，飞行式中继设备10向下发射无线网络信号，地面无线信号接收设备30检测到由所述无线网络中继设备发射的无线网络信号并与所述无线网络中继设备建立无线连接，如此，两个间隔距离超过无线网络信号最远传输距离的地面无线信号发送设备20与地面无线信号接收设备30就通过飞行式中继设备10共同建立了无线自组网络，实现了无线网络信号的远距离传输。
所有飞行式中继设备10接到指令同时起飞，飞行过程中飞行式中继设备10依次按各自的预定悬停位置悬停在空中，按预定距离在空中排成在水平方向上指向地面无线信号接收设备30的一行，预定悬停位置距所述地面无线信号发送设备20最近的飞行式中继设备10、中间的飞行式中继设备10、预定悬停位置距所述地面无线信号接收设备30最近的飞行式中继设备10依次无线连接，从而建立地面无线信号发送设备20及地面无线信号接收设备30之间的无线连接，飞行式中继设备10的采用既能使所述无线网络中继设备升至信号传输所需的高度，又省去了架设基站和铺设电线的成本与工时，飞行式中继设备10的串联布置进一步延长了无线网络信号的传输距离。
Claims (10)
1.一种中继无人机无线自组通信系统，其特征在于：包括飞行式中继设备、地面无线信号发送设备及地面无线信号接收设备，所述飞行式中继设备无线连接所述地面无线信号发送设备和所述地面无线信号接收设备，所述飞行式中继设备包括无人机和无线网络中继装置，所述无线网络中继装置设置在所述无人机的内部，所述无人机与所述无线网络中继装置电性连接，所述无人机能以智能控制的方式飞行至预定的悬停位置，通过所述无线网络中继装置对无线信号进行中继放大，实现两间隔距离较远的所述地面无线信号发送设备与所述地面无线信号接收设备的信号互通，所述无人机包括外壳，所述外壳的底部设有一天线孔，所述无线网络中继装置包括发射天线，所述发射天线的发射端向下，所述发射天线穿过所述天线孔，并与所述外壳固定连接，在所述天线孔周围的所述外壳的底部的下表面上黏贴有一层由铝箔制成的信号反射层，以反射所述发射天线向上辐射出的信号电磁波。
2.如权利要求1所述的中继无人机无线自组通信系统，其特征在于：包括若干所述飞行式中继设备、地面无线信号发送设备及地面无线信号接收设备，每个飞行式中继设备上均包含有无人机和无线网络中继设备，距所述地面无线信号发送设备最近的飞行式中继设备通过所述无线网络中继设备与地面无线信号发送设备建立无线连接，若干飞行式中继设备之间依次串联地无线连接，距离所述地面无线信号接收设备最近的飞行式中继设备与所述地面无线信号接收设备也通过所述无线网络中继设备建立无线连接，所述无人机包括外壳，所述外壳的底部设有一天线孔，所述无线网络中继装置包括发射天线，所述发射天线的发射端向下，所述发射天线穿过所述天线孔，所述外壳的底部的下表面在所述天线孔的周围黏贴有一层由铝箔制成的信号反射层，以反射所述发射天线向上辐射出的信号电磁波。
3.如权利要求1或2所述的中继无人机无线自组通信系统，其特征在于：所述无人机还包括安装在所述外壳内的GPS定位仪和控制芯片，所述GPS定位仪与所述控制芯片电性连接，所述控制芯片内预设无人机悬停位置的GPS参考坐标信息，所述GPS定位仪能够实时监测无人机的高度和位置，进而形成GPS实时坐标信息，并将该GPS实时坐标信息发送至所述控制芯片，所述控制芯片接收所述GPS实时坐标信息，并将所述GPS实时坐标信息与预设的无人机悬停位置的GPS参考坐标信息进行比较，实时计算二者的相对位移，并依据所述相对位移控制所述无人机的飞行方向，以使所述无人机飞行至预定悬停位置。
4.如权利要求3所述的中继无人机无线自组通信系统，其特征在于：所述无人机还包括动力部和为所述动力部供电的移动电源，所述无线网络中继装置与所述移动电源电性连接，以保证所述无线网络中继装置的供电。
5.如权利要求3所述的中继无人机无线自组通信系统，其特征在于：所述无人机还包括超声波检测模块，所述超声波检测模块与所述控制芯片电性连接，所述超声波检测模块探测到周围障碍物，并生成障碍信息，再将所述障碍信息传输至所述控制芯片，使所述控制芯片依据所述障碍信息及时控制所述无人机作出避让飞行动作。
6.如权利要求1或2所述的中继无人机无线自组通信系统，其特征在于：所述地面无线信号发送设备为一数据收发模块，所述地面无线信号发送设备与工厂自控系统中的数据存储终端机电性连接，所述地面无线信号接收设备为一数据收发模块，所述地面无线信号接收设备与用户终端机电性连接。
7.一种飞行式中继设备，其特征在于：包括无人机和无线网络中继装置，所述无线网络中继装置设置在所述无人机的内部，所述无人机与所述无线网络中继装置电性连接，所述无人机能以智能控制的方式飞行至预定的悬停位置，通过所述无线网络中继装置对无线信号进行中继放大，实现两间隔距离较远的所述地面无线信号发送设备与所述地面无线信号接收设备的信号互通，所述无人机包括外壳，所述外壳的底部设有一天线孔，所述无线网络中继装置包括发射天线，所述发射天线的发射端向下，所述发射天线穿过所述天线孔，并与所述外壳固定连接，在所述天线孔周围的所述外壳的底部的下表面上黏贴有一层由铝箔制成的信号反射层，以反射所述发射天线向上辐射出的信号电磁波。
8.如权利要求7所述的飞行式中继设备，其特征在于：所述无人机还包括安装在所述外壳内的GPS定位仪和控制芯片，所述GPS定位仪与所述控制芯片电性连接，所述控制芯片接收所述GPS定位仪提供的GPS坐标信息，并将其与预定悬停位置的GPS坐标信息进行比较，实时计算所述无人机与预定悬停位置的相对位移，所述控制芯片控制所述无人机的飞行方向以使所述无人机飞行至预定悬停位置。
9.如权利要求8所述的飞行式中继设备，其特征在于：所述无人机还包括动力部和为所述动力部供电的移动电源，所述无线网络中继装置与所述移动电源电性连接，以保证所述无线网络中继装置的供电，所述动力部用于为所述无人机提供动力。
10.如权利要求9所述的飞行式中继设备，其特征在于：所述无人机还包括超声波检测模块，所述超声波检测模块与所述控制芯片电性连接，所述超声波检测模块探测到周围障碍物，并生成障碍信息，再将所述障碍信息传输至所述控制芯片，使所述控制芯片依据所述障碍信息及时控制所述无人机作出避让飞行动作。
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