CN208477381U - 一种无人机监控系统、无人机和飞行控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于无人机技术领域，公开了一种无人机监控系统、无人机和飞行控制器,其中所述系统包括设置在飞行控制器上的控制器子系统和设置在无人机上的无人机子系统，其中无人机子系统包括第一LoRa模块和飞控处理器，第一LoRa模块用于与飞行控制器的第二LoRa模块无线通信，飞控处理器用于通过第一LoRa模块接收飞行控制器发出的控制信号，根据控制信号控制无人机；控制器子系统包括第二LoRa模块和控制器，第二LoRa模块用于与第一LoRa模块无线通信；控制器用于通过第二LoRa模块向无人机发送控制信号。本申请采用LoRa技术实现了无人机子系统与控制器子系统之间的通信，扩大了监控的范围，同时和GPRS和NB‑IOT技术相比，LoRa技术监控效果更稳定，投入的成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机监控系统、无人机和飞行控制器。
背景技术
目前，无人机的远程控制和监控主要依赖wifi、GPRS或者NB-IOT等技术，如专利号为CN107404347，公开了一种基于NB-IOT技术的无人机监控系统及方法。但是通过wifi技术的实现的无人机的控制和监控的范围比较近，当距离远时信号变弱，监控效果不理想。而GPRS和NB-IOT技术都要依附于运营商，需要付给运营商相对应的服务费用，同时受到运营商覆盖范围以及网络情况的限制，无人机的监控以及数据回传会因运营商的网络情况出现不稳定的情况，导致监控效果不理想。因此目前的现有技术的无人机监控主要存在成本较高、监控效果不理想且监控的范围较近的技术问题。
实用新型内容
为了解决现有技术的无人机监控系统，监控范围近、成本高的技术问题，本实用新型提供一种无人机监控系统、无人机和飞行控制器，具体技术方案包括：
一种无人机监控系统,包括设置在飞行控制器上的控制器子系统和设置在无人机上的无人机子系统；
所述无人机子系统包括：
第一LoRa模块，用于与飞行控制器的第二LoRa模块无线通信；
与第一LoRa模块电连接的飞控处理器，用于通过第一LoRa模块接收飞行控制器发出的控制信号，根据所述控制信号控制无人机；
所述控制器子系统包括：
第二LoRa模块，用于与所述第一LoRa模块无线通信；
控制器，用于通过第二LoRa模块向无人机发送控制信号。
其中，所述无人机子系统还包括与所述飞控处理器电连接的信号监测模块，用于监测LoRa信号的强度并输出给所述飞控处理器。
其中，所述无人机子系统还包括：
定位模块，用于获取无人机当前的定位信息；
存储模块，用于存储无人机飞行数据，所述飞行数据包括飞行轨迹、地图及地理位置信息中的至少一种；
所述定位模块和存储模块均与飞控处理器电连接；所述飞控处理器还用于判断信号监测模块监测的LoRa信号的强度在预设时间段内是否均小于预设信号值，若是，则控制无人机按照存储模块中存储的飞行轨迹返航。
其中，还包括LoRa地面站，用于对第一LoRa模块与第二LoRa模块之间的数据进行无线传输，以增大所述第一LoRa模块与第二LoRa模块之间的通信距离。
一种无人机，包括：
第一LoRa模块，用于与飞行控制器的第二LoRa模块无线通信；
与第一LoRa模块电连接的飞控处理器，用于通过第一LoRa模块接收飞行控制器发出的控制信号，根据所述控制信号控制无人机。
其中，还包括与所述飞控处理器电连接的信号监测模块，用于监测LoRa信号的强度并输出给所述飞控处理器。
其中，还包括与所述飞控处理器电连接的存储模块，用于存储无人机飞行数据，所述飞行数据包括飞行轨迹、地图及地理位置信息中的至少一种。
其中，所述飞控处理器还用于判断信号监测模块监测的LoRa信号的强度在预设时间段内是否均小于预设信号值，若是，则控制无人机按照存储模块中存储的飞行轨迹返航。
其中，还包括与所述飞控处理器电连接的定位模块，用于获取无人机当前的定位信息。
一种无人机的飞行控制器，包括：
第二LoRa模块，用于与无人机的LoRa模块无线通信；
控制器，用于通过第二LoRa模块向无人机发送控制信号。
本实用新型提供的无人机监控系统，采用LoRa技术实现了无人机子系统与控制器子系统之间的通信，扩大了对无人机的控制和监控的范围；同时和GPRS、NB-IOT技术相比，LoRa技术的信号更稳定，控制和监控的效果更好，且投入的成本低。
附图说明
图1为一实施例中无人机监控系统的结构框图；
图2为另一种实施例中无人机监控系统的结构框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1
本实施例提供一种无人机监控系统，采用LoRa技术实现飞行控制器与无人机之间的通信，其中LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。目前，LoRa主要在全球免费频段运行，包括433、868、915MHz等。
如图1，该监控系统包括无人机和用于控制无人机的飞行控制器。所述飞行控制器包括控制器子系统100，所述无人机包括无人机子系统200。
其中无人机子系统200包括第一LoRa模块204和飞控处理器201，第一LoRa模块204与飞行控制器的第二LoRa模块103通过LoRa协议进行无线通信连接。第一LoRa模块204用于与飞行控制器的第二LoRa模块103无线通信，包括接收飞行控制器的控制信号和向飞行控制器发送无人机的飞行状态。飞控处理器201用于通过第一LoRa模块204接收飞行控制器发出的控制信号，根据控制信号控制无人机。例如，控制信号包括飞行控制指令和数据反馈指令。飞控处理器201用于通过第一LoRa模块204接收到飞行控制指令后，通过控制无人机各个电机的转速来执行所述飞行控制指令，以调整无人机的飞行状态；接收到数据反馈指令后，将无人机的实时飞行数据通过第一LoRa模块204发送给飞行控制器。
其中控制器子系统100包括第二LoRa模块103和控制器102，第二LoRa模块103用于与第一LoRa模块204无线通信，向第一LoRa模块204发送控制信号和接收第一LoRa模块204返回的无人机飞行状态。控制器102用于通过第二LoRa模块103向无人机发送控制信号，控制无人机的飞行状态。
其中，无人机子系统200还包括与飞控处理器201电连接的信号监测模块203，用于监测LoRa信号的强度并输出给飞控处理器201，其中信号监测模块203通过监测第二LoRa模块发出的无线信号强度确定LoRa信号的强度，在另一种实施例中信号监测模块203还可以通过监测LoRa地面站300发送的无线信号来确定LoRa信号的强度，具体的，在第二LoRa模块或LoRa地面站300发送的无线信号中增加一个特定频率的广播信号，当在预设时间段内均未检测到该广播信号，则控制无人机按照存储模块202中存储的飞行轨迹返航。
其中，无人机子系统200还包括定位模块205，定位模块205与飞控处理器201有线连接，用于获取无人机当前的定位信息并将该信息发送给飞控处理器201，本实施例的定位模块205采用GNSS(全球导航卫星系统)来实现，具体为GPS定位技术。无人机子系统200还包括与飞控处理器201有线连接的存储模块202，存储模块202用于存储无人机飞行数据和定位信息等，本实施例中存储模块202采用闪存技术实现，可以快速的实现数据的存储与读取，其中飞行数据包括飞行轨迹、地图及地理位置信息中的至少一种。
其中，飞控处理器201接收到信号监测模块203发送的LoRa信号的强度时，还实时的判断信号监测模块203监测的LoRa信号的强度在预设时间段内是否均小于预设信号值，若是，则控制无人机按照存储模块202中存储的飞行轨迹返航。这样可以防止无人机脱离了飞行控制器可控制的范围。所述预设时间段可根据实际需求或无人机当前的高度、速度等来确定。所述预设信号值可根据需要进行设定，例如，无人机能识别出控制信号所需的最低信号强度值。
在另一种实施例中，如图2，为了增加飞行控制器对无人机的可控范围，还可以在地面合适的位置，例如可控范围的中心位置，设置LoRa地面站300，LoRa地面站300相当于无线基站，增加了LoRa信号的覆盖范围，LoRa地面站300在对第一LoRa模块204与第二LoRa模块103之间的数据进行转发的同时可以放大信号，由此可以增大第一LoRa模块204与第二LoRa模块103之间的通信距离，可以使无人机以飞行控制器为中心的飞行半径增加至50KM或以上，进而达到增加飞行控制器对无人机的可控范围的目的。
在另一种实施例中，控制器子系统还包括显示模块101，可以为显示屏，用来实时显示无人机的飞行状态，使得操作者对无人机飞行轨迹的了解更加直观。
综上所述，本实用新型提供的监控系统通过无人机与LoRa技术的有机结合，实现对超视距飞行无人机状态的远程监控。同时，由于LoRa技术不依靠与运营商网络，与运营商网络解绑，降低了飞行成本，可用频谱资源多，与其他无线网络资源重合少，有效降低其他无线网络对自身的干扰。
实施例2
本实施例提供一种无人机，如图1，包括第一LoRa模块204和飞控处理器201，第一LoRa模块204用于与飞行控制器上的第二LoRa模块无线通信，包括接收飞行控制器的控制信号和向飞行控制器发送无人机的飞行状态。飞控处理器201用于通过第一LoRa模块204接收飞行控制器发出的控制信号，根据控制信号控制无人机。
其中，该无人机还包括与飞控处理器201电连接的信号监测模块203，用于监测LoRa信号的强度并输出给飞控处理器201。
其中，该无人机还包括与飞控处理器201有线连接的存储模块202，存储模块202用于存储无人机的飞行数据，该存储模块202采用闪存，其中飞行数据包括飞行轨迹、地图及地理位置信息中的至少一种。
其中，该无人机还包括定位模块205，定位模块205与飞控处理器201有线连接，用于获取无人机当前的定位信息并将该信息发送给飞控处理器201，飞控处理器201将定位信息存储在存储模块202中，本实施例的定位模块205采用GPS定位技术实现。
其中，飞控处理器201接收到信号监测模块203发送的LoRa信号的强度时，还实时的判断信号监测模块203监测的LoRa信号的强度在预设时间段内是否均小于预设信号值，若是，则控制无人机按照存储模块202中存储的飞行轨迹返航。这样可以防止无人机脱离了飞行控制器可控制的范围。
实施例3
本实施例提供一种无人机的飞行控制器，如图1，包括第二LoRa模块103和控制器102，其中第二LoRa模块103用于与无人机上的第一LoRa模块204无线通信，向第一LoRa模块204发送控制信号同时接收第一LoRa模块204返回的无人机的飞行状态，控制器102用于通过第二LoRa模块103向无人机发送控制信号，控制无人机的飞行状态。
在其他实施例中，该控制器还包括显示模块101，具体为显示屏，显示屏用于实时的显示无人机的飞行状态，使得操作者对无人机飞行轨迹的了解更加直观。
以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种无人机监控系统,其特征在于，包括设置在飞行控制器上的控制器子系统和设置在无人机上的无人机子系统；
所述无人机子系统包括：
第一LoRa模块，用于与飞行控制器的第二LoRa模块无线通信；
与第一LoRa模块电连接的飞控处理器，用于通过第一LoRa模块接收飞行控制器发出的控制信号，根据所述控制信号控制无人机；
所述控制器子系统包括：
第二LoRa模块，用于与所述第一LoRa模块无线通信；
控制器，用于通过第二LoRa模块向无人机发送控制信号。
2.如权利要求1所述的无人机监控系统，其特征在于，所述无人机子系统还包括与所述飞控处理器电连接的信号监测模块，用于监测LoRa信号的强度并输出给所述飞控处理器。
3.如权利要求2所述的无人机监控系统，其特征在于，所述无人机子系统还包括：
定位模块，用于获取无人机当前的定位信息；
存储模块，用于存储无人机飞行数据，所述飞行数据包括飞行轨迹、地图及地理位置信息中的至少一种；
所述定位模块和存储模块均与飞控处理器电连接；所述飞控处理器还用于判断信号监测模块监测的LoRa信号的强度在预设时间段内是否均小于预设信号值，若是，则控制无人机按照存储模块中存储的飞行轨迹返航。
4.如权利要求1所述的无人机监控系统，其特征在于，还包括LoRa地面站，用于对第一LoRa模块与第二LoRa模块之间的数据进行无线传输，以增大所述第一LoRa模块与第二LoRa模块之间的通信距离。
5.一种无人机，其特征在于，包括：
第一LoRa模块，用于与飞行控制器的第二LoRa模块无线通信；
与第一LoRa模块电连接的飞控处理器，用于通过第一LoRa模块接收飞行控制器发出的控制信号，根据所述控制信号控制无人机。
6.如权利要求5所述的无人机，其特征在于，还包括与所述飞控处理器电连接的信号监测模块，用于监测LoRa信号的强度并输出给所述飞控处理器。
7.如权利要求6所述的无人机，其特征在于，还包括与所述飞控处理器电连接的存储模块，用于存储无人机飞行数据，所述飞行数据包括飞行轨迹、地图及地理位置信息中的至少一种。
8.如权利要求7所述的无人机，其特征在于，所述飞控处理器还用于判断信号监测模块监测的LoRa信号的强度在预设时间段内是否均小于预设信号值，若是，则控制无人机按照存储模块中存储的飞行轨迹返航。
9.如权利要求5所述的无人机，其特征在于，还包括与所述飞控处理器电连接的定位模块，用于获取无人机当前的定位信息。
10.一种无人机的飞行控制器，其特征在于，包括：
第二LoRa模块，用于与无人机的LoRa模块无线通信；
控制器，用于通过第二LoRa模块向无人机发送控制信号。
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| CN201820944972.XU CN208477381U (zh) | 2018-06-19 | 2018-06-19 | 一种无人机监控系统、无人机和飞行控制器 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN112130546A (zh) * | 2020-09-22 | 2020-12-25 | 福州职业技术学院 | 一种基于5g的无人飞行器及其控制方法 |
| CN112363536A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-02-12 | 山西嵘曜智能科技有限公司 | 一种无人机控制系统及无人机控制方法 |
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