CN208158616U - 无人机数据传输系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种无人机数据传输系统。无人机数据传输系统，包括：设于监控中心的控制器，安装在输电线路各个铁塔上的第一网桥设备，以及部署于变电站的第二网桥设备；所述控制器通过所述第二网桥设备与所述第一网桥设备相连接；所述第二网桥设备还与设于监控中心的监控装置相连接；所述控制器用于通过控制各个所述第一网桥与所述第二网桥设备进行无线网络的桥接，为无人机数据传输至所述监控装置提供通信通道。上述系统设备为无人机数据提供实时回传的通信通道，设于监控中心的监控装置可以通过该通道实时获取无人机数据。
Description
技术领域
本申请涉及远程通信技术领域，特别是涉及一种无人机数据传输系统。
背景技术
电力系统中存在大量输电线路，随着无人机技术的发展与应用，输电线路的日常巡检正在逐步采用无人机搭载可见光相机、红外相机、激光雷达等技术解决巡检过程可视化的问题。
目前，无人机在巡检过程中，可以采集到可视化的无人机数据。无人机数据会先在搭载无人机的采集终端上进行本地临时保存，再集中将临时保存的无人机数据导出到监控中心的服务器上进行分析和处理。因此，无法实时获取无人机数据进行分析和处理。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实时获取无人机数据进行分析和处理的无人机数据传输系统。
一种无人机数据传输系统，包括：
设于监控中心的控制器，安装在输电线路各个铁塔上的第一网桥设备，以及部署于变电站的第二网桥设备；
所述控制器通过所述第二网桥设备与所述第一网桥设备相连接；所述第二网桥设备还与设于监控中心的监控装置相连接；
所述控制器用于通过控制各个所述第一网桥与所述第二网桥设备进行无线网络的桥接，为无人机数据传输至所述监控装置提供通信通道。
在一个实施例中，所述的无人机数据传输系统，还包括：数据传输设备；
所述数据传输设备与距离所述数据传输设备最近的所述第一网桥设备相连接；
所述数据传输设备通过所述第一网桥设备接入所述通信通道，将采集到的无人机数据通过所述通信通道发送给所述第二网桥设备，所述第二网桥设备将所述无人机数据发送给所述监控装置。
在一个实施例中，所述的无人机数据传输系统，所述数据传输设备还用于接收所述监控装置发送的控制指令，并将所述控制指令通过串口发送给飞控装置。
在一个实施例中，所述的无人机数据传输系统，同一个铁塔上的所述第一网桥设备的数量为两个；
同一个铁塔上的所述第一网桥设备之间通过有线方式进行连接，不同铁塔上的所述第一网桥设备之间通过无线方式进行连接。
在一个实施例中，所述的无人机数据传输系统，部署于变电站的所述第二网桥设备的数量为一个；
所述第二网桥设备与距离变电站最近的所述第一设备通过无线方式进行连接，并与所述控制器通过有线方式进行连接。
在一个实施例中，所述的无人机数据传输系统，各个所述第一网桥设备的天线为定向天线。
在一个实施例中，所述的无人机数据传输系统，各个所述第一网桥设备包括多个不同的工作频段。
在一个实施例中，所述的无人机数据传输系统，所述第二网桥的设备天线为定向天线。
在一个实施例中，所述的无人机数据传输系统，所述第二网桥设备包括多个不同的工作频段。
在一个实施例中，所述的无人机数据传输系统，还包括：设于各个铁塔上的蓄电池；
所述蓄电池为铁塔上的所述第一网桥设备提供电源。
上述无人机数据传输系统，通过设于监控中心的控制器，安装在输电线路各个铁塔上的第一网桥设备，以及部署于变电站的第二网桥设备为无人机数据提供实时回传的通信通道，设于监控中心的监控装置可以通过该通道实时获取无人机数据。
附图说明
图1图1为一个实施例中无人机数据传输系统示意图；
图2为另一个实施例中无人机数据传输系统示意图；
图3为又一个实施例中无人机数据传输系统示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中的无人机数据传输系统，如图1所示，包括：包括设于监控中心108的控制器101，安装在输电线路各个铁塔107上的第一网桥设备102，以及变电站106的第二网桥设备103；图1中的双箭头虚线代表无线连接。监控装置106可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。在本发明的施例中，以控制器101为AC(Wireless Access Point Controller，无线)控制器，监控装置106为PC机(personal computer，个人计算机)为例，进行详细说明。
控制器101通过第二网桥设备103与第一网桥设备102相连接；其中，第二网桥设备103还与设于监控中心108的监控装置105相连接；控制器101用于通过控制各个第一网桥设备102与第二网桥设备103进行无线网络的桥接，为无人机数据传输至监控装置提供通信通道。
在上述实施例中，AC控制器和第二网桥设备103之间可以通过交换机进行连接，交换机用于电或光信号转发的网络设备，可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。
上述实施例，通过设于监控中心的控制器，安装在输电线路各个铁塔上的第一网桥设备，以及部署于变电站的第二网桥设备为无人机数据提供实时回传的通信通道，设于监控中心的监控装置可以通过该通道实时获取无人机数据。
在一个实施例中的无人机数据传输系统，如图2所示，除了图1中的各个装置外，还包括无人机上搭载的数据传输设备104；在本发明的施例中，以数据传输设备为图传装置为例进行详细说明。其中，图传装置用于采集无人机作业现场的视频图像。
控制器用于控制各个第一网桥设备102与第二网桥设备103进行无线网络的桥接，为无人机数据传输提供通信通道；数据传输设备104通过通信通道将无人机数据传输至监控装置。其中，数据传输设备104与距离数据传输设备最近的第一网桥设备相连接；数据传输设备通过第一网桥设备接入通信通道，将采集到的无人机数据通过通信通道发送给第二网桥设备103，第二网桥设备103将无人机数据发送给监控装置106。
在上述实施例中，无人机可以采用高清摄像机通过HDMI接口(High DefinitionMultimedia Interface，高清晰度多媒体接口)输出视频信号到远程图传装置，再由图传装置将原始视频信号处理为特定格式的视频流。图传装置可以通过WiFi接入到输电线路上的通信系统，并且在图传装置中建立TCPServer服务器，监听特定的端口，远程控制中心可以通过特定的软件连接到TCP服务器，请求视频流传输。最后，可以通过图传装置的网络系统将该视频以某种网络协议传输给接收端。控制器可以为AC控制器，数据传输设备104可以为图传装置，监控装置106可以为PC机，可以在图传装置中建立TCP Server，监听特定的端口。在通信通道建立以后，设于监控中心的PC机可以通过特定的软件采用TCP Client(Transmission Control Protocol Client，传输控制协议客户端)接入到图传装置中的TCP Server，根据相应的数据传输协议，获取数据流，再进行解码和播放。当无人机数据为视频数据时，可以根据相应的视频传输协议，获取视频流，再进行解码和播放，也可以同时将视频码流根据时间序列存储到文件，还可以每小时保存为一个独立文件。
数据传输过程中可以解决两个核心问题，一个是HDMI原始视频信号到特定格式的视频格式的转换，即视频编码工作；一个是将编码好的视频，以某种网络传输协议传送给远程接收装置。为减少网络数据传输的压力，视频压缩可以采用压缩比较高的H264或者H265格式。网络视频传输的标准协议可以采用mms，rtp，rtsp，http等协议，通过调整传输过程的缓存等参数，实现视频的最小延迟。
上述实施例，通过设于监控中心的控制器，安装在输电线路各个铁塔上的第一网桥设备，以及部署于变电站的第二网桥设备为无人机数据提供实时回传的通信通道，数据传输设备通过通信通道将无人机数据传输至监控装置，可以实现无人机数据的实时回传，可以实现无人机在输电线路的现场实时回传视频数据，还能够远程实时保存无人机作业现场视频图像。
在一个实施例中，无人机数据传输系统中的所述数据传输设备还用于接收所述监控装置发送的控制指令，并将所述控制指令通过串口发送给飞控装置。
在上述实施例中，无人机的运行控制可以由飞控系统来实现。飞控系统有S-Bus(系统总线)接收通道。通过S-Bus协议解析，在对应的控制通道上转换为PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)控制电机转动，从而驱动相应的动作装置执行作业。还可以在无人机的图传装置中，再建立一个TCP Sever，用来接收远程的控制数据，无人机的图传装置中还具备一个串行通信接口，该接口物理层符合S-Bus总线的物理层规范。远程控制软件通过TCP Client与远程图传装置的TCP Server建立连接，再通过软件模拟多个通道的运动数据，传给图传装置。图传装置再从串口将数据发送给飞控装置，从而实现远程控制命令的实时下发。
上述实施例，通过设于监控中心的控制器，安装在输电线路各个铁塔上的第一网桥设备，以及部署于变电站的第二网桥设备为无人机数据提供实时回传的通信通道，数据传输设备通过通信通道将无人机数据传输至监控装置，可以实现无人机数据的实时回传，可以实现输电线路远程实时视频监视与无人机动作控制功能。
在一个实施例中，无人机数据传输系统，如图3所示，示出了两个铁塔，分别为铁塔107a和铁塔107b，同一个铁塔上的第一网桥设备的数量可以为两个，铁塔107a上包括第一网桥设备102a和第一网桥设备102a，铁塔107b上包括第一网桥设备102c和第一网桥设备102d；图3中的双箭头实线代表有线连接，双箭头实线代表无线连接。同一个铁塔上的第一网桥设备之间通过有线方式进行连接，不同铁塔上的第一网桥设备之间通过无线方式进行连接。
在上述实施例中，同一个铁塔上的第一网桥设备之间可以通过千兆以太网连接。整个系统中，端到端的传输带宽实际上由两个网桥的无线桥接性能决定。在一个铁塔上，背靠背的两个第一网桥之间通过千兆以太网用有线方式连接。远端网络也是通过千兆以太网连接。因此，一对无线网桥的带宽与时延决定了整个网络的性能与吞吐量。
上述实施例，通过设于监控中心的控制器，安装在输电线路各个铁塔上的第一网桥设备，以及部署于变电站的第二网桥设备为无人机数据提供实时回传的通信通道，数据传输设备通过通信通道将无人机数据传输至监控装置，可以实现无人机数据的实时回传，可以实现输电线路远程实时视频监视与无人机动作控制功能。
在一个实施例中，无人机数据传输系统，部署于变电站的所述第二网桥设备的数量为一个；所述第二网桥设备与距离变电站最近的所述第一设备通过无线方式进行连接，并与所述控制器通过有线方式进行连接。
在上述实施例中，第二网桥设备可以再通过千兆以太网接入变电站内的光通信网络，最后接入远端控制中心。在远端控制中心部署AC控制器，用于控制整条线路上的无线网桥的AP，用来实现无人机在穿过两个AP的边界时无缝漫游。
上述实施例，通过设于监控中心的控制器，安装在输电线路各个铁塔上的第一网桥设备，以及部署于变电站的第二网桥设备为无人机数据提供实时回传的通信通道，数据传输设备通过通信通道将无人机数据传输至监控装置，可以实现无人机数据的实时回传，可以实现输电线路远程实时视频监视与无人机动作控制功能。
在一个实施例中，人机数据传输系统中各个所述第一网桥设备的天线为可以为定向天线。
第一网桥设备可以采用定向天线，定向天线的参考覆盖范围相对全向参考覆盖范围更大，可以为5公里～10公里，而全向天线覆盖范围只有1公里～2公里。铁塔与铁塔之间的间隔大约为5公里～10公里，故本实施例中的第一网桥设备可以采用定向天线。
在上述实施例中，第二网桥设备都可以采用定向天线，定向天线的参考覆盖范围相对全向参考覆盖范围更大，可以为5公里～10公里，而全向天线覆盖范围只有1公里～2公里。铁塔与铁塔之间的间隔大约为5公里～10公里，故本实施例中的网桥设备可以采用定向天线。
上述实施例，通过设于监控中心的控制器，安装在输电线路各个铁塔上的第一网桥设备，以及部署于变电站的第二网桥设备为无人机数据提供实时回传的通信通道，数据传输设备通过通信通道将无人机数据传输至监控装置，可以实现无人机数据的实时回传，可以实时获取无人机数据进行分析和处理。
在一个实施例中，所述的无人机数据传输系统，各个所述第一网桥设备包括多个不同的工作频段。例如，可以包括两个不同的频段：第一频段和第二频段，其中，第一频段用于配置成无线访问接入点；控制器用于控制不同网桥设备的无线访问接入点，使无人机在不同网桥设备之间无缝漫游。第二频段用于承载数据回传；无人机设备在漫游状态下通过第二频段将无人机数据回传至监控装置。
上述实施例中，每个网桥设备可以包括两个工作频段，例如，可以包括2.4G和5.8G两个免申请的WiFi频段。其中第二频段用作无线网桥，用来承载数据回传；第一频段用作AP功能，接收无人机图像传输与控制数据。可以根据作业现场的无人机或者其他作业终端在现场或者远程进行配置。例如，若无人机的机载设备的无线网络接入点的工作频段为5.8G，则无线网桥采用2.4G频段作为回传通道。当该无线网桥近距离最高速率可达到大约800Mbps，距离在5公里以内，速率可达100Mbsp，距离在10公里以内，速率可达50Mbps。采用QOS(Quality of Service，服务质量)优化技术，一对网桥的无线回传时延最小约为5毫秒，双向丢包大约为0。同一铁塔的背靠背网桥千兆以太网的延迟同样低于1毫秒，双向丢包大约为0。这样，每一个网桥产生的延迟不超过6毫秒，多跳网络的带宽与时延都是可以预知的。不采用专门的QOS优化技术时，每一对网桥的无线回传时延迟约为20-30毫秒。
上述实施例在输变电线路上，无线网桥多跳的时延和带宽都可以有效保证。在该网络结构下，数据远传的时延是确定并且可预知的。这样，在该网络上，除保障视频传输之外，还可以承载实时控制业务，用于无人机与作业机器人的实时控制，能够实现远程下发无人机的控制信号。
在一个实施例中，所述的无人机数据传输系统，各个所述第二网桥设备包括多个不同的工作频段。其中一个频段可以用作AP功能，接收无人机图像传输与控制数据。
上述实施例中，在变电站部署的第二网桥设备，在接收其距离最近铁塔上的第一网桥设备的回传数据之后，该网桥可以再通过千兆以太网接入变电站内的光通信网络，最后接入远端控制中心(监控中心)。可以在远端控制中心部署AC控制器，用于控制整条线路上的无线网桥的AP(WirelessAccessPoint，无线访问接入点)功能，用来实现无人机在穿过两个AP的边界时无缝漫游。
上述实施例，通过设于监控中心的控制器，安装在输电线路各个铁塔上的第一网桥设备，以及部署于变电站的第二网桥设备为无人机数据提供实时回传的通信通道，数据传输设备通过通信通道将无人机数据传输至监控装置，可以实现无人机数据的实时回传，可以实时获取无人机数据进行分析和处理。
在一个实施例中，各个铁塔上还可以安装有蓄电池；所述蓄电池为铁塔上的所述第一网桥设备提供电源。在本实施例中，还可以通过风光能源采集装置采集能源，为各个网桥设备提供能源。
上述实施例，通过设于监控中心的控制器，安装在输电线路各个铁塔上的第一网桥设备，以及部署于变电站的第二网桥设备为无人机数据提供实时回传的通信通道，数据传输设备通过通信通道将无人机数据传输至监控装置，可以实现无人机数据的实时回传，可以实时获取无人机数据进行分析和处理。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种无人机数据传输系统，其特征在于，包括：
设于监控中心的控制器，安装在输电线路各个铁塔上的第一网桥设备，以及部署于变电站的第二网桥设备；
所述控制器通过所述第二网桥设备与所述第一网桥设备相连接；所述第二网桥设备还与设于监控中心的监控装置相连接；
所述控制器用于通过控制各个所述第一网桥与所述第二网桥设备进行无线网络的桥接，为无人机数据传输至所述监控装置提供通信通道。
2.根据权利要求1所述的无人机数据传输系统，其特征在于，还包括：数据传输设备；
所述数据传输设备与距离所述数据传输设备最近的所述第一网桥设备相连接；
所述数据传输设备通过所述第一网桥设备接入所述通信通道，将采集到的无人机数据通过所述通信通道发送给所述第二网桥设备，所述第二网桥设备将所述无人机数据发送给所述监控装置。
3.根据权利要求2所述的无人机数据传输系统，其特征在于，所述数据传输设备还用于接收所述监控装置发送的控制指令，并将所述控制指令通过串口发送给飞控装置。
4.根据权利要求2所述的无人机数据传输系统，其特征在于，同一个铁塔上的所述第一网桥设备的数量为两个；
同一个铁塔上的所述第一网桥设备之间通过有线方式进行连接，不同铁塔上的所述第一网桥设备之间通过无线方式进行连接。
5.根据权利要求2所述的无人机数据传输系统，其特征在于，部署于变电站的所述第二网桥设备的数量为一个；
所述第二网桥设备与距离变电站最近的第一设备通过无线方式进行连接，并与所述控制器通过有线方式进行连接。
6.根据权利要求4所述的无人机数据传输系统，其特征在于，各个所述第一网桥设备的天线为定向天线。
7.根据权利要求4所述的无人机数据传输系统，其特征在于，各个所述第一网桥设备包括多个不同的工作频段。
8.根据权利要求5所述的无人机数据传输系统，其特征在于，所述第二网桥的设备天线为定向天线。
9.根据权利要求5所述的无人机数据传输系统，其特征在于，所述第二网桥设备包括多个不同的工作频段。
10.根据权利要求1至9任一项所述的无人机数据传输系统，其特征在于，还包括：设于各个铁塔上的蓄电池；
所述蓄电池为铁塔上的所述第一网桥设备提供电源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820556054.XU CN208158616U (zh) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | 无人机数据传输系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820556054.XU CN208158616U (zh) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | 无人机数据传输系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN208158616U true CN208158616U (zh) | 2018-11-27 |
Family
ID=64378447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201820556054.XU Active CN208158616U (zh) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | 无人机数据传输系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN208158616U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111030307A (zh) * | 2020-01-02 | 2020-04-17 | 广东电网有限责任公司 | 一种应用于输电线路基站的状态监测系统及监测方法 |
-
2018
- 2018-04-17 CN CN201820556054.XU patent/CN208158616U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111030307A (zh) * | 2020-01-02 | 2020-04-17 | 广东电网有限责任公司 | 一种应用于输电线路基站的状态监测系统及监测方法 |
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