CN209692754U - 基于电力线载波模块的系留无人机与地面站的通信装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于电力线载波模块的系留无人机与地面站的通信装置，包括地面端、无人机端和两芯系留电缆；地面端包括地面高压电源、共模电感、隔直电容、地面端电力线载波模块、地面站；无人机端包括共模电感、无人机电源系统、飞控、隔直电容、高空端电力线载波模块；地面高压电源通过地面端的共模电感连接两芯系留电缆，两芯系留电缆在无人机端通过共模电感为无人机电源系统提供高压直流电源；地面电力线载波模块与地面站、高空电力线载波模块与飞控之间的通信采用UART接口通信；调制信号分别通过隔直电容接入到两芯系留电缆的两端；通过两个共模电感的调制。本实用新型有效避免通信干扰，提高安全性和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及系留多旋翼无人机以及通信领域，具体为一种利用电力线载波模块通过系留无人机的高压电缆实现无人机飞控与地面站的通信方法。
背景技术
系留无人机是无人机发展史上的一个新的分支，其主要目的是采用地面电源通过电缆将电源源源不断地提供给高空无人机，从而达到全天候24小时长时间滞留。
无人机飞控与地面站的通信目前大多使用数传电台进行通信，而数传的使用频点在433MHZ或915MHZ。在复杂的无线环境中，这两个频点往往会受到电信基站、业余频段的其它无线电干扰，这些干扰对于系留无人机来说是十分致命的。
本实用新型基于电力线载波模块的系留无人机与地面站的通信装置，通过系留无人机的系留电缆以有线的方式实现无人机和地面站的通信。这种通信方式大大增加了系留无人机的可靠性与环境适应性。
实用新型内容
1、实用新型目的。
本实用新型的目的是提供一种利用系留无人机高压电缆实现系留无人机与地面站的通信方式。
本实用新型的另一个目的是避开原有系留无人机采用无线方式与地面站进行通信的方法，进一步提高系留无人机的环境适应性。
2、本实用新型所采用的技术方案。
本实用新型提出了一种基于电力线载波模块的系留无人机与地面站的通信装置，包括地面端、无人机端和两芯系留电缆；
地面端包括地面高压电源、共模电感、隔直电容、地面端电力线载波模块、地面站MCU；
无人机端包括共模电感、无人机电源系统、飞控、隔直电容、高空端电力线载波模块；
地面高压电源通过地面端的共模电感连接两芯系留电缆，两芯系留电缆在无人机端通过共模电感为无人机电源系统提供高压直流电源；
地面电力线载波模块与地面站MCU、高空电力线载波模块与飞控之间的通信采用UART接口直接通信；
地面端电力线载波模块和高空端电力线载波模块相同，上述两个电力线载波模块的调制信号分别通过隔直电容接入到两芯系留电缆的两端；通过两个共模电感的调制，调制后的交流信号只在两芯系留电缆中间传输。
更进一步，共模电感采用大电流高绝缘性的磁环共模电感。
更进一步，在两芯系留电缆上的直流电流达到10A以上。
更进一步，通过共模电感的直流电流在10A以上。
更进一步，地面端电力线载波模块和高空端电力线载波模块采用APLC-I电力线载波模块。
3、本实用新型所产生的技术效果。
本实用新型利用系留无人机现有的高压线缆采用有线方式实现留无人机与地面站的通信，可以有效避免无线环境干扰信号对无人机和地面站之间通信的干扰，提高系留无人机系统的安全性和可靠性。
附图说明
图1为基于电力线载波模块的系留无人机与地面站的通信装置结构示意图。
图2为基于电力线载波模块的系留无人机与地面站的通信装置实施例结构示意图。
具体实施方式
实施例
如图1所示，本实用新型设计的基于电力线载波模块的系留无人机与地面站的通信装置系统结构如下：
其中包括：地面端、无人机端和两芯系留电缆。地面端包括地面高压电源、共模电感、隔直电容、地面端电力线载波模块、地面站MCU；无人机端包括共模电感、无人机电源系统、飞控、隔直电容、高空端电力线载波模块。地面高压电源通过地面端共模电感连接两芯系留电缆，两芯系留电缆在无人机端通过共模电感为无人机电源系统提供高压直流电源。无人机端消耗功率很大，因此在两芯系留电缆上的直流电流一般可达到10A以上，同样通过共模电感的直流电流也会在10A以上。共模电感采用大电流高绝缘性的磁环共模电感，并加以屏蔽。
地面端电力线载波模块和高空端电力线载波模块相同，两个电力线载波模块的调制信号分别通过隔直电容接入到两芯系留电缆的两端。由于两个共模电感的存在，调制后的交流信号只在两芯系留电缆中间传输，隔离了无人机、地面电源对两个电力线载波模块的相互影响。
电力线载波模块与地面站MCU、飞控之间的通信采用UART接口直接通信，而隔直电容确保了MCU和飞控的安全性。
如图2所示，其中包括：地面端、无人机端和两芯系留电缆。地面端包括地面400V电源、1mH/10A共模电感、0.22u隔直电容、APLC-I电力线载波模块、STM32；无人机端包括1mH/10A共模电感、无人机电源系统、飞控、0.22u隔直电容、APLC-I电力线载波模块。飞控的型号采用赫星PIXHAWK2、地面MCU型号采用STM32。
地面400V高压电源通过1mH/10A共模电感连接两芯系留电缆，两芯系留电缆在无人机端通过1mH/10A共模电感为无人机电源系统提供高压直流电源。共模电感的额定直流电流为10A绝缘电压600V。
APLC-I电力线载波模块传输数据率可达57600bps、适用电压可达400V、传输距离最大2000米。
APLC-I电力线载波模块与地面站MCU、飞控之间的通信采用UART接口直接通信，而隔直电容确保了MCU和飞控的安全性。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于电力线载波模块的系留无人机与地面站的通信装置，其特征在于：包括地面端、无人机端和两芯系留电缆；
地面端包括地面高压电源、共模电感、隔直电容、地面端电力线载波模块、地面站MCU；
无人机端包括共模电感、无人机电源系统、飞控、隔直电容、高空端电力线载波模块；
地面高压电源通过地面端的共模电感连接两芯系留电缆，两芯系留电缆在无人机端通过共模电感为无人机电源系统提供高压直流电源；
地面电力线载波模块与地面站MCU、高空电力线载波模块与飞控之间的通信采用UART接口直接通信；
地面端电力线载波模块和高空端电力线载波模块相同，上述两个电力线载波模块的调制信号分别通过隔直电容接入到两芯系留电缆的两端；通过两个共模电感的调制，调制后的交流信号只在两芯系留电缆中间传输。
2.根据权利要求1所述的基于电力线载波模块的系留无人机与地面站的通信装置，其特征在于：共模电感采用大电流高绝缘性的磁环共模电感。
3.根据权利要求2所述的基于电力线载波模块的系留无人机与地面站的通信装置，其特征在于：在两芯系留电缆上的直流电流达到10A以上。
4.根据权利要求3所述的基于电力线载波模块的系留无人机与地面站的通信装置，其特征在于：通过共模电感的直流电流在10A以上。
5.根据权利要求1所述的基于电力线载波模块的系留无人机与地面站的通信装置，其特征在于：地面端电力线载波模块和高空端电力线载波模块采用APLC-I电力线载波模块。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201920279731.2U CN209692754U (zh) | 2019-03-06 | 2019-03-06 | 基于电力线载波模块的系留无人机与地面站的通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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|---|---|
| CN209692754U true CN209692754U (zh) | 2019-11-26 |
Family
ID=68603859
Family Applications (1)
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| CN201920279731.2U Active CN209692754U (zh) | 2019-03-06 | 2019-03-06 | 基于电力线载波模块的系留无人机与地面站的通信装置 |
Country Status (1)
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2019
- 2019-03-06 CN CN201920279731.2U patent/CN209692754U/zh active Active
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