CN209928604U - 一种用于uuv水面航行状态的无线遥控通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于UUV水面航行状态的无线遥控通信系统，包括遥控器、接收器，遥控器与接收器之间通过微波信号通信，接收器设于UUV内部；遥控器的主控板包括单片机和E32‑TTL‑1W模块，天线安装在E32‑TTL‑1W模块的天线安装孔上，遥控器的双轴摇杆和按键板用于采集操纵信息，遥控器的遥控信息显示屏用于显示信息；所述微波信号是频率为433MHz的无线信号。本实用新型可显著提高UUV水面遥控设备的工作距离，且具备可靠性高、保密性强的技术特点，可对UUV水面航行进行实时遥控操作，提高了UUV的使用便利性，为其广泛应用打下技术基础。

Description

一种用于UUV水面航行状态的无线遥控通信系统

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术领域，具体涉及一种用于UUV水面航行状态的无线遥控通信系统。

背景技术

在水面无线通信过程中，由于水面存在对无线信号的吸收、反射及浪涌影响，导致无线信号在水面的传输距离受限，出现传输信号中断的情况。同时，使用现有的2G、4G、WiFi等无线通信方式，通讯距离短(工作距离不大于1km)，可靠性差，无法保证信息安全可靠传输。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提出了一种用于UUV水面航行状态的无线遥控通信系统，该系统应用于UUV的布放、回收及水面航行阶段，完成人工导引UUV航行并执行预订任务，具有传输距离远、可靠性高、保密性强等特点。

为了达到上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种用于UUV水面航行状态的无线遥控通信系统，包括遥控器、接收器，遥控器与接收器之间通过微波信号通信，接收器设于UUV内部；遥控器采用锂电池进行供电，遥控器的电池升压芯片对电压进行升压及稳压后提供给遥控器各部件，平头开关控制电池升压芯片的上断电，遥控器的主控板包括单片机和 E32-TTL-1W模块，天线安装在E32-TTL-1W模块的天线安装孔上，遥控器的双轴摇杆和按键板用于采集操纵信息，遥控器的遥控信息显示屏用于显示信息；接收器的主控板包括单片机和E32-TTL-1W模块，天线安装在E32-TTL-1W模块天线安装孔上，接收器通过信号供电接口与UUV实现供电及信息交互；所述微波信号是频率为433MHz的无线信号。

所述单片机为TMS32F407单片机，采用ARM Cotex-M4内核，用于完成实时数据处理、双轴摇杆数据高精度采集及按键板信号检测。

所述E32-TTL-1W模块采用SX1278射频芯片。

所述天线为TX433-XP-200天线。

所述信号供电接口采用CAN或UART接口。

本实用新型的有益效果为：本实用新型可显著提高UUV水面遥控设备的工作距离，且具备可靠性高、保密性强的技术特点，可对UUV水面航行进行实时遥控操作，提高了UUV的使用便利性，为其广泛应用打下技术基础。

附图说明

图1为遥控器及接收器连接示意图；

图2为遥控器电路组成示意图；

图3为接收器电路组成示意图。

图中，1-遥控器；2-微波信号；3-接收器；4-TX433-XP-200天线；5-遥控信息显示屏；6-双轴摇杆；7-按键板；8-18650电池升压芯片；9-18650锂电池； 10-JARS12MM平头开关；11-主控板；12-TMS32F407单片机；13-E32-TTL-1W 模块；14-信号供电接口。

具体实施方式

参见图1，本实用新型实施例提供的一种用于UUV水面航行状态的无线遥控通信系统，包括遥控器1、接收器3，遥控器1与接收器2之间通过微波信号 2通信，接收器3设于UUV内部。微波信号2的通信频率为1Hz，距离大于8km；由遥控器发送指令，实现UUV在水面同步完成两自由度航行(前进、左转/右转)；遥控器采用密封式结构，具备防溅水功能，采用锂电池供电，供电时长大于1 小时，使用按键/摇杆调节、发送控制指令，并将控制指令和UUV的航行状态实时显示在显示屏上供操作人员查证。

参见图2，所述遥控器1由主控板(含TMS32F407单片机、E32-TTL-1W 无线通讯模块等)、双轴摇杆、按键、DGUS显示屏、TX433-XP-200天线、 JARS12MM平头开关、18650电池升压芯片、18650锂电池等组成，能够控制 UUV航行方向(航向摇杆转动)、航行舵角(俯仰摇杆转动)、航行速度(速度控制按键)的信息采集、编码、CRC校验，发送航行控制微波信号，接收并解码校验接收器发送的微波回复信息，及在DGUS显示屏上显示采集的航行控制信息、系统状态信息。

所述遥控器1采用18650锂电池9进行供电，18650电池升压芯片8对电压进行升压及稳压后提供给遥控器各部件，JARS12MM平头开关10控制上断电，所述遥控器1的主控板11包括TMS32F407单片机12和E32-TTL-1W模块13， TX433-XP-200天线4安装32-TTL-1W模块13天线安装孔上，双轴摇杆6和按键板7用于采集操纵信息，遥控信息显示屏5用于显示信息。

参见图3，所述接收器3由主控板(含TMS32F407单片机、E32-TTL-1W 无线通讯模块)、CAN总线接口、RS232串口、RS485串口、TX433-XP-200天线等组成，能够接收遥控器发送的航行控制信息，解码校验后通过CAN总线或串口发送航行控制信息给UUV；接收UUV的回复信息，实时检测信号中断故障并处理，将回复信息编码校验后发送微波信号给遥控器。

所述接收器3通过信号供电接口14与UUV连接，进行供电及信息交互，其主控板11包括TMS32F407单片机12和E32-TTL-1W模块13，TX433-XP-200 天线4安装在32-TTL-1W模块13天线安装孔上。

所述接收器3的信号中断故障处理功能可在信号中断10s内检测出故障，并发送回复信息报告遥控器1，同时向UUV发送停止指令，确保UUV航行安全。

在一个具体实施例中，所述TMS32F407单片机12采用ARM Cotex-M4内核，用于完成实时数据处理、摇杆数据高精度采集及按键信号检测。

所述E32-TTL-1W模块13采用SX1278射频芯片，Lora直扩频技术，1W 发射功率，通讯距离远，抗干扰及衍射能力强。

所述TX433-XP-200天线4是6dBi增益的全向433M天线，抗干扰及衍射能力强。

所述遥控信息显示屏5是3.5寸串口电容屏，基于K600+内核的智能彩色屏，可显示多种控件。

所述微波信号2在系统工作过程中传输的信息量为160bps，而使用的微波通信空中通信速率为2.4kbps，另外信息交互采用应答模式，能满足传输可靠性要求。所述微波信号2是频率为433MHz的无线信号，使用发射功率高的E32-TTL-1W模块及TX433-XP-200天线，使无线通讯距离远，抗干扰及衍射能力强，无线遥控UUV距离达8km，可完全覆盖人工操作UUV的距离。航行控制信息的编解码及校验，采用应用要求的特定的编解码方式，结合CRC校验，保证微波信号传输的可靠性、保密性。

所述信号供电接口14采用CAN总线4进行信息交互，传输数据量10kbps，而使用的CAN总线位数率为500kbps，能满足数据传输要求。

所述18650锂电池9是2600mAh的充电锂电池，单节电池可使遥控器1的工作时长大于1小时。

遥控信息显示界面在3.5寸遥控信息显示屏上依次显示了系统状态、航行方向、航行速度、航行舵角信息，界面布局美观合理。

本实用新型可显著提高UUV水面遥控设备的工作距离，且具备可靠性高、保密性强的技术特点，可对UUV水面航行进行实时遥控操作，提高了UUV的使用便利性，为其广泛应用打下技术基础。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型揭露的范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应该涵盖在本实用新型的保护范围内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种用于UUV水面航行状态的无线遥控通信系统，其特征在于，包括遥控器、接收器，遥控器与接收器之间通过微波信号通信，接收器设于UUV内部；遥控器采用锂电池进行供电，遥控器的电池升压芯片对电压进行升压及稳压后提供给遥控器各部件，平头开关控制电池升压芯片的上断电，遥控器的主控板包括单片机和E32-TTL-1W模块，天线安装在E32-TTL-1W模块的天线安装孔上，遥控器的双轴摇杆和按键板用于采集操纵信息，遥控器的遥控信息显示屏用于显示信息；接收器的主控板包括单片机和E32-TTL-1W模块，天线安装在E32-TTL-1W模块天线安装孔上，接收器通过信号供电接口与UUV实现供电及信息交互；所述微波信号是频率为433MHz的无线信号。

2.根据权利要求1所述的一种用于UUV水面航行状态的无线遥控通信系统，其特征在于，所述单片机为TMS32F407单片机，采用ARM Cotex-M4内核，用于完成实时数据处理、双轴摇杆数据高精度采集及按键板信号检测。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于UUV水面航行状态的无线遥控通信系统，其特征在于，所述E32-TTL-1W模块采用SX1278射频芯片。

4.根据权利要求3所述的一种用于UUV水面航行状态的无线遥控通信系统，其特征在于，所述天线为TX433-XP-200天线。

5.根据权利要求4所述的一种用于UUV水面航行状态的无线遥控通信系统，其特征在于，所述信号供电接口采用CAN或UART接口。