CN206961300U - 一种无人机无线数据发送装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无人机无线数据发送装置，包括箱体以及箱盖，所述箱体和所述箱盖通过螺栓紧固连接，所述箱体沿宽度方向的一端面设置有多个接口，所述箱体沿宽度方向的另一端面设置有天线接口，所述箱体内设置有主板、通信板以及接口板，所述通信板和所述接口板分别与所述主板通信连接。本实用新型的有益效果在于，提供一种结构简单、效率高且安全可靠的无人机无线数据发送装置。

Description

一种无人机无线数据发送装置

技术领域

本实用新型涉及一种无人机无线数据发送装置。

背景技术

传统的无人机(“特别是工业级无人机”以下省略)为完成一定的任务，需要安装多种电台以建立多个无线传输链路，最常用的是用于传输图像的图传电台、用于连接飞控的数传电台和用于接收手动遥控指令的接收机。为避免相互之间产生干扰，这三个电台一般需要选择三个不同的工作频率、不同的设备安装位置和天线安装位置，很容易引起相互之间干扰，设备之间的连线也较为复杂。

传统的无人机采用三种不同的电台完成各种信号的传输，但是电台的作用距离是不一致的，例如，手动遥控一般的作用距离是1公里，数传电台的作用距离是10-15公里，图传电台的作用距离是5-20公里不等，给实际工作带来许多的限制，例如超视距飞行过程中，超出手动遥控范围就无法手动控制飞行；又例如数传电台尚在可以测控的范围内，但是图像已经无法传回来等等。

传统的无人机图像传输系统，均采用广播体制，只能通过前向纠错解决一定的传输误码问题。

传统无人机图像传输系统，只能传输一路图像，或者可以通过开关切换在两路图像中选择一路进行传输。

传统的无人机图像传输系统，采用广播体制，无法进行组网。

实用新型内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种结构简单、效率高且安全可靠的无人机无线数据发送装置。

本实用新型提供了一种无人机无线数据发送装置，包括箱体以及箱盖，所述箱体和所述箱盖通过螺栓紧固连接，所述箱体沿宽度方向的一端面设置有多个接口，所述箱体沿宽度方向的另一端面设置有天线接口，所述箱体内设置有主板、通信板以及接口板，所述通信板和所述接口板分别与所述主板通信连接，其中：

所述主板上设置有CPU应用处理器、RAM存储模块、电源管理模块、第一通信板接口、接口板接口、网络接口模块以及电源接口模块，所述RAM存储模块、电源管理模块、第一通信板接口、接口板接口、网络接口模块以及电源接口模块分别与所述CPU应用处理器通信连接，所述电源管理模块与所述电源接口模块相连；

所述通信板上设置有FPGA通信处理器、基带处理模块、射频收发模块、第一天线接口模块、第一主板接口以及扩展板接口，所述基带处理模块、射频收发模块、第一天线接口模块、第一主板接口以及扩展板接口分别与所述FPGA通信处理器通信连接，所述通信板上的第一主板接口与所述主板上的第一通信板接口相连；

所述接口板上设置有第二主板接口、PPM接口模块、COM1接口模块以及COM2接口模块，所述接口板上的第二主板接口与所述主板上的接口板接口相连。

进一步的，所述箱体内还设置有射频扩展板，所述射频扩展板上设置有射频扩展模块、第二天线接口以及第二通信板接口，所述第二天线接口以及第二通信板接口分别与所述射频扩展模块通信连接，所述射频扩展板上的第二通信板接口与所述通信板上的扩展板接口相连。

进一步的，多个所述接口分别为PPM接口、COM1接口、COM2接口、电源接口以及网络接口，所述PPM接口与所述PPM接口模块相连，所述COM1接口与所述COM1接口模块相连，所述COM2接口与所述COM2接口模块相连，所述电源接口与所述电源接口模块相连，所述网络接口与所述网络接口模块相连。

进一步的，所述网络接口设置在所述电源接口的左侧，所述PPM接口、COM1接口以及COM2接口设置在一条直线上且位于所述网络接口和电源接口的上方，所述PPM接口设置在所述电源接口的左侧，通过所述电源接口为无人机无线数据发送装置提供电源，所述网络接口和所述电源接口之间还设置有多个指示灯，多个所述指示灯位于一条直线上。

进一步的，所述箱体的形状为长方形，所述箱体开口端沿长度方向两侧向外延伸均设置有安装部。

进一步的，所述安装部上均匀设置有多个第一安装孔，所述箱盖通过所述第一安装孔和所述箱体固定连接，所述第一安装孔为螺纹孔。

进一步的，所述箱盖上表面沿长度方向设置有多个相互平行的凹槽，且所述箱盖上表面一侧设置有方形的标签安装区。

进一步的，所述箱盖上表面延长度方向的两侧且与所述第一安装孔相对应的位置设置有第二安装孔，所述第二安装孔为沉头孔。

进一步的，多个所述指示灯为四个指示灯，四个所述指示灯从左至右分别为第一指示灯、第二指示灯、第三指示灯以及第四指示灯。

进一步的，所述箱体上端开口处设置有密封圈，用于对所述箱盖和所述箱体的结合处进行密封。

进一步的，所述箱体上端开口处设置有V形槽或梯形槽，所述密封圈设置在所述V形槽或梯形槽中，所述V形槽或梯形槽上端开口的宽度小于所述密封圈的直径。

进一步的，所述箱盖下表面与所述密封圈相结合的位置设置有倒V形槽或倒梯形槽，所述密封圈设置在所述倒V形槽或倒梯形槽中，所述倒V形槽或梯形槽下端开口的宽度小于所述密封圈的直径。

本实用新型具有以下优点和有益效果：本实用新型提供的一种无人机无线数据发送装置工作于2.4GHz ISM频段，为无人机系统的无线通信应用提供了高清图传、遥测、遥控的一体化解决方案；该装置集成了高速IP网络接口、高速串行数据接口、PPM接口和S.Bus信号传输接口，能够承载传统无人机的所有通信业务，用一套装置即可替代传统方案中图传电台、数传电台、遥控接收机三套设备，可以有效减小机载设备数量、重量、功耗，简化设备连接，避免多种通信设备之间可能存在的电磁兼容问题，使无人机可以搭载更多载荷或飞行更长时间。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的无人机无线数据发送装置的立体结构示意图；

图2为图1中箱盖的立体结构示意图；

图3为图2中箱盖在A-A方向的截面结构示意图；

图4为图1中箱体的立体结构示意图；

图5为图4中箱体在B-B方向的截面结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的无人机无线数据发送装置中箱体内设置的主板的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的无人机无线数据发送装置中箱体内设置的通信板的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的无人机无线数据发送装置中箱体内设置的接口板的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的无人机无线数据发送装置中箱体内设置的视频扩展板的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1至图9所示，本实用新型实施例提供一种无人机无线数据发送装置，该无人机无线数据发送装置可与无人机无线数据接收装置配合使用，且无人机无线数据发送装置设置在地面端，且与遥控器电连接，无人机无线数据接收装置设置在无人机上，可构成一个集远距离高清图传、遥控以及飞控的三合一网络电台，该三合一网络电台工作于2.4GHzISM频段，综合运用了同步通信、高性能差错控制等技术，具有体积小、建链快、带宽高、距离远、上下行信道带宽可分配灵活等特点，并针对无线信道传输高清视频进行了优化，可流畅地传输H.264编码格式的1080P高清视频；可实现了高清图传、遥控和飞控三电台合一，减少了机载无线设备数量，降低了与其他机载设备之间的相互干扰，是新一代无人机宽带数据链的最佳选择；而三合一网络电台具有以下特点：

1、三合一概念：三合一网络电台将上述背景技术中出现常见的无线传输链路集成在一个设备中，仅需要一根天线，就能够支持上述三种无线通信链路；

2、作用距离的一致性：三合一网络电台用一个的无线信道承载三种不同的业务，三种业务的作用距离是一样的，不存在作用距离限制的短板；

3、双向传输带来的抗干扰能力：三合一网络电台的图像传输通过双向的TCP/IP通道实现，在TCP层面上可通过丢包重传使得图像传输更加流畅，抗干扰能力较强；

4、多路图像同传的能力：三合一网络电台的下行信道带宽高达6Mbps，只要多路图像占用的总带宽在6Mbps以内，就可以通过三合一电台同时传输，给实际应用提供了极大的扩展性；

5、具备更多的组网模式：三合一网络电台可以实现点对点、点对多点、中继等组网功能。

本实用新型实施例提供的一种无人机无线数据发送装置，其包括箱体100以及箱盖200，所述箱体100和所述箱盖200通过螺栓紧固连接，所述箱体100沿宽度方向的一端面设置有多个接口，所述箱体100沿宽度方向的另一端面设置有天线接口111，所述箱体100内设置有主板300、通信板400以及接口板600，所述通信板400和所述接口板600分别与所述主板300通信连接，其中：所述主板300用于完成用户数据的转发以及协议转换，同时将用户数据通过无线通信链路传输到对端；实现点对点、点对多点、中继转发的组网功能，采用选择重传的ARQ的技术进行无线信道的差错控制，提高无线传输的可靠性；主板300上设置有CPU应用处理器304、RAM存储模块302、电源管理模块301、第一通信板接口306、接口板接口303、网络接口模块307以及电源接口模块305，所述RAM存储模块302、电源管理模块301、第一通信板接口306、接口板接口303、网络接口模块307以及电源接口模块305分别与所述CPU应用处理器304通信连接，所述电源管理模块301与所述电源接口模块305相连；所述通信板400完成该装置的无线通信核心功能，包括通信协议控制、信号处理、收发控制、网同步、差错控制、发射功率控制、用户接口等，所述通信板400上设置有FPGA通信处理器402、基带处理模块403、射频收发模块406、第一天线接口模块404、第一主板接口405以及扩展板接口401，其中，FPGA通信处理器402采用FPGA作为载体，内部代码完全为自主设计，可以根据需要灵活修改，所述基带处理模块403、射频收发模块406、第一天线接口模块404、第一主板接口405以及扩展板接口401分别与所述FPGA通信处理器402通信连接，所述通信板400上的第一主板接口405与所述主板300上的第一通信板接口306相连；所述接口板600用于完成用户数据的接入，信号隔离、电平转换等功能，上述接口板600上设置有第二主板接口601、PPM接口模块602、COM1接口模块603以及COM2接口模块604，所述接口板600上的第二主板接口601与所述主板300上的接口板接口303相连。

本实用新型实施例提供的无人机无线数据发送装置，所述箱体100内还设置有射频扩展板500，其用于完成功率放大以及频率变换等功能，所述射频扩展板500上设置有射频扩展模块501、第二天线接口502以及第二通信板接口503，所述第二天线接口502以及第二通信板接口503分别与所述射频扩展模块501通信连接，所述射频扩展板500上的第二通信板接口503与所述通信板400上的扩展板接口401相连。

本实用新型实施例提供的无人机无线数据发送装置，多个所述接口分别为PPM接口110、COM1接口109、COM2接口108、电源接口107以及网络接口102，所述PPM接口110与所述PPM接口模块602相连，所述COM1接口109与所述COM1接口模块603相连，所述COM2接口108与所述COM2接口模块604相连，所述电源接口107与所述电源接口模块305相连，所述网络接口102与所述网络接口模块307相连。

本实用新型实施例提供的无人机无线数据发送装置，所述网络接口102设置在所述电源接口107的左侧，所述PPM接口110、COM1接口109以及COM2接口108设置在一条直线上且位于所述网络接口102和电源接口107的上方，所述PPM接口110设置在所述电源接口107的左侧，通过所述电源接口107为无人机无线数据发送装置提供电源，所述网络接口102和所述电源接口107之间还设置有多个指示灯，多个所述指示灯位于一条直线上。

本实用新型实施例提供的无人机无线数据发送装置，所述箱体100的形状为长方形，所述箱体100开口端沿长度方向两侧向外延伸均设置有安装部101，箱体通过安装部101和箱盖200紧固连接，同时也方便后期的维护。

本实用新型实施例提供的无人机无线数据发送装置，所述安装部101上均匀设置有多个第一安装孔112，所述箱盖200通过所述第一安装孔112和所述箱体100固定连接，且所述第一安装孔112为螺纹孔。

本实用新型实施例提供的无人机无线数据发送装置，所述箱盖200上表面沿长度方向设置有多个相互平行的凹槽203，且所述箱盖200上表面一侧设置有方形的标签安装区201。

本实用新型实施例提供的无人机无线数据发送装置，所述箱盖200上表面延长度方向的两侧且与所述第一安装孔112相对应的位置设置有第二安装孔202，且所述第二安装孔202为沉头孔，箱盖200通过第二安装孔202和第一安装孔112与箱体100螺栓连接，方便前期的组装调试以及后期的维护。

本实用新型实施例提供的无人机无线数据发送装置，多个所述指示灯为四个指示灯，四个所述指示灯从左至右分别为第一指示灯103、第二指示灯104、第三指示灯105以及第四指示灯106。

本实用新型实施例提供的无人机无线数据发送装置，所述箱体100上端开口处设置有密封圈(图中未示出)，用于对所述箱盖200和所述箱体100的结合处进行密封，进而提高该箱体和箱盖之间的防水性能。

作为上述实施例的优选实施方式，所述箱体100上端开口处设置有V形槽113或梯形槽，可优选为V形槽113，如图5所示，所述密封圈设置在所述V形槽113中，所述V形槽113上端开口的宽度小于所述密封圈的直径；同时，所述箱盖200下表面与所述密封圈相结合的位置设置有倒V形槽204或倒梯形槽，可优选为倒V形槽204，如图3所示，所述密封圈设置在所述倒V形槽中，所述倒V形槽下端开口的宽度小于所述密封圈的直径，可进一步提高箱体100和箱盖200的防水性能。

本实用新型实施例提供的一种无人机无线数据发送装置主要具有以下特点：

1、体积小、重量轻、功耗低

无人机无线数据发送装置为适应无人机应用需求，设置了遥控器PPM接口和RS232接口，优化设计了电路、结构，外部尺寸仅为110mm×63mm×27.5mm，单端重量＜160g，功耗＜6W，适合集成于各类无人机平台和地面站设备。

2、传输距离远

无人机无线数据发送装置综合采用高性能数字调制解调、高效差错控制等技术，实现远距离可靠数据传输。在通视条件下，地面端使用14dBi高增益定向天线，机载端使用6dBi全向天线，最大通信距离超过30Km。

3、综合业务承载能力

通过高速IP网络接口的引入，使无人机系统的通信功能具备了前所未有的灵活性和可扩展性，可以不受通信传输设备的限制任意更换具有IP网络接口的载荷，更可以实现多种载荷数据同时传输，一台无人机就是一个多业务平台。

4、数据传输速率高

无人机无线数据发送装置空中接口速率最大为10Mbps，可以提供下行最高6Mbps的IP数据传输能力，能够同时传输一路H.264/H.265压缩的1080P高清数字视频和一路红外数字视频，也可以实时回传机载设备拍摄的静态图像。

5、通信建立/恢复快

无人机无线数据发送装置开机后可以快速建立通信连接，信号中断到恢复的时间小于10ms，将通信中断造成的影响降到最低。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种无人机无线数据发送装置，其特征在于：包括箱体以及箱盖，所述箱体和所述箱盖通过螺栓紧固连接，所述箱体沿宽度方向的一端面设置有多个接口，所述箱体沿宽度方向的另一端面设置有天线接口，所述箱体内设置有主板、通信板以及接口板，所述通信板和所述接口板分别与所述主板通信连接，其中：

所述主板上设置有CPU应用处理器、RAM存储模块、电源管理模块、第一通信板接口、接口板接口、网络接口模块以及电源接口模块，所述RAM存储模块、电源管理模块、第一通信板接口、接口板接口、网络接口模块以及电源接口模块分别与所述CPU应用处理器通信连接，所述电源管理模块与所述电源接口模块相连；

所述通信板上设置有FPGA通信处理器、基带处理模块、射频收发模块、第一天线接口模块、第一主板接口以及扩展板接口，所述基带处理模块、射频收发模块、第一天线接口模块、第一主板接口以及扩展板接口分别与所述FPGA通信处理器通信连接，所述通信板上的第一主板接口与所述主板上的第一通信板接口相连；

所述接口板上设置有第二主板接口、PPM接口模块、COM1接口模块以及COM2接口模块，所述接口板上的第二主板接口与所述主板上的接口板接口相连。

2.根据权利要求1所述的无人机无线数据发送装置，其特征在于，所述箱体内还设置有射频扩展板，所述射频扩展板上设置有射频扩展模块、第二天线接口以及第二通信板接口，所述第二天线接口以及第二通信板接口分别与所述射频扩展模块通信连接，所述射频扩展板上的第二通信板接口与所述通信板上的扩展板接口相连。

3.根据权利要求2所述的无人机无线数据发送装置，其特征在于，多个所述接口分别为PPM接口、COM1接口、COM2接口、电源接口以及网络接口，所述PPM接口与所述PPM接口模块相连，所述COM1接口与所述COM1接口模块相连，所述COM2接口与所述COM2接口模块相连，所述电源接口与所述电源接口模块相连，所述网络接口与所述网络接口模块相连。

4.根据权利要求3所述的无人机无线数据发送装置，其特征在于，所述网络接口设置在所述电源接口的左侧，所述PPM接口、COM1接口以及COM2接口设置在一条直线上且位于所述网络接口和电源接口的上方，所述PPM接口设置在所述电源接口的左侧，通过所述电源接口为无人机无线数据发送装置提供电源，所述网络接口和所述电源接口之间还设置有多个指示灯，多个所述指示灯位于一条直线上。

5.根据权利要求1所述的无人机无线数据发送装置，其特征在于，所述箱体的形状为长方形，所述箱体开口端沿长度方向两侧向外延伸均设置有安装部。

6.根据权利要求5所述的无人机无线数据发送装置，其特征在于，所述安装部上均匀设置有多个第一安装孔，所述箱盖通过所述第一安装孔和所述箱体固定连接，所述第一安装孔为螺纹孔。

7.根据权利要求1所述的无人机无线数据发送装置，其特征在于，所述箱盖上表面沿长度方向设置有多个相互平行的凹槽，且所述箱盖上表面一侧设置有方形的标签安装区。

8.根据权利要求6所述的无人机无线数据发送装置，其特征在于，所述箱盖上表面延长度方向的两侧且与所述第一安装孔相对应的位置设置有第二安装孔，所述第二安装孔为沉头孔。

9.根据权利要求4所述的无人机无线数据发送装置，其特征在于，多个所述指示灯为四个指示灯，四个所述指示灯从左至右分别为第一指示灯、第二指示灯、第三指示灯以及第四指示灯。

10.根据权利要求1所述的无人机无线数据发送装置，其特征在于，所述箱体上端开口处设置有密封圈，用于对所述箱盖和所述箱体的结合处进行密封。

11.根据权利要求10所述的无人机无线数据发送装置，其特征在于，所述箱体上端开口处设置有V形槽或梯形槽，所述密封圈设置在所述V形槽或梯形槽中，所述V形槽或梯形槽上端开口的宽度小于所述密封圈的直径。

12.根据权利要求11所述的无人机无线数据发送装置，其特征在于，所述箱盖下表面与所述密封圈相结合的位置设置有倒V形槽或倒梯形槽，所述密封圈设置在所述倒V形槽中，所述倒V形槽或梯形槽下端开口的宽度小于所述密封圈的直径。