无人机的飞控信号测试系统和无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其是涉及无人机的飞控信号测试系统和无人机。

背景技术：

无人机广泛应用于工业领域和民用消费领域，例如视频采集、线路勘测和救援通信等。无人机的飞行控制及视频传输协议大部分采用私有协议，安全性受开发人员安全知识影响，存在许多安全隐患。

目前，针对无人机专门协议的安全测试系统，通常采用干扰设备。但是，干扰原理也只是针对无人机信号对应的频谱特征，进行相应的抗干扰测试，测试方法过于粗放，没有精确针对无人机信号的协议特征进行深入的测试分析，不能满足无人机协议安全性能分析。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供无人机的飞控信号测试系统和无人机，可以自动完成协议的识别与分析，提高无人机协议安全性能，并且电磁干扰小。

第一方面，本实用新型实施例还提供无人机的飞控信号测试系统，所述系统包括：终端、无人机信号生成设备和功率放大器；

所述终端，用于采集无人机信号，从所述无人机信号中提取飞控信号，并将所述飞控信号以二进制进行存储，从而得到飞控数字信号，根据所述飞控数字信号确定飞控协议帧结构的不变域和可变域，根据所述飞控协议帧结构的所述可变域得到模糊测试数据；

所述无人机信号生成设备，用于将所述模糊测试数据生成模糊测试数字信号，并将所述模糊测试数字信号转化为射频模拟信号；

所述功率放大器，用于将所述射频模拟信号进行多级功率放大，得到放大的射频模拟信号。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述终端还用于获取所述无人机信号的频点和信道参数，从所述频点和所述信道参数中筛选所述无人机信号，并对除所述无人机信号之外的数据进行过滤，从而得到所述飞控信号。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述终端还用于从所述飞控数字信号中筛选所述飞控协议帧结构，根据所述飞控协议帧结构，得到所述飞控协议帧结构的所述不变域和所述可变域。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述终端还用于通过改变所述可变域的数值，并依据数据规律生成模糊测试数据候选集，将所述模糊测试数据候选集通过随机选择算法，得到所述模糊测试数据。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述功率放大器还用于将所述放大的射频模拟信号通过射频天线发射出去。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述射频天线的工作频率为2.3GHz-2.5GHz，增益为3db。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述射频天线的类型为平板定向天线。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述终端为计算机系统。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述无人机信号的频点为2.4GHz，所述信道参数为5.8GHz。

第二方面，本实用新型实施例提供了无人机，包括如上所述的无人机的飞控信号测试系统。

本实用新型实施例提供了无人机的飞控信号测试系统和无人机，采集无人机信号，从无人机信号中提取飞控信号，并将飞控信号以二进制进行存储，从而得到飞控数字信号；根据飞控数字信号确定飞控协议帧结构的不变域和可变域；根据飞控协议帧结构的可变域得到模糊测试数据；将模糊测试数据生成模糊测试数字信号，并将模糊测试数字信号转化为射频模拟信号；将射频模拟信号进行多级功率放大，得到放大的射频模拟信号，从而可以自动完成协议的识别与分析，提高无人机协议安全性能，并且电磁干扰小。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的无人机的飞控信号测试系统示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的另一无人机的飞控信号测试系统示意图；

图3为本实用新型实施例三提供的无人机的飞控信号测试方法流程图；

图4为本实用新型实施例三提供的无人机的飞控信号测试方法中步骤S101的流程图；

图5为本实用新型实施例三提供的无人机的飞控信号测试方法中步骤S102的流程图；

图6为本实用新型实施例三提供的无人机的飞控信号测试方法中步骤S103的流程图。

图标：

10-终端；20-无人机信号生成设备；30-功率放大器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为便于对本实施例进行理解，下面对本实用新型实施例进行详细介绍。

实施例一：

图1为本实用新型实施例一提供的无人机的飞控信号测试系统示意图。

参照图1，该系统包括终端10、无人机信号生成设备20和功率放大器30。

终端10，用于采集无人机信号，从无人机信号中提取飞控信号，并将飞控信号以二进制进行存储，从而得到飞控数字信号，根据飞控数字信号确定飞控协议帧结构的不变域和可变域，根据飞控协议帧结构的可变域得到模糊测试数据；

这里，终端10包括802.11信号分析设备和嵌入式系统，802.11信号分析设备用于采集无人机信号，并对无人机信号进行分析，提取飞控信号。并将飞控信号以二进制进行存储，从而得到飞控数字信号

将飞控数字信号通过嵌入式系统进行处理，得到模糊测试数据。

具体地，嵌入式系统的处理过程包括无人机飞控信号分析部分和模糊测试数据生成部分。无人机飞控信号分析部分是根据飞控数字信号确定飞控协议帧结构的不变域和可变域；模糊测试信号生成部分是根据飞控协议帧结构的可变域得到模糊测试数据。

无人机信号生成设备20，用于将模糊测试数据生成模糊测试数字信号，并将所述模糊测试数字信号转化为射频模拟信号；

功率放大器30，用于将所述射频模拟信号进行多级功率放大，得到放大的射频模拟信号。

进一步的，终端10还用于获取所述无人机信号的频点和信道参数，从所述频点和所述信道参数中筛选所述无人机信号，并对除所述无人机信号之外的数据进行过滤，从而得到所述飞控信号。

这里，无人机信号的频点为2.4GHz，所述信道参数为5.8GHz。

进一步的，终端10还用于从所述飞控数字信号中筛选所述飞控协议帧结构，根据所述飞控协议帧结构，得到所述飞控协议帧结构的所述不变域和所述可变域。

进一步的，终端10还用于通过改变所述可变域的数值，并依据数据规律生成模糊测试数据候选集，将所述模糊测试数据候选集通过随机选择算法，得到所述模糊测试数据。

进一步的，功率放大器30还用于将所述放大的射频模拟信号通过射频天线发射出去。

本实用新型实施例提供了无人机的飞控信号测试系统和无人机，通过终端采集无人机信号，从无人机信号中提取飞控信号，并将飞控信号以二进制进行存储，从而得到飞控数字信号，根据飞控数字信号确定飞控协议帧结构的不变域和可变域，根据飞控协议帧结构的所述可变域得到模糊测试数据；通过无人机信号生成设备生成模糊测试数字信号，并将模糊测试数字信号转化为射频模拟信号；通过功率放大器将射频模拟信号进行多级功率放大，得到放大的射频模拟信号，从而可以自动完成协议的识别与分析，提高无人机协议安全性能，并且电磁干扰小。

实施例二：

图2为本实用新型实施例二提供的另一无人机的飞控信号测试系统示意图。

参照图2，该系统包括第一解析设备、linux系统、第二解析设备和功率放大器。

第一解析设备为飞控信号采集部分，用于采集无人机信号，从无人机信号中提取飞控信号，并将飞控信号以二进制进行存储，从而得到飞控数字信号。

linux系统为模糊测试数据生成部分，用于根据飞控数字信号确定飞控协议帧结构的不变域和可变域，根据飞控协议帧结构的可变域得到模糊测试数据。该系统采用并行处理技术，集合机器学习算法、序列比对算法等，能够自动识别协议数据的不同字段，通过启发式算法，标记不同数据域的变化方式。

第二解析设备为射频模拟信号生成部分，该部分采用802.11协议通用信号分析硬件平台实现，根据数据发送线程设定的参数，用于将模糊测试数据生成模糊测试数字信号，并将模糊测试数字信号转化为射频模拟信号。其中，设定的参数为：载波频率2.4GHZ，支持802.11a/b/g/n芯片。

功率放大器为信号放大与发射部分，用于将将射频模拟信号进行两级功率放大，得到放大的射频模拟信号，并将放大的射频模拟信号通过射频天线发射出去。其中，功率放大器的基本参数为：中心频率为2.4GHZ，增益>30dB。

射频天线参数具体为：工作频率为2.3-2.5GHZ，增益为3dB，类型为平板定向天线。

实施例三：

图3为本实用新型实施例三提供的无人机的飞控信号测试方法流程图。

参照图3，该方法包括以下步骤：

步骤S101，采集无人机信号，从所述无人机信号中提取飞控信号，并将飞控信号以二进制进行存储，从而得到飞控数字信号；

这里，无人机信号为802.11协议信号，其中，802.11协议是国际电工电子工程学会(IEEE)为无线局域网络制定的标准。

具体地，从无人机信号中提取飞控信号，飞控信号是模拟信号，需要将飞控信号进行二进制转换，从而得到飞控数字信号。

步骤S102，根据飞控数字信号确定飞控协议帧结构的不变域和可变域；

步骤S103，根据飞控协议帧结构的可变域得到模糊测试数据；

具体地，通过分析飞控协议帧结构，得到不变域和可变域，从可变域中提取序号域和校验域。

通过改变可变域的数值，并依据数据规律生成模糊测试数据候选集；将模糊测试数据候选集通过随机选择算法，得到模糊测试数据。

步骤S104，将模糊测试数据生成模糊测试数字信号，并将模糊测试数字信号转化为射频模拟信号；

这里，通过模糊测试数据生成的模糊测试数字信号为数字信号，需要将模糊测试数字信号转化为模拟信号，即转化为射频模拟信号。

步骤S105，将射频模拟信号进行多级功率放大，得到放大的射频模拟信号。

进一步的，参照图4，步骤S101包括：

步骤S201，获取无人机信号的频点和信道参数；

步骤S202，从频点和信道参数中筛选无人机信号，并对除无人机信号之外的数据进行过滤，从而得到飞控信号。

这里，无人机信号的频点为2.4GHz，信道参数为5.8GHz。

进一步的，参照图5，步骤S102包括：

步骤S301，从飞控数字信号中筛选飞控协议帧结构；

步骤S302，根据飞控协议帧结构，得到飞控协议帧结构的不变域和可变域。

进一步的，参照图6，步骤S103包括：

步骤S401，通过改变可变域的数值，并依据数据规律生成模糊测试数据候选集；

步骤S402，将所述模糊测试数据候选集通过随机选择算法，得到模糊测试数据。

具体地，可变域可以包括但不限于，具体为序号域和校验域。改变可变域的数值，即依据可变域的数据变化规律，通过变异、按位取反和随机生成等，生成新的数值；将新的数值按照数据规律生成模糊测试数据候选集。其中，数据规律具体为递增、递减和取值范围等规律。

随机选择算法是通过随机种子数据，利用随机生成算法生成数值，随机选择其中一个数值。

进一步的，所述方法还包括：

将所述放大的射频模拟信号通过射频天线发射出去。

本实用新型实施例提供了无人机的飞控信号测试方法，采集无人机信号，从无人机信号中提取飞控信号，并将飞控信号以二进制进行存储，从而得到飞控数字信号；根据飞控数字信号确定飞控协议帧结构的不变域和可变域；根据飞控协议帧结构的可变域得到模糊测试数据；将模糊测试数据生成模糊测试数字信号，并将模糊测试数字信号转化为射频模拟信号；将射频模拟信号进行多级功率放大，得到放大的射频模拟信号，从而可以自动完成协议的识别与分析，提高无人机协议安全性能，并且电磁干扰小。

本实用新型实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。