CN206517446U - 一种无人机云监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人机云监控系统，包括云服务器和云监控硬件；所述云监控硬件包括GPS模块、有线通信模块及无线通信模块，所述GPS模块与云服务器之间通过无线通信模块建立无线通信连接，所述GPS模块数据输出端与无人机自动驾驶仪数据接口之间通过有线通信模块相连。本监控系统可有效提高无人机在执行任务时飞行的可靠性和系统的安全性。

Description

一种无人机云监控系统

技术领域

本实用新型涉及无人机系统技术领域，特别是涉及一种无人机云监控系统。

背景技术

随着无人机系统在航测、管线巡查、区域巡逻等领域的应用越来越广泛，无人机作业的范围不可避免的扩展到人口密集的城市或是人迹罕至的野外，无人机状态实时远程监控对于无人机飞行安全、飞行管理效率以及作业效果的影响越来越显著。

进一步提高无人机飞行时的可靠性和安全性，同时提高对无人机的空管水平，是现有技术中无人机发展的重要方向。

实用新型内容

针对上述提出的进一步提高无人机飞行时的可靠性和安全性，同时提高对无人机的空管水平，是现有技术中无人机发展的重要方向的问题，本实用新型提供了一种无人机云监控系统，本监控系统可有效提高无人机在执行任务时飞行的可靠性和系统的安全性。

本实用新型提供的一种无人机云监控系统通过以下技术要点来解决问题：一种无人机云监控系统，包括云服务器和云监控硬件；

所述云监控硬件包括GPS模块、有线通信模块及无线通信模块，所述GPS模块与云服务器之间通过无线通信模块建立无线通信连接，所述GPS模块数据输出端与无人机自动驾驶仪数据接口之间通过有线通信模块相连。

现有技术中，使用GPS定位系统进行导航解算的无人机非常依赖GPS信号的稳定性，若GPS信号异常，轻者无法正常航线飞行，任务失败，重者导航系统失效，无人机坠毁。

以上方案中，由于GPS模块与云服务器之间通过无线通信模块建立无线通信连接，这样，GPS模块获得的位置和速度信息通过无线通信模块发送给云服务器，避免了诸如自动驾驶仪内置GPS故障、自动驾驶仪无法正常运行等情况，导致的无人机控制或监管者无法接收无人机相应信息的情况，这样，可保证自动驾驶仪故障情况下云服务器依然能够持续监控无人机的基本信息，可为特殊情况判断和处置提供宝贵依据。

同时，设置为GPS模块数据输出端与无人机自动驾驶仪数据接口之间通过有线通信模块相连，当自动驾驶仪的内置GPS失效时，使用云监控硬件中的GPS模块作为自动驾驶仪的GPS信号源，避免由于自动驾驶仪内置GPS失效可能引起的导航解算发散，这样，可达到提高无人机系统执行任务可靠性和系统安全性的目的。

以上云监控硬件与无人机自动驾驶仪之间采用有线通信，这样，不仅利于通信的可靠性，同时利于降低通信成本。

更进一步的技术方案为：

现有技术中，随着对无人机空管水平的提高，现有技术中出现了强制接管无人机或迫降的设备，但这些设备一般需要在无人机所在区域周围直接向无人机发出强制接管或迫降信号，即所需设备需要在被监控区域。作为一种支持无人机所有者或主管单位可通过云服务器发送警示或强制接管无人机终止飞行的指令，避免在融合空域飞行的无人机出现不当行为，提高无人机空管水平的技术方案，所述云监控硬件还包括微控制器，所述微控制器与无人机自动驾驶仪数据接口之间通过有线通信模块连接，所述无线通信模块与微控制器的数据接口通过有线通信模块连接，所述无线通信模块与云服务器之间建立的无线通信为双向通信。

以上方案中，无线通信模块用于云监控硬件与云服务器建立无线数据连接，微控制器用于数据处理，同时微控制器与无人机自动驾驶仪数据连接。采用以上方案，可通过现有互联网技术，无人机所有者或主管单位，利用与云服务器有网络连接的电子设备，即可实现无人机的位置、飞行数据监控、强制指令发送等。如当无人机监控人员发现无人机接近或进入禁飞区域时，可通过电子设备向云服务发出返航或迫降指令，以上指令最终由微控制器发送至无人机自动驾驶仪。

作为一种覆盖范围广的无线通信模块实现方案，所述无线通信模块为2G网络通信模块，所述无线通信模块与云服务器通过2G网络无线通信。

作为一种覆盖范围广、数据传输可靠的实现方案，所述无线通信模块为卫星网络通信模块，所述无线通信模块与云服务器通过卫星信号无线通信。

由于云监控硬件需要安装在无人机上，为使得本云监控硬件不影响无人机系统供电，即在不改变无人机系统供电电路设计的基础上，能够使得云监控硬件发挥其功能，所述云监控硬件还包括电源模块，所述电源模块作为云监控硬件的供电模块。

作为有线通信模块的具体实现方式，所述有线通信模块为CAN通信模块。

作为有线通信模块的具体实现方式，所述有线通信模块为串口通信模块。

本实用新型具有以下有益效果：

以上方案中，由于GPS模块与云服务器之间通过无线通信模块建立无线通信连接，这样，GPS模块获得的位置和速度信息通过无线通信模块发送给云服务器，避免了诸如自动驾驶仪内置GPS故障、自动驾驶仪无法正常运行等情况，导致的无人机控制或监管者无法接收无人机相应信息的情况，这样，可保证自动驾驶仪故障情况下云服务器依然能够持续监控无人机的基本信息，可为特殊情况判断和处置提供宝贵依据。

同时，设置为GPS模块数据输出端与无人机自动驾驶仪数据接口之间通过有线通信模块相连，当自动驾驶仪的内置GPS失效时，使用云监控硬件中的GPS模块作为自动驾驶仪的GPS信号源，避免由于自动驾驶仪内置GPS失效可能引起的导航解算发散，这样，可达到提高无人机系统执行任务可靠性和系统安全性的目的。

以上云监控硬件与无人机自动驾驶仪之间采用有线通信，这样，不仅利于通信的可靠性，同时利于降低通信成本。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种无人机云监控系统一个具体实施例的系统拓扑图。

图中的编号依次为：1、自动驾驶仪，101、电源模块，102、数据接口，2、云服务器，201、云服务器无线通信模块，202、监控设备，3、云监控硬件，301、微控制器，302、电源接口，303、无线通信模块，304、有线通信模块，305、GPS模块。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1所示，一种无人机云监控系统，包括云服务器2和云监控硬件3；

所述云监控硬件3包括GPS模块305、有线通信模块304及无线通信模块303，所述GPS模块305与云服务器2之间通过无线通信模块303建立无线通信连接，所述GPS模块305数据输出端与无人机自动驾驶仪1数据接口102之间通过有线通信模块304相连。

现有技术中，使用GPS定位系统进行导航解算的无人机非常依赖GPS信号的稳定性，若GPS信号异常，轻者无法正常航线飞行，任务失败，重者导航系统失效，无人机坠毁。

以上方案中，由于GPS模块305与云服务器2之间通过无线通信模块303建立无线通信连接，这样，GPS模块305获得的位置和速度信息通过无线通信模块303发送给云服务器2，避免了诸如自动驾驶仪1内置GPS故障、自动驾驶仪1无法正常运行等情况，导致的无人机控制或监管者无法接收无人机相应信息的情况，这样，可保证自动驾驶仪1故障情况下云服务器2依然能够持续监控无人机的基本信息，可为特殊情况判断和处置提供宝贵依据。

同时，设置为GPS模块305数据输出端与无人机自动驾驶仪1数据接口102之间通过有线通信模块304相连，当自动驾驶仪1的内置GPS失效时，使用云监控硬件3中的GPS模块305作为自动驾驶仪1的GPS信号源，避免由于自动驾驶仪1内置GPS失效可能引起的导航解算发散，这样，可达到提高无人机系统执行任务可靠性和系统安全性的目的。

以上云监控硬件3与无人机自动驾驶仪1之间采用有线通信，这样，不仅利于通信的可靠性，同时利于降低通信成本。

本实施例中，所述云服务器2包括监控设备202和云服务器无线通信模块201，所述无线通信模块303与云服务器无线通信模块201相对应，所述监控设备202包括以下设备中的一种或几种：显示设备、数据中转设备、数据存储设备、数据分析处理设备。

实施例2：

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：现有技术中，随着对无人机空管水平的提高，现有技术中出现了强制接管无人机或迫降的设备，但这些设备一般需要在无人机所在区域周围直接向无人机发出强制接管或迫降信号，即所需设备需要在被监控区域。作为一种支持无人机所有者或主管单位可通过云服务器2发送警示或强制接管无人机终止飞行的指令，避免在融合空域飞行的无人机出现不当行为，提高无人机空管水平的技术方案，所述云监控硬件3还包括微控制器301，所述微控制器301与无人机自动驾驶仪1数据接口102之间通过有线通信模块304连接，所述无线通信模块303与微控制器301的数据接口102通过有线通信模块304连接，所述无线通信模块303与云服务器2之间建立的无线通信为双向通信。

以上方案中，无线通信模块303用于云监控硬件3与云服务器2建立无线数据连接，微控制器301用于数据处理，同时微控制器301与无人机自动驾驶仪1数据连接。采用以上方案，可通过现有互联网技术，无人机所有者或主管单位，利用与云服务器2有网络连接的电子设备，即可实现无人机的位置、飞行数据监控、强制指令发送等。如当无人机监控人员发现无人机接近或进入禁飞区域时，可通过电子设备向云服务发出返航或迫降指令，以上指令最终由微控制器301发送至无人机自动驾驶仪1。

作为一种覆盖范围广的无线通信模块303实现方案，所述无线通信模块303为2G网络通信模块，所述无线通信模块303与云服务器2通过2G网络无线通信。

作为一种覆盖范围广、数据传输可靠的实现方案，所述无线通信模块303为卫星网络通信模块，所述无线通信模块303与云服务器2通过卫星信号无线通信。

由于云监控硬件3需要安装在无人机上，为使得本云监控硬件3不影响无人机系统供电，即在不改变无人机系统供电电路设计的基础上，能够使得云监控硬件3发挥其功能，所述云监控硬件3还包括电源模块101，所述电源模块101作为云监控硬件3的供电模块。即在云监控硬件3的各耗电部件上设置电源接口302，所述电源模块101与电源接口302电连接。

作为有线通信模块304的具体实现方式，所述有线通信模块304为CAN通信模块。

作为有线通信模块304的具体实现方式，所述有线通信模块304为串口通信模块。

实施例3：

本实施例提供了一种具体的实现方式：一种无人机云监控系统，包括云服务器2、需安装在被监控无人机上的云监控硬件3。云服务器2，包括云服务器无线通信模块201和监控设备202；云监控硬件3包括微控制器301、电源接口302、无线通信模块303、有线通信模块304；电源接口302和有线通信模块304分别与无人机自动驾驶仪1的电源和数据接口102相连，电源接口302为云监控硬件3供电，有线通信模块304提供双向通信；云监控硬件3通过无线通信模块303与云服务器无线通信模块201进行双向通信。

其中微控制器301选择STM32系列，供电电压12V。

云监控硬件3还包括GPS模块305，通过有线通信模块304向自动驾驶仪1提供GPS信息。

自动驾驶仪1通过所述云监控硬件3将部分飞行状态和系统状态发送给所述云服务器2，状态包括飞行器位置、速度、姿态以及飞行阶段信息和自动驾驶仪1状态信息。

若自动驾驶仪1无法正常发送飞行状态和系统状态，则云监控硬件3将读取自身GPS模块305的位置和速度信息通过无线通信模块303发送给云服务器2，避免云服务器2失去无人机信息。

云监控硬件3的无线通信模块303和云服务器无线通信模块201均采用2G无线网络通信方式。

云监控硬件3的有线通信模块304为RS-232。

实施例4：

本实施例提供了一种具体的实现方式：一种无人机云监控系统，包括云服务器2、需安装在被监控无人机上的云监控硬件3。其中：

云服务器2，包括云服务器无线通信模块201和监控设备202；

云监控硬件3包括微控制器301、电源接口302、无线通信模块303、有线通信模块304；电源接口302和有线通信模块304分别与自动驾驶仪1的电源和数据接口102相连，分别为云监控硬件3供电及提供双向通信；云监控硬件3通过无线通信模块303与云服务器2进行双向通信。

其中微控制器301选择STM32系列，电源为宽电压，电压范围25V至10V。

云监控硬件3还包括GPS模块305，通过有线通信模块304向自动驾驶仪1提供GPS信息。

自动驾驶仪1通过所述云监控硬件3将部分飞行状态和系统状态发送给所述云服务器2，状态包括飞行器位置、速度、姿态以及飞行阶段信息和自动驾驶仪1状态信息。

若自动驾驶仪1无法正常发送飞行状态和系统状态，则云监控硬件3将自身读取GPS模块305的位置和速度信息通过无线通信模块303发送给云服务器2，避免无人机与云服务器2失联。

云监控硬件3的无线通信模块303和云服务器无线通信模块201均采用卫星移动通信系统，具体为铱星系统模块。

云监控硬件3的有线通信模块304为CAN通信模块。

实施例5：

一种无人机云监控系统，包括云服务器2、需安装在被监控无人机上的云监控硬件3。

云服务器2，包括云服务器无线通信模块201和监控设备202；

云监控硬件3包括微控制器301、电源接口302、无线通信模块303、有线通信模块304；电源接口302和有线通信模块304分别与自动驾驶仪1的电源和数据接口102相连，分别用于为云监控硬件3供电及提供双向通信；云监控硬件3通过无线通信模块303与云服务器2进行双向通信。

其中微控制器301选择STM32系列，电源为宽电压，电压范围25V至10V。

云监控硬件3还包括GPS模块305，通过有线通信模块304向自动驾驶仪1提供GPS信息。

云监控硬件3的无线通信模块303和云服务器无线通信模块201均采用冗余设定，同时安装GPRS模块和卫星移动通信系统，卫星移动通信系统具体为铱星系统模块。

云监控硬件3的有线通信模块304为RS422通信模块。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种无人机云监控系统，其特征在于，包括云服务器和云监控硬件；

所述云监控硬件包括GPS模块、有线通信模块及无线通信模块，所述GPS模块与云服务器之间通过无线通信模块建立无线通信连接，所述GPS模块数据输出端与无人机自动驾驶仪数据接口之间通过有线通信模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种无人机云监控系统，其特征在于，所述云监控硬件还包括微控制器，所述微控制器与无人机自动驾驶仪数据接口之间通过有线通信模块连接，所述无线通信模块与微控制器的数据接口通过有线通信模块连接，所述无线通信模块与云服务器之间建立的无线通信为双向通信。

3.根据权利要求1或2所述的一种无人机云监控系统，其特征在于，所述无线通信模块为2G网络通信模块，所述无线通信模块与云服务器通过2G网络无线通信。

4.根据权利要求1或2所述的一种无人机云监控系统，其特征在于，所述无线通信模块为卫星网络通信模块，所述无线通信模块与云服务器通过卫星信号无线通信。

5.根据权利要求1或2所述的一种无人机云监控系统，其特征在于，所述云监控硬件还包括电源模块，所述电源模块作为云监控硬件的供电模块。

6.根据权利要求1或2所述的一种无人机云监控系统，其特征在于，所述有线通信模块为CAN通信模块。

7.根据权利要求1或2所述的一种无人机云监控系统，其特征在于，所述有线通信模块为串口通信模块。