KR20170088594A - Drone to build a wireless network connection and Drone system using the same - Google Patents
Drone to build a wireless network connection and Drone system using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170088594A KR20170088594A KR1020160008663A KR20160008663A KR20170088594A KR 20170088594 A KR20170088594 A KR 20170088594A KR 1020160008663 A KR1020160008663 A KR 1020160008663A KR 20160008663 A KR20160008663 A KR 20160008663A KR 20170088594 A KR20170088594 A KR 20170088594A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- network
- drones
- air balloon
- solar cell
- hot air
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 25
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 abstract 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 39
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
- B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
- B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
- B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
- B64B1/02—Non-rigid airships
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
- B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
- B64B1/40—Balloons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
- B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
- B64B1/58—Arrangements or construction of gas-bags; Filling arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W84/00—Network topologies
- H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
- H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
- H04W84/06—Airborne or Satellite Networks
-
- B64C2201/022—
-
- B64C2201/024—
-
- B64C2201/042—
-
- B64C2201/122—
-
- B64C2201/14—
-
- B64D2211/00—
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 드론에 관한 것으로서, 더 상세하게는 무선 네트워크망을 구축하는 드론에 관한 것이다.The present invention relates to a drones, and more particularly to a drones for establishing a wireless network.
태풍, 지진해일, 지진, 산사태 등과 같이 대형 자연재난이 발생한 지역에는 전기망, 통신망이 두절되는 경우가 대부분이다. 따라서 재난지역을 구호할 때 원활한 의사소통을 하기 힘들어서 구호품을 적재적소에 공급할 수 없는 경우가 대부분이다.Most of the major natural disasters such as typhoons, tsunamis, earthquakes, landslides, etc. are mostly disconnected from electric networks and communication networks. Therefore, it is difficult to communicate properly when relieving the disaster area, so it is not possible to supply relief items in the right place.
현재는 재난지역에 위성 통신망을 연결할 수 있는 통신장비를 배치하여, 외부와 통신망을 구축하고 있으나, 도로망이 파괴되는 경우에는 통신장비를 이동시키기 곤란하여 위성 통신망을 구축하기 힘들다.Currently, communication equipment is installed to connect the satellite communication network to the disaster area. However, if the road network is destroyed, it is difficult to move the communication equipment and it is difficult to establish the satellite communication network.
따라서 배낭 등에 수납이 가능하여 사람이 직접 운반 할 수 있는 소형의 이동형 위성통신 장비가 개발되었으나, 이러한 이동형 위성통신 장비도 사람이 직접 접근할 수 없는 지역에서는 무용지물이다.Therefore, although small mobile satellite communication equipment capable of being stored in a backpack or the like can be directly transported by a person has been developed, such mobile satellite communication equipment is also useless in areas where it is not directly accessible by people.
또한, 위성 통신망을 이용할 경우, 항상 위성을 경유하여 데이터를 전송해야 하므로 송수신 속도가 떨어지는 문제점이 있었다.In addition, when a satellite communication network is used, there is a problem that transmission / reception speed is lowered because data must always be transmitted via a satellite.
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 태양전지 열기구를 통해 위치를 유지하면서 무선 네트워크망을 구축하는 네트워크 드론 및 이를 포함하는 드론 시스템을 제공한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been proposed in order to solve the above-described technical problems, and provides a network dron for establishing a wireless network while maintaining its position through a solar battery hot air balloon and a dron system including the same.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 열기구 수납부에 수납되며 표면에 플렉서블 태양전지가 부착된 태양전지 열기구; 상기 태양전지 열기구에 가스를 공급하는 가스탱크; 구동모터를 회전시켜 이동 추진력을 발생시키는 이동부; 주변영역에 무선 네트워크 연결을 중계하는 무선통신모듈; 상기 태양전지 열기구로부터 전달된 충전전력을 저장하며 상기 이동부 및 상기 무선통신모듈에 구동전력을 제공하는 배터리; 및 상기 이동부를 구동시켜 미리 설정된 목적지로 이동하도록 제어하며, 미리 설정된 목적지에 도착시 상기 열기구 수납부에 수납된 상기 태양전지 열기구에 가스를 공급하여 상기 태양전지 열기구가 팽창되도록 제어하고 상기 배터리의 충방전을 제어하는 동작 제어부;를 포함하는 네트워크 드론이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a solar cell heating apparatus, comprising: a solar cell heating unit accommodated in a hot-air storage unit and having a flexible solar cell attached to a surface thereof; A gas tank for supplying gas to the solar cell hot air balloon; A moving part for rotating the driving motor to generate a driving force; A wireless communication module for relaying a wireless network connection to a peripheral area; A battery for storing charge power delivered from the solar battery hot air balloon and providing driving power to the moving unit and the wireless communication module; And controlling the movement of the moving unit to move to a predetermined destination and controlling the solar cell heating / heating port to expand so as to supply the gas to the solar cell heating / And an operation control unit for controlling discharge.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 네트워크 드론; 및 상기 복수의 네트워크 드론에 무선 네트워크를 연결을 제공하고, 상기 복수의 네트워크 드론의 동작을 제어하는 기지국;을 포함하며, 상기 기지국은, 상기 복수의 네트워크 드론을 각각 미리 설정된 목적지로 이동시킴에 있어서, 미리 설정된 간격을 가지도록 배열시킨 후 각 네트워크 드론이 위치한 지면에 무선 메쉬 네트워크망을 구축하도록 제어하고, 상기 복수의 네트워크 드론은, 인접한 네트워크 드론간에 무선 네트워크 연결을 서로 중계하여 상기 기지국과 무선 메쉬 네트워크망을 연결하는 것을 특징으로 하는 드론 시스템이 제공된다.Further, according to another embodiment of the present invention, a plurality of network drones; And a base station for providing a connection to the plurality of network drones and controlling the operation of the plurality of network drones, wherein the base station is adapted to transmit the plurality of network drones to a predetermined destination, A plurality of network drones for relaying wireless network connections between adjacent network drones and transmitting the wireless mesh network to each of the base stations and the wireless mesh network, A dron system is provided which is characterized by connecting a network.
또한, 상기 기지국은, 상기 복수의 네트워크 드론의 데이터 전송량을 감지한 후, 상기 복수의 네트워크 드론 중 데이터 전송량이 한계용량을 초과한 네트워크 드론의 주변에 추가적인 네트워크 드론을 파견하여 데이터 전송량을 분산시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, after the base station detects a data transmission amount of the plurality of network drones, the base station distributes additional data drones to the periphery of the network dron where the data transmission amount of the plurality of network drones exceeds the limit capacity, And a control unit.
또한, 상기 기지국은, 상기 복수의 네트워크 드론의 데이터 전송량을 감지한 후, 데이터 전송량이 한계용량을 초과하지 않도록 네트워크 드론 사이의 간격을 자동 조절하는 것을 특징으로 한다.The base station is characterized by automatically adjusting the interval between the network drones so that the data transmission amount does not exceed the limit capacity after detecting the data transmission amount of the plurality of network drones.
또한, 상기 복수의 네트워크 드론은 각각, 미리 설정된 목적지에 도착시 태양전지 열기구를 팽창시켜서 목적지의 위치를 유지시키는 것을 특징으로 한다.Each of the plurality of network drones inflates the solar battery hot air balloon when it arrives at a predetermined destination, thereby maintaining the position of the destination.
또한, 상기 복수의 네트워크 드론은 각각, 열기구 수납부에 수납되며 표면에 플렉서블 태양전지가 부착된 태양전지 열기구; 상기 태양전지 열기구에 가스를 공급하는 가스탱크; 구동모터를 회전시켜 이동 추진력을 발생시키는 이동부; 주변영역에 무선 네트워크 연결을 중계하는 무선통신모듈; 상기 태양전지 열기구로부터 전달된 충전전력을 저장하며 상기 이동부 및 상기 무선통신모듈에 구동전력을 제공하는 배터리; 및 상기 이동부를 구동시켜 미리 설정된 목적지로 이동하도록 제어하며, 미리 설정된 목적지에 도착시 상기 열기구 수납부에 수납된 상기 태양전지 열기구에 가스를 공급하여 상기 태양전지 열기구가 팽창되도록 제어하고 상기 배터리의 충방전을 제어하는 동작 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The plurality of network drones may each include a solar cell heating unit accommodated in a hot air balloon compartment and having a flexible solar cell attached on a surface thereof; A gas tank for supplying gas to the solar cell hot air balloon; A moving part for rotating the driving motor to generate a driving force; A wireless communication module for relaying a wireless network connection to a peripheral area; A battery for storing charge power delivered from the solar battery hot air balloon and providing driving power to the moving unit and the wireless communication module; And controlling the movement of the moving unit to move to a predetermined destination and controlling the solar cell heating / heating port to expand so as to supply the gas to the solar cell heating / And an operation control unit for controlling the discharge.
본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크망을 구축하는 드론 및 이를 포함하는 드론 시스템은, 복수의 네트워크 드론을 각각 미리 설정된 목적지로 이동시킨 후 각 네트워크 드론이 위치한 지면에 무선 메쉬 네트워크망을 구축할 수 있으므로 광범위한 재난지역 등에 네트워크망을 제공할 수 있다.A drones for constructing a wireless network according to an exemplary embodiment of the present invention and a dronesystem including the drones may move a plurality of network drones to predetermined destinations and then construct a wireless mesh network on the ground where each network dron is located Therefore, network network can be provided to a wide range of disaster areas.
또한, 네트워크 드론은 미리 설정된 목적지에 도착시 태양전지 열기구를 팽창시켜 위치를 유지하는 동시에, 충전전력을 배터리에 충전할 수 있으므로 동작 가능시간이 증가한다.In addition, the network drones can expand the solar hot-air balloon to arrive at a preset destination, maintain the position, and charge the battery with the charging power, thereby increasing the operating time.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드론 시스템의 구성도.
도 2는 목적지 상공에 배치된 네트워크 드론의 배열 예시도.
도 3은 도 1의 네트워크 드론의 상세 구성도.1 is a configuration diagram of a drone system according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is an example of an arrangement of network drones disposed over a destination;
3 is a detailed configuration diagram of the network drones of FIG.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드론 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a drone system according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 드론 시스템은 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.The drone system according to the present embodiment includes only a simple structure for clearly explaining the technical idea to be proposed.
도 1을 참조하면, 드론 시스템은 복수의 네트워크 드론(10)과, 기지국(20)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a dron system includes a plurality of network drones 10 and a
상기와 같이 구성되는 드론 시스템의 세부구성과 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.The detailed configuration and main operation of the dron system constructed as above will be described below.
복수의 네트워크 드론(10)은 상공을 통해 이동할 수 있도록 구성된다. 따라서 재난지역 등과 같이 도로망이 파괴되거나 사람 및 장비가 접근하기 힘든 지역에도 용이하게 파견될 수 있다.The plurality of network drones 10 are configured to be able to move through the sky. Therefore, it can be easily dispatched to areas such as disaster areas where road networks are destroyed or people and equipment are difficult to access.
기지국(20)은 복수의 네트워크 드론(10)에 무선 네트워크를 연결을 제공하고, 복수의 네트워크 드론(10)의 동작을 제어한다.The
기지국(20)은, 복수의 네트워크 드론(10)을 각각 미리 설정된 목적지로 이동시키는데, 복수의 네트워크 드론(10)을 미리 설정된 간격을 가지도록 배열시킨 후 각 네트워크 드론이 위치한 지면에 무선 메쉬 네트워크망을 구축하도록 제어한다.The
이때, 복수의 네트워크 드론(10)은, 인접한 네트워크 드론간에 무선 네트워크 연결을 서로 중계하여 기지국(20)과 무선 메쉬 네트워크망을 연결한다. 지면에 위치한 사용자(30)는 해당 상공에 위치하는 네트워크 드론이 제공하는 무선 네트워크망에 접속하여 휴대폰, 스마트폰, 스마트 패드 등과 같이 사용자가 휴대하면서 사용할 수 있는 기기와, 컴퓨터 등을 사용할 수 있다.At this time, the plurality of network drones 10 relays the wireless network connection between adjacent network droners and connects the
즉, 기지국(20)은 무선 네트워크를 제공하고자 하는 목적지로 복수의 네트워크 드론(10)을 출동시키는데, 복수의 네트워크 드론(10) 간의 간격을 조정하여 인접한 네트워크 드론 간에 무선 네트워크 연결을 중계할 수 있도록 제어한다.That is, the
기지국(20)은 복수의 네트워크 드론(10)의 위치를 확인 한 후, 기지국(20)과 가장 가까운 네트워크 드론에 테스트용 데이터를 전송하여 신호세기 및 전송속도를 체크한다. 이때, 테스트용 데이터를 전송받은 네트워크 드론은 이웃하는 네트워크 드론에 테스트용 데이터를 중계하며, 기지국(20)과 가장 멀리 떨어진 네트워크 드론까지 테스트용 데이터를 연속적으로 전달한다. 또한 기지국(20)과 가장 멀리 떨어진 네트워크 드론은 다시 기지국(20) 방향으로 테스트용 데이터를 연속적으로 전달하게 된다.The
기지국(20)은 테스트용 데이터를 모든 네트워크 드론에 전송한 후 신호세기 및 전송속도를 확인한 후, 목표된 신호세기 및 전송속도에 도달할 수 있도록 복수의 네트워크 드론(10) 사이의 간격을 재배열하거나, 추가적인 네트워크 드론을 파견할 수 있다.After transmitting the test data to all the network drones, the
참고적으로 기지국(20)은 복수의 네트워크 드론(10)의 위성위치정보를 통해 위치를 확인하는데, 각 네트워크 드론 간에 데이터 전송세기 및 네트워크 드론의 이동속도를 추가적으로 고려하여 위치를 좀 더 세밀하게 파악할 수 있다. 또한, 위성위치정보가 수신되지 않을 경우 각 네트워크 드론 간에 데이터 전송세기 및 네트워크 드론의 이동속도를 고려하여 위치를 파악하도록 구성될 수도 있을 것이다.For reference, the
또한, 기지국(20)은 복수의 네트워크 드론(10)의 데이터 전송량을 실시간으로 감지한 후, 복수의 네트워크 드론(10) 중 데이터 전송량이 한계용량을 초과한 네트워크 드론의 주변에 추가적인 네트워크 드론을 파견하여 데이터 전송량을 분산시키도록 제어할 수 있다.In addition, the
또한, 기지국(20)은 복수의 네트워크 드론(10)의 데이터 전송량을 감지한 후, 데이터 전송량이 한계용량을 초과하지 않도록 네트워크 드론 사이의 간격 및 고도를 자동 조절하도록 제어할 수 있다.In addition, the
즉, 기지국(20)은 사용자(30)와 각 네트워크 드론 사이의 데이터 전송량과, 각 네트워크 드론 간의 데이터 전송량을 실시간으로 체크하고 있다가, 데이터 전송량이 한계용량을 초과할 경우, 네트워크 드론의 고도를 하강시켜서 신호세기를 더 강하게 함으로써 채널의 대역폭을 확장시켜 데이터 전송량을 증가시키거나, 네트워크 드론 간의 간격을 좁혀서 신호세기를 더 강하게 하고 채널의 대역폭을 확장시켜 데이터 전송량을 증가시킬 수 있다.That is, the
복수의 네트워크 드론(10)은 각각, 미리 설정된 목적지에 도착시 태양전지 열기구를 팽창시켜서 목적지의 위치를 유지시킬 수 있다. 즉, 네트워크 드론은 목적지에 도착한 이후 태양전지 열기구를 이용하여 위치를 유지할 수 있으므로, 적은 전력을 소모하는 동시에 태양전지 열기구로부터 제공되는 충전전력을 이용하여 구동가능 시간을 연장시킬 수 있다.Each of the plurality of network drones 10 can inflate the solar battery hot air balloon to maintain the position of the destination when arriving at a predetermined destination. That is, since the network drones can maintain the position using the solar battery hot air balloon after arriving at the destination, it is possible to extend the drivable time by using the charging power provided from the solar battery hot air ball while consuming a small amount of electric power.
도 2는 목적지 상공에 배치된 네트워크 드론의 배열 예시도이다.2 is an exemplary diagram of an arrangement of network drones disposed over a destination.
도 2를 참조하면, 도 1의 제1 목적지에 도착한 네트워크 드론의 배열도가 도시되어 있다. 도 2는 제1 목적지 상공의 드론 위에서 아래로 내려본 시점으로 도시한 것이다.Referring to FIG. 2, an array of network drones arriving at the first destination of FIG. 1 is shown. FIG. 2 is a view of the dron above the first destination when viewed downward.
즉, 제1 목적지에 도착한 네트워크 드론은, 지면에 위치한 사용자(30)에게 네트워크 연결을 제공하기 위해, 기본적으로 2차원적으로 배열될 수 있다.That is, the network drones arriving at the first destination may be arranged essentially two-dimensionally to provide a network connection to the
제1 목적지의 상공에 배열되는 복수의 네트워크 드론의 위치는, 데이터 전송량, 데이터 전송속도, 네트워크 서비스 지역 및 접속수를 고려하여 자동 배열될 수 있다. 이때, 네트워크 드론의 고도는 지형의 고도에 대응하여 자동 조절되는 것이 바람직하다. 즉, 기본적으로 복수의 네트워크 드론의 고도는, 지면으로부터 일정거리를 유지하도록 제어되며, 데이터 전송량 및 전송속도 등을 고려하여 네트워크 드론의 고도가 자동 조절될 수 있다.The positions of the plurality of network drones arranged above the first destination can be automatically arranged in consideration of the data transmission amount, the data transmission speed, the network service area, and the number of connections. At this time, it is preferable that the height of the network drones is automatically adjusted corresponding to the altitude of the terrain. That is, basically, the altitudes of the plurality of network drones are controlled to maintain a certain distance from the ground, and the altitude of the network drones can be automatically controlled in consideration of the data transmission amount and the transmission speed.
도 3은 도 1의 네트워크 드론의 상세 구성도이다.3 is a detailed configuration diagram of the network drones of FIG.
본 실시예에 따른 네트워크 드론(1)은 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.The
도 3을 참조하면, 네트워크 드론(1)은 태양전지 열기구(100)와, 열기구 수납부(200)와, 배터리(300)와, 가스탱크(400)와, 이동부(500)와, 무선통신모듈(600)과, 동작 제어부(700)를 포함하여 구성된다.3, the
상기와 같이 구성되는 네트워크 드론(1)의 세부구성과 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.The detailed configuration and main operations of the
태양전지 열기구(100)는 열기구 수납부(200)에 수납되며 표면에 플렉서블 태양전지가 부착된다. 태양전지 열기구(100)는 네트워크 드론(1)이 목적지까지 이동 중에 열기구 수납부(200)에 수납상태로 보관되어 있다가 목적지에 도달했을 때 팽창되어 현재 고도를 유지시킨다.The solar battery
이때, 태양전지 열기구(100)의 표면에는 플렉서블 태양전지가 부착되어 있으므로 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 충전전력을 생성한다. 이때, 태양전지 열기구(100)는 태양전지 도료가 일정 두께 도포되어 제조될 수 있다.At this time, since the flexible solar cell is attached to the surface of the solar cell
가스탱크(400)는 태양전지 열기구(100)에 가스를 공급한다. 가스탱크(400)에는 태양전지 열기구(100)를 팽창시켜 고도를 유지할 수 있는 가스가 충전되며, 일반적으로 수소, 헬륨 가스 등이 사용될 수 있다.The
가스탱크(400)는 주 가스탱크 및 보조 가스탱크 등과 같이 복수의 가스탱크로 구성될 수 있으며, 주 가스탱크는 최초로 태양전지 열기구(100)를 팽창시킬 때 사용되며 보조 가스탱크는 일정고도를 유지할 때만 사용되도록 구분될 수 있다.The
이동부(500)는 구동모터를 회전시켜 이동 추진력을 발생시킨다. 이동부(500)는 구동모터 및 복수의 프로펠러 등을 이용하여 추진력을 발생시킴으로써 네트워크 드론(1)을 빠르게 목적지로 이동시킬 수 있도록 구성된다. 즉, 이동부(500)는 네트워크 드론(1)의 균형을 유지하면서 이동시키는 주추진기관으로써 네트워크 드론(1)이 미리 설정된 목적지로 이동할 때 구동된다.The moving
무선통신모듈(600)은 주변영역에 무선 네트워크 연결을 중계한다. 무선통신모듈(600)은 인접한 네트워크 드론의 무선통신모듈과 상호간에 접속되고 기지국(20)과 데이터를 교환함으로써, 각 네트워크 드론이 위치한 지면에 무선 메쉬 네트워크망을 구축한다.The wireless communication module (600) relays the wireless network connection to the peripheral area. The
배터리(300)는 태양전지 열기구(100)로부터 전달된 충전전력을 저장하며 이동부(500) 및 무선통신모듈(600)에 구동전력을 제공한다. 배터리(300)는 주 배터리 및 보조 배터리로 분할될 수 있으며, 주 배터리는 이동부(500)에 구동전력을 제공하고 보조 배터리는 무선통신모듈(600)에 구동전력을 독립적으로 제공하도록 구성될 수 있다.The
참고적으로, 배터리(300)는 복수의 의사 캐패시터(Pseudo Capacitor)로 구성될 수 있다. 의사 캐패시터(Pseudo Capacitor)는 전극에서의 이차원적인 산화-환원 반응을 이용하므로 일반적인 캐패시터보다 우수한 축전용량을 가지며 수명이 상대적으로 긴 장점이 있다. 복수의 의사 캐패시터로 이루어진 배터리(300)는 20~25℃기준에서 200년이상(100,000cycle)의 수명을 가지고, -30이하/60℃이상에서 50년이상(6,000cycle)의 수명을 가진다.For reference, the
동작 제어부(700)는 이동부(500)를 구동시켜 미리 설정된 목적지로 이동하도록 제어하며, 미리 설정된 목적지에 도착시 열기구 수납부(200)에 수납된 태양전지 열기구(100)에 가스를 공급하여 태양전지 열기구(100)가 팽창되도록 제어하고 배터리(300)의 충방전을 제어한다. 태양전지 열기구(100)가 열기구 수납부(200)에 수납되어 있을 경우, 이동속도가 빨라지므로 목적지에 신속하게 도착할 수 있으며, 목적지에 도착 후 태양전지 열기구(100)를 팽창시켜 채공시간을 증가시킬 수 있다.The
한편, 동작 제어부(700)는, 충전전력의 크기에 따라 복수의 의사 캐패시터 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 충전하도록 구성될 수 있다. 그 충전방식에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, the
복수의 의사 캐패시터가 3개 배치될 경우, 즉 제1 의사 캐패시터, 제2 의사 캐패시터 및 제3 의사 캐패시터가 배치된다고 가정한다. 이때 제1 의사 캐패시터의 충전용량이 가장 크고, 제2 의사 캐패시터의 충전용량은 제1 의사 캐패시터보다 작고, 제3 의사 캐패시터의 충전용량은 제2 의사 캐패시터보다 더 작다고 가정한다.It is assumed that when three pseudo-capacitors are arranged, that is, a first pseudo capacitor, a second pseudo capacitor, and a third pseudo capacitor are arranged. It is assumed that the charge capacity of the first pseudo capacitor is the largest, the charge capacity of the second pseudo capacitor is smaller than that of the first pseudo capacitor, and the charge capacity of the third pseudo capacitor is smaller than that of the second pseudo capacitor.
태양 에너지의 세기에 따라 충전전력의 크기가 변경되는데, 충전전력의 크기를 기준으로 제1 구간, 제2 구간, 제3 구간으로 구분한다. 즉, 제1 구간이 충전전력이 가장 큰 구간이고, 제2 구간은 제1 구간보다 충전전력이 상대적으로 작은 구간이고, 제3 구간은 제2 구간보다 충전전력이 상대적으로 더 작은 구간이다.The size of the charging power is changed according to the intensity of the solar energy. The charging power is divided into the first period, the second period and the third period based on the magnitude of the charging power. That is, the first interval is the interval in which the charging power is the largest, the second interval is the interval in which the charging power is relatively smaller than the first interval, and the third interval is the interval in which the charging power is relatively smaller than the second interval.
동작 제어부(700)는 충전전력의 크기를 감지하면서, 제1 구간일 경우 제1 의사 캐패시터를 충전하고, 제2 구간일 경우 제2 의사 캐패시터를 충전하고, 제3 구간일 경우 제3 의사 캐패시터를 충전한다. 즉, 충전전력이 클수록 용량이 더 큰 캐패시터를 먼저 충전하여 충전 효율을 향상시킬 수 있다.The
이때, 제2 구간이 계속 유지되어 제2 의사 캐패시터가 완충되었을 경우, 동작 제어부(700)는 나머지 의사 캐패시터 중에서 용량이 작은 캐패시터를 먼저 충전시키도록 충전 우선순위를 조절한다.At this time, when the second pseudo capacitor is buffered, the
한편 동작 제어부(700)는 제1 의사 캐패시터, 제2 의사 캐패시터 및 제3 의사 캐패시터의 충전량을 감지한 후, 충전량이 가장 높은 순서대로 이동부(500) 및 무선통신모듈(600)에 캐패시터의 전력을 공급한다.Meanwhile, the
예를 들면, 제1 의사 캐패시터의 충전량이 60%이고, 제2 의사 캐패시터의 충전량이 70%이고, 제3 의사 캐패시터의 충전량이 80%일 경우,For example, when the charge amount of the first pseudo capacitor is 60%, the charge amount of the second pseudo capacitor is 70%, and the charge amount of the third pseudo capacitor is 80%
제3 의사 캐패시터의 전력을 이동부(500) 및 무선통신모듈(600)에 우선으로 공급하다가, 충전량이 40%에 도달하면 제3 의사 캐패시터의 전력공급을 차단하고 제2 의사 캐패시터의 전력을 이동부(500) 및 무선통신모듈(600)에 공급한다. 또한, 제2 의사 캐패시터의 충전량이 40%에 도달하면 제2 의사 캐패시터의 전력공급을 차단하고 제1 의사 캐패시터의 전력을 이동부(500) 및 무선통신모듈(600) 공급한다.The power of the third pseudo capacitor is firstly supplied to the moving
또한, 제1 내지 제3 의사 캐패시터의 충전량이 모두 40% 이하 일 경우, 동작 제어부(700)는 제1 내지 제3 의사 캐패시터를 병렬로 연결하여 이동부(500) 및 무선통신모듈(600)에 전력을 공급한다.When all the charged amounts of the first to third pseudo capacitors are 40% or less, the
동작 제어부(700)는 충전용량이 가장 큰 제1 의사 캐패시터가 90% 이상 충전될 경우, 충전량을 90% 이상 유지하는 상태에서, 제1 의사 캐패시터의 충전전력을 제2 및 제3 의사 캐패시터로 전달한다.When the first pseudo capacitor having the largest charge capacity is charged to 90% or more, the
동작 제어부(700)는 기지국(20)으로부터 목표 사용시간을 전달받을 경우, 배터리(300)의 충전량과, 이동부(500) 및 무선통신모듈(600)의 현재 소모전력을 고려하여 예상 사용시간을 산출한다. 이때, 목표 사용시간보다 예상 사용시간이 더 작을 경우, 동작 제어부(700)는 이동부(500)의 이동속도 및 무선통신모듈(600)의 데이터 전송속도를 제한하거나 조절하여 예상 사용시간이 목표 사용시간을 초과하도록 자동제어한다.The
동작 제어부(700)는 외부 풍속이 강하여 이동부(500)의 구동전력이 순간적으로 상승하는 경우, 고도를 점진적으로 하강시키거나 상승시키면서 외부 풍속이 가장 약한 고도로 자동 이동시킨다. 이때 외부 풍속은 현재 위치를 유지하기 위해 동작하는 이동부(500)의 구동전력 크기를 통해 간접적으로 파악될 수 있다.When the driving force of the moving
동작 제어부(700)는 태양전지 열기구(100)의 온도를 실시간으로 감지하면서 저장하는데, 48시간 동안의 태양전지 열기구(100)의 온도를 참조한 후, The
하루의 시간대별 온도 중 2시간 동안의 시간대별 온도 유사도가, 저장된 온도 데이터와 80% 이상의 유사도를 가지면, 저장된 온도 데이터를 기반으로 열기구의 예상온도를 산출한 후, 고도를 미리 조절한다.If the temperature similarity for each time period of 2 hours in the daytime temperature group has a similarity to the stored temperature data of 80% or more, the predicted temperature of the hot air balloon is calculated based on the stored temperature data, and then the altitude is adjusted in advance.
즉, 태양전지 열기구(100)는 온도가 높을수록 상승하고 온도가 낮을수록 하강하는 경향이 있으므로, 저장된 데이터를 기반으로 온도 상승이 예상될 때는 미리 고도를 하강시키고 온도 하강이 예상될 때는 미리 고도를 상승시켜서 가스탱크(400)의 사용빈도 및 구동전력의 사용을 감소시킬 수 있다. 특히, 동작 제어부(700)는 태양 에너지가 약해지는 야간 시간대에 도달하기 전에 미리 고도를 상승시켜서 구동전력의 사용을 감소시킬 수 있다.That is, since the temperature of the solar battery
참고적으로 네트워크 드론에는 영상 카메라, 적외선 카메라, 자외선 카메라, 온도센서, 습도센서, 고도센서, 위치센서 등 다양한 카메라 및 센서들이 추가로 부착되어 구성될 수도 있을 것이다.For reference, network drones may be equipped with various cameras and sensors such as a video camera, an infrared camera, an ultraviolet camera, a temperature sensor, a humidity sensor, an altitude sensor, and a position sensor.
본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크망을 구축하는 드론 및 이를 포함하는 드론 시스템은, 복수의 네트워크 드론을 각각 미리 설정된 목적지로 이동시킨 후 각 네트워크 드론이 위치한 지면에 무선 메쉬 네트워크망을 구축할 수 있으므로 광범위한 재난지역 등에 네트워크망을 제공할 수 있다.A drones for constructing a wireless network according to an exemplary embodiment of the present invention and a dronesystem including the drones may move a plurality of network drones to predetermined destinations and then construct a wireless mesh network on the ground where each network dron is located Therefore, network network can be provided to a wide range of disaster areas.
또한, 네트워크 드론은 미리 설정된 목적지에 도착시 태양전지 열기구를 팽창시켜 위치를 유지하는 동시에, 충전전력을 배터리에 충전할 수 있으므로 동작 가능시간이 증가한다.In addition, the network drones can expand the solar hot-air balloon to arrive at a preset destination, maintain the position, and charge the battery with the charging power, thereby increasing the operating time.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Thus, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
10 : 복수의 네트워크 드론
20 : 기지국
30 : 사용자
1 : 네트워크 드론
100 : 태양전지 열기구
200 : 열기구 수납부
300 : 배터리
400 : 가스탱크
500 : 이동부
600 : 무선통신모듈
700 : 동작 제어부10: Multiple network drones
20: Base station
30: User
1: Network drones
100: Solar battery hot air balloon
200: Hot air balloon compartment
300: Battery
400: gas tank
500:
600: Wireless communication module
700:
Claims (6)
상기 태양전지 열기구에 가스를 공급하는 가스탱크;
구동모터를 회전시켜 이동 추진력을 발생시키는 이동부;
주변영역에 무선 네트워크 연결을 중계하는 무선통신모듈;
상기 태양전지 열기구로부터 전달된 충전전력을 저장하며 상기 이동부 및 상기 무선통신모듈에 구동전력을 제공하는 배터리; 및
상기 이동부를 구동시켜 미리 설정된 목적지로 이동하도록 제어하며, 미리 설정된 목적지에 도착시 상기 열기구 수납부에 수납된 상기 태양전지 열기구에 가스를 공급하여 상기 태양전지 열기구가 팽창되도록 제어하고 상기 배터리의 충방전을 제어하는 동작 제어부;
를 포함하는 네트워크 드론.
A solar battery hot air balloon housed in a hot air balloon compartment and having a flexible solar cell on its surface;
A gas tank for supplying gas to the solar cell hot air balloon;
A moving part for rotating the driving motor to generate a driving force;
A wireless communication module for relaying a wireless network connection to a peripheral area;
A battery for storing charge power delivered from the solar battery hot air balloon and providing driving power to the moving unit and the wireless communication module; And
The control unit controls the moving unit to move to a predetermined destination and controls the solar battery heating unit to be expanded by supplying gas to the solar cell heating port stored in the hot-air storage unit when a predetermined destination is reached, An operation control unit for controlling the operation unit;
≪ / RTI >
상기 복수의 네트워크 드론에 무선 네트워크를 연결을 제공하고, 상기 복수의 네트워크 드론의 동작을 제어하는 기지국;을 포함하며,
상기 기지국은, 상기 복수의 네트워크 드론을 각각 미리 설정된 목적지로 이동시킴에 있어서, 미리 설정된 간격을 가지도록 배열시킨 후 각 네트워크 드론이 위치한 지면에 무선 메쉬 네트워크망을 구축하도록 제어하고,
상기 복수의 네트워크 드론은, 인접한 네트워크 드론간에 무선 네트워크 연결을 서로 중계하여 상기 기지국과 무선 메쉬 네트워크망을 연결하는 것을 특징으로 하는 드론 시스템.
A plurality of network drones; And
And a base station providing connection to the plurality of network drones and controlling operation of the plurality of network drones,
Wherein the base station arranges the plurality of network drones so as to have predetermined intervals in each of the plurality of network drones to a predetermined destination and controls the wireless mesh network to be established on the ground where each network dron is located,
Wherein the plurality of network drones relay the wireless network connection between adjacent network droners to connect the base station to the wireless mesh network.
상기 기지국은,
상기 복수의 네트워크 드론의 데이터 전송량을 감지한 후,
상기 복수의 네트워크 드론 중 데이터 전송량이 한계용량을 초과한 네트워크 드론의 주변에 추가적인 네트워크 드론을 파견하여 데이터 전송량을 분산시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 드론 시스템.
3. The method of claim 2,
The base station comprises:
Detecting a data transmission amount of the plurality of network drones,
Wherein the controller controls to distribute the data transmission amount by dispatching additional network drones to the periphery of the network drones where the data transmission amount of the plurality of network drones exceeds the limit capacity.
상기 기지국은,
상기 복수의 네트워크 드론의 데이터 전송량을 감지한 후, 데이터 전송량이 한계용량을 초과하지 않도록 네트워크 드론 사이의 간격을 자동 조절하는 것을 특징으로 하는 드론 시스템.
3. The method of claim 2,
The base station comprises:
Wherein the distance between the network drones is automatically adjusted so that the data transmission amount does not exceed the limit capacity after sensing the data transmission amount of the plurality of network drones.
상기 복수의 네트워크 드론은 각각,
미리 설정된 목적지에 도착시 태양전지 열기구를 팽창시켜서 목적지의 위치를 유지시키는 것을 특징으로 하는 드론 시스템.
3. The method of claim 2,
Each of the plurality of network drones includes:
And the solar battery hot air balloon is inflated upon arrival at a predetermined destination to maintain the position of the destination.
상기 복수의 네트워크 드론은 각각,
열기구 수납부에 수납되며 표면에 플렉서블 태양전지가 부착된 태양전지 열기구;
상기 태양전지 열기구에 가스를 공급하는 가스탱크;
구동모터를 회전시켜 이동 추진력을 발생시키는 이동부;
주변영역에 무선 네트워크 연결을 중계하는 무선통신모듈;
상기 태양전지 열기구로부터 전달된 충전전력을 저장하며 상기 이동부 및 상기 무선통신모듈에 구동전력을 제공하는 배터리; 및
상기 이동부를 구동시켜 미리 설정된 목적지로 이동하도록 제어하며, 미리 설정된 목적지에 도착시 상기 열기구 수납부에 수납된 상기 태양전지 열기구에 가스를 공급하여 상기 태양전지 열기구가 팽창되도록 제어하고 상기 배터리의 충방전을 제어하는 동작 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 시스템.3. The method of claim 2,
Each of the plurality of network drones includes:
A solar battery hot air balloon housed in a hot air balloon compartment and having a flexible solar cell on its surface;
A gas tank for supplying gas to the solar cell hot air balloon;
A moving part for rotating the driving motor to generate a driving force;
A wireless communication module for relaying a wireless network connection to a peripheral area;
A battery for storing charge power delivered from the solar battery hot air balloon and providing driving power to the moving unit and the wireless communication module; And
The control unit controls the moving unit to move to a predetermined destination and controls the solar battery heating unit to be expanded by supplying gas to the solar cell heating port stored in the hot-air balloon storage unit upon arrival at a predetermined destination, And an operation control unit for controlling the operation of the drones.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160008663A KR101804144B1 (en) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | Drone to build a wireless network connection and Drone system using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160008663A KR101804144B1 (en) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | Drone to build a wireless network connection and Drone system using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170088594A true KR20170088594A (en) | 2017-08-02 |
KR101804144B1 KR101804144B1 (en) | 2017-12-04 |
Family
ID=59651885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160008663A KR101804144B1 (en) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | Drone to build a wireless network connection and Drone system using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101804144B1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101843095B1 (en) * | 2017-10-11 | 2018-03-28 | 세종신호(주) | Road sign wireless guidance system |
CN109866911A (en) * | 2017-12-04 | 2019-06-11 | 中国特种飞行器研究所 | A kind of aerostatics butterfly junction structure |
CN110426362A (en) * | 2019-07-19 | 2019-11-08 | 武汉理工大学 | A kind of novel harbour atmospheric monitoring system |
KR102106717B1 (en) * | 2018-12-13 | 2020-05-06 | 전주대학교 산학협력단 | Wireless communicating relaying apparatus using drone and balloon |
KR102163447B1 (en) * | 2020-05-19 | 2020-10-12 | 김경임 | Unmanned aerial vehicle with improved battery efficiency |
US10834766B2 (en) | 2018-01-18 | 2020-11-10 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Unmanned vehicle controlling system and method of operating same |
WO2022092953A1 (en) * | 2020-11-02 | 2022-05-05 | 고려대학교 산학협력단 | Drone-based network communication service system and communication service expansion method using same |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120235410A1 (en) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | Serrano Richard J | Lighter than air wind and solar energy conversion system |
US9522733B2 (en) * | 2011-06-13 | 2016-12-20 | Stratospheric Airships, Llc | Airship launch from a cargo airship |
-
2016
- 2016-01-25 KR KR1020160008663A patent/KR101804144B1/en active IP Right Grant
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101843095B1 (en) * | 2017-10-11 | 2018-03-28 | 세종신호(주) | Road sign wireless guidance system |
CN109866911A (en) * | 2017-12-04 | 2019-06-11 | 中国特种飞行器研究所 | A kind of aerostatics butterfly junction structure |
US10834766B2 (en) | 2018-01-18 | 2020-11-10 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Unmanned vehicle controlling system and method of operating same |
KR102106717B1 (en) * | 2018-12-13 | 2020-05-06 | 전주대학교 산학협력단 | Wireless communicating relaying apparatus using drone and balloon |
CN110426362A (en) * | 2019-07-19 | 2019-11-08 | 武汉理工大学 | A kind of novel harbour atmospheric monitoring system |
KR102163447B1 (en) * | 2020-05-19 | 2020-10-12 | 김경임 | Unmanned aerial vehicle with improved battery efficiency |
WO2022092953A1 (en) * | 2020-11-02 | 2022-05-05 | 고려대학교 산학협력단 | Drone-based network communication service system and communication service expansion method using same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101804144B1 (en) | 2017-12-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101804144B1 (en) | Drone to build a wireless network connection and Drone system using the same | |
US10384775B2 (en) | Autonomous vehicle charging station management | |
US7438261B2 (en) | Stratospheric balloon utilizing electrostatic inflation of walls | |
US20190100108A1 (en) | Robotic Vehicle Renewable Resource Charging Station Management Systems and Methods | |
EP2885204B1 (en) | Balloon power sources with a buoyancy trade-off | |
JP4510113B2 (en) | Power and imaging system for an airship and method for remotely powering and sensing an image of an airship | |
KR102512765B1 (en) | Drone charging station device | |
US20230275463A1 (en) | Systems and methods for point to-point wireless power transmission for beam riding, power and data distribution sharing, wirelessly powered mobile systems | |
CN110506431A (en) | The three dimensional stress of 5th generation communication | |
CN107657334A (en) | A kind of loading unmanned plane scheduling system, method and service end for goods delivery | |
US10374690B2 (en) | Airborne cell tower system for wireless communications in remote and rural geographic areas | |
KR101753363B1 (en) | Flight management system with smart charge using solar power generation | |
CN110176955A (en) | UAV Communication base station, communication system and communication system construction method | |
WO2021160484A1 (en) | Autonomous base station and network for unmanned vehicles | |
CN108885248A (en) | The wireless rotating device and unmanned plane of radar installations, radar | |
Miura et al. | Disaster-resilient wireless mesh network-Experimental test-bed and demonstration | |
CN111344224A (en) | Electric power transmission | |
JP2019047467A (en) | Communication system for disaster response using HAPS | |
KR20190061869A (en) | Plural Unmanned Aerial Vehicle Control System | |
WO2022261423A1 (en) | Lunar power grid assembly | |
EP2569536A2 (en) | Airborne energy generation and distribution | |
CN115208454B (en) | Maximum coverage deployment method and system for capsule airport and unmanned aerial vehicle application | |
KR101749453B1 (en) | Drone energy charging station using energy harvested from piezo-electric road | |
EP2815967A1 (en) | A parachute assembly for deploying a wireless mesh network | |
KR102670292B1 (en) | System and method for providing charging station lighthouse service |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
R401 | Registration of restoration |