一种无人机远程自动认证机制及认证方法与流程

本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种无人机远程自动认证机制及认证方法。

背景技术：

现有的非军用无人机在使用中缺少有效的认证监管手段，准入门槛较低，无人机可以随时随地起飞，不受任何管制部门的约束，“黑飞”现象较为突出，国内外已发生多起由无人机违规起飞运行给民航客机产生影响的事件，也发生过无人机危及地面人员生命财产安全的事件，给整个空域的有序运行带来巨大的安全隐患。

当前对无人机起飞运行缺乏有效的认证机制，航管部门无法判定无人机身份的合法性，更无法准确判断无人机是否起飞，对于是否起飞无法进行远程控制，这成为制约无人机发展亟需解决的重大问题。

技术实现要素：

本发明鉴于现有技术的上述缺陷和不足，为了能够判断无人机是否合法，对要起飞无人机实现自动身份认证，并控制起飞的目的，提供了一种无人机远程自动认证机制及认证方法。

一种无人机远程自动认证机制，包括：无人机本体与地面认证中心两部分；所述的无人机本体包括机载无线通信单元、主控制器单元和数据解密单元；地面认证中心包括地面无线通信单元、地面控制单元和数据处理单元；

无人机本体的主控制器单元同时连接机载无线通信单元和数据解密单元；地面认证中心的地面控制单元同时连接地面无线通信单元和数据处理单元；且在机载无线通信单元和地面无线通信单元建立无线通信链路，通过无线传输的方式实现无人机本体与地面认证中心的数据交换；

一种无人机远程自动认证方法，包括以下步骤：

步骤一、对要起飞的无人机本体上电初始化；主控制器单元生成认证申请码，连同自身id编码进行组合，并将组合信号通过机载无线通信单元发送给地面认证中心；

组合信号包括2位认证申请码和无人机自身的5位id编码；

步骤二、地面认证中心的地面无线通信单元接收组合信号，并通过地面控制单元传送到数据处理单元；

步骤三、数据处理单元生成与无人机id唯一对应的预加密校验码，并返回给对应id的无人机本体；

数据处理单元在组合信号后附加8位预加密的校验码，该校验码与无人机本体的id唯一对应，并经地面控制单元传输给地面无线通信单元返回给对应id的无人机本体；

步骤四、无人机本体的数据解密单元对附加了校验码的组合信息进行解密处理，并将解密结果提交到地面认证中心；

具体为：主控制器单元控制机载无线通信单元接收到附加了校验码的组合信息后，传输给数据解密单元；

数据解密单元对8位预加密的校验码进行解密处理，并将解密结果经机载无线通信单元提交到地面认证中心；

步骤五、地面认证中心再次进行解密，并比对无人机本体返回的解密数据进行判断；

具体过程如下：

步骤501、地面无线通信单元接收无人机本体的解密数据，并判断解密后的数据中前7位是否与附加8位校验码之前的2位认证申请码和无人机自身的5位id编码相同，如果相同，进行步骤502；否则，发送认证拒绝指令；

步骤502、数据处理单元采用与数据解密单元相同的解密算法再次验证校验码；

步骤503、地面控制单元收到数据处理单元解密后的校验码，并与无人机本体提交的解密结果进行比对，若结果一致，则由地面控制单元发送认证通过指令，反之则发送认证拒绝指令；

步骤六、无人机本体等待认证结果，若收到认证通过信息，则主控制器单元接收用户遥控器控制信号执行飞行任务，反之则拒绝任何来自用户遥控器的控制信息。

本发明的优点和积极效果是：

1、一种无人机远程自动认证机制，航管部门可以对任何将要起飞的无人机身份的合法性进行认证，并通过认证指令对无人机是否起飞进行有效控制，消除非法无人机起飞升空带来的威胁。

2、一种无人机远程自动认证方法，保证了无人机在使用、运行过程中的安全性，杜绝黑飞现象，有利保障无人机行业健康快速有序发展。

附图说明

图1是本发明一种无人机远程自动认证机制的结构示意图。

图2是本发明一种无人机远程自动认证方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

一种无人机远程自动认证机制，如图1所示，包括无人机本体1与地面认证中心2两部分，所述的无人机本体1包括机载无线通信单元11、主控制器单元12和数据解密单元13；地面认证中心2实现无人机自动远程认证，包括地面无线通信单元21、地面控制单元22和数据处理单元23；

无人机本体1的主控制器单元12同时连接机载无线通信单元11和数据解密单元13；地面认证中心2的地面控制单元22同时连接地面无线通信单元21和数据处理单元23；且在机载无线通信单元11和地面无线通信单元21之间建立无线通信链路，通过无线传输的方式实现无人机本体1与地面认证中心2的数据交换，通过移动通信网络，无线传输渠道为2g/3g/4g网络实现机载端与地面端的数据传输。

机载无线通信单元11和地面无线通信单元21均为双工工作模式，同时收发信号；来自地面认证中心2的认证信号具有最高优先级，如果收到认证拒绝信号，则无人机本体1拒绝任何其他非地面认证中心2的控制信号。

无人机本体1上电后，主控制器单元12通过机载无线通信单元11向地面认证中心2发送包含自身id的认证申请数据包，地面控制单元22通过地面无线通信单元21接收来自无人机本体1的认证申请数据包，经数据处理单元23处理后返回唯一对应的预加密校验码，无人机本体1的数据解密单元13解密该校验码，将结果发回地面认证中心2，地面认证中心2的数据处理单元23采用相同的解密算法解密校验码后与无人机本体1的解密结果比对，若一致则给出认证通过信号，反之认证拒绝。

一种无人机远程自动认证方法，包括以下步骤：

步骤一、对要起飞的无人机本体上电初始化；主控制器单元生成认证申请码，连同自身id编码进行组合，并将组合信号通过机载无线通信单元发送给地面认证中心；

主控制器单元生成2位认证申请码，与无人机自身的5位id编码进行组合，得到组合信号；并控制机载无线通信单元将组合信号发送给地面认证中心；

步骤二、地面认证中心的地面无线通信单元接收组合信号，并通过地面控制单元传送到数据处理单元；

地面控制单元控制地面无线通信单元接收组合信号，并传送到数据处理单元；

步骤三、数据处理单元生成与无人机id唯一对应的预加密校验码，并返回给对应id的无人机本体；

数据处理单元使用atsha204a加密芯片在组合信号后附加8位预加密的校验码，该校验码与无人机本体的id唯一对应，并经地面控制单元传输给地面无线通信单元返回给对应id的无人机本体；

步骤四、无人机本体的数据解密单元对附加了校验码的组合信息进行解密处理，并将解密结果提交到地面认证中心；

具体为：主控制器单元控制机载无线通信单元接收到附加了校验码的组合信息后，传输给数据解密单元；

数据解密单元对8位预加密的校验码进行解密处理，并将解密结果经机载无线通信单元提交到地面认证中心；

步骤五、地面认证中心再次进行解密，并比对无人机本体返回的解密数据进行判断；

具体过程如下：

步骤501、地面无线通信单元接收无人机本体的解密数据，并判断解密后的数据中前7位是否与附加8位校验码之前的2位认证申请码和无人机自身的5位id编码相同，如果相同，进行步骤502；否则，发送认证拒绝指令；

步骤502、数据处理单元采用与数据解密单元相同的解密算法再次解密校验码；

步骤503、地面控制单元收到数据处理单元解密后的校验码，并与无人机本体提交的解密结果进行比对，若结果一致，则由地面控制单元发送认证通过指令，反之则发送认证拒绝指令；

步骤六、无人机本体等待认证结果，若收到认证通过信息，则主控制器单元接收用户遥控器控制信号执行飞行任务，反之则拒绝任何来自用户遥控器的控制信息。

来自地面认证中心的认证信号具有最高优先级，如果收到认证拒绝信号，则无人机拒绝任何其他非地面认证中心的控制信号。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。