一种无人机的远距离可靠性数据通讯系统的制作方法

本发明涉及远程通讯技术领域，具体涉及一种无人机的远距离可靠性数据通讯系统。

背景技术：

由于无人机/多轴飞行器具备较高的灵活性/可编程等特性，已经在普通的个人玩家，如摄影、竞技等多个领域得到了广泛的应用，并获得一些极端场景下的应用：如军用、警用等。

在一般使用者的模型中，操作者在近距离进行操控即可满足需求，但在远距离飞行场景下则难以满足需求。因为在远距离的通讯上，目前的通讯控制方式无法继续适用，需要引入基于4g或特定频段的无线通讯机制，而受制于飞行区域的信号强度以及无线固有的网络延迟，使得飞行控制链路非常脆弱，容易出现通讯中断，进而导致飞机失控。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本发明提供了一种基于多个无线模块的无人机的远距离可靠性数据通讯系统。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种无人机的远距离可靠性数据通讯系统，其包括用以完成姿态解析的传感器模块、gps模块、电机驱动模块、用以实现数据的无线传输的无线通讯模块和用以与地面站无线通讯的地面站交互系统模块；所述的无线通讯模块采用工作在不同频段的通讯模块；还包括数据采集模块，用于采集传感器模块以及无人机内部运行状态的数据；通讯调度模块，用以进行数据传输的派发控制。

进一步地，所述的传感器模块包括速度/加速度传感器和角速度/加速度传感器。

进一步地，所述的速度/加速度传感器用于检测当前三维速度、加速度信息，用以完成姿态解析。

进一步地，所述的角速度/加速度传感器用于检测当前三维角速度、加速度信息，用以完成姿态解析。

进一步地，所述的工作在不同频段的通讯模块为工作在电信、移动、联通和/或专有频段上的通讯模块。

进一步地，所述的数据采集模块实时采集传感器模块以及无人机内部运行状态的数据，并将采集号的数据封装成不同的封包。

进一步地，所述的通讯调度模块根据无线通讯模块数量，依次将封包派发给各个无线通讯模块，各个无线通讯模块以各自低速完成数据传输。

采用本发明无人机的远距离可靠性数据通讯系统后，虽然各个模块仍然工作在较低速率，但由于数据并行独立发送，从而可以获得较高的带宽，进而使得地面控制站可以获取全面的飞行数据，进行有效的监控和管理。

本发明提供的一种无人机的远距离可靠性数据通讯系统，通过在无人机上加载多个无线通讯模块，使用交错传输的方式，大大提升了数据吞吐量以及带宽，大幅度提高无人机远距离通讯稳定性，可满足一些特殊场景下的可靠通讯的应用需求。

附图说明

图1为现有技术中无人机数据通讯系统原理图；

图2为本发明的无人机数据通讯系统原理图；

图3为现有的单通道数据传输原理图；

图4为本发明的多通道数据传输原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的的说明。

如图1所示的现有技术中无人机数据通讯系统，包括

速度/加速度传感器：用于检测当前三维速度、加速度信息，用以完成姿态解析；

角速度/加速度传感器：检测当前三维角速度、加速度信息，用以完成姿态解析；

gps模块：用于与卫星通信，获得当前地理位置信息；

电机驱动模块：包括驱动电机，用于完成位移或者姿态调整；

无线通讯模块：用以实现数据的无线传输；

数据采集模块，用于采集传感器模块以及无人机内部运行状态的数据；

地面站交互系统：用以与地面站无线通讯，实现任务的接收，飞行状态查询等交互。

如图2所示的本发明的无人机的远距离可靠性数据通讯系统，为多通道通讯系统，其除了包括现有技术中无人机数据通讯系统中的组成模块以外，还包括多个无线通讯模块，优选地，为防止无线通讯的干扰，可以使用工作在不同频段的通讯模块：如电信、移动、联通和/或专有频段上的通讯模块；此外，还增加了一个通讯调度模块，用以进行数据传输的派发控制。

如图3所示，现有技术中的无人机数据通讯系统为单通道数据传输系统，无人机数据采集模块实时采集各个传感器以及无人机内部运行状态的数据，然后将采集好的数据封装成一个个封包：封包1、封包2、封包3….，由于数据采集模块的速率较高，其产生数据的速率远远大于无线传输模块所能传输的带宽，因此无线传输模块只能选择部分的封包：封包1、封包5、封包9….通过无线传输模块或地面站交互系统模块发送给地面站。

基于该系统，由于无线传输模块的传输能力有限，导致不能采集到完整的无人机内部状况，从而极易导致飞行数据的缺失，对于无人机飞行的管理等有极大不便；进一步地，由于单个无线传输模块极易出现信号质量问题，会导致数据的完全丢失，对于无人机的飞行安全相当不利。

通过本发明的多通道数据发送系统，如图4所示，无人机数据采集模块实时采集各个传感器以及无人机内部运行状态的数据，然后将采集好的数据封装成一个个封包：封包1、封包2、封包3….，所述的通讯调度模块根据无线通讯模块的数量，依次将封装好的封包派发给各个无线通讯模块，各个无线通讯模块可以以各自工作速率完成数据的传输。

采用本发明后，虽然各个无线通讯模块仍然工作在较低速率，但由于数据并行独立发送，从而可以提升数据吞吐量并获得较高的带宽，进而使得地面控制站可以获取全面的飞行数据，大幅度提高无人机远距离通讯稳定性，实现对无人机有效的监控和管理。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种无人机的远距离可靠性数据通讯系统，其包括用以完成姿态解析的传感器模块、GPS模块、电机驱动模块、用以实现数据的无线传输的无线通讯模块和用以与地面站无线通讯的地面站交互系统模块；所述的无线通讯模块采用工作在不同频段的通讯模块；还包括数据采集模块，用于采集传感器模块以及无人机内部运行状态的数据；通讯调度模块，用以进行数据传输的派发控制。本发明为一种基于多个无线模块的无人机的远距离可靠性数据通讯系统。

技术研发人员：唐为甲;冯羽;丁军;刘元
受保护的技术使用者：苏州光之翼智能科技有限公司
技术研发日：2019.07.04
技术公布日：2019.10.29