本實用新型涉及無人機系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無人機云監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著無人機系統(tǒng)在航測、管線巡查、區(qū)域巡邏等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，無人機作業(yè)的范圍不可避免的擴展到人口密集的城市或是人跡罕至的野外，無人機狀態(tài)實時遠程監(jiān)控對于無人機飛行安全、飛行管理效率以及作業(yè)效果的影響越來越顯著。
進一步提高無人機飛行時的可靠性和安全性，同時提高對無人機的空管水平，是現(xiàn)有技術(shù)中無人機發(fā)展的重要方向。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述提出的進一步提高無人機飛行時的可靠性和安全性，同時提高對無人機的空管水平，是現(xiàn)有技術(shù)中無人機發(fā)展的重要方向的問題，本實用新型提供了一種無人機云監(jiān)控系統(tǒng)，本監(jiān)控系統(tǒng)可有效提高無人機在執(zhí)行任務(wù)時飛行的可靠性和系統(tǒng)的安全性。
本實用新型提供的一種無人機云監(jiān)控系統(tǒng)通過以下技術(shù)要點來解決問題：一種無人機云監(jiān)控系統(tǒng)，包括云服務(wù)器和云監(jiān)控硬件；
所述云監(jiān)控硬件包括GPS模塊、有線通信模塊及無線通信模塊，所述GPS模塊與云服務(wù)器之間通過無線通信模塊建立無線通信連接，所述GPS模塊數(shù)據(jù)輸出端與無人機自動駕駛儀數(shù)據(jù)接口之間通過有線通信模塊相連。
現(xiàn)有技術(shù)中，使用GPS定位系統(tǒng)進行導(dǎo)航解算的無人機非常依賴GPS信號的穩(wěn)定性，若GPS信號異常，輕者無法正常航線飛行，任務(wù)失敗，重者導(dǎo)航系統(tǒng)失效，無人機墜毀。
以上方案中，由于GPS模塊與云服務(wù)器之間通過無線通信模塊建立無線通信連接，這樣，GPS模塊獲得的位置和速度信息通過無線通信模塊發(fā)送給云服務(wù)器，避免了諸如自動駕駛儀內(nèi)置GPS故障、自動駕駛儀無法正常運行等情況，導(dǎo)致的無人機控制或監(jiān)管者無法接收無人機相應(yīng)信息的情況，這樣，可保證自動駕駛儀故障情況下云服務(wù)器依然能夠持續(xù)監(jiān)控?zé)o人機的基本信息，可為特殊情況判斷和處置提供寶貴依據(jù)。
同時，設(shè)置為GPS模塊數(shù)據(jù)輸出端與無人機自動駕駛儀數(shù)據(jù)接口之間通過有線通信模塊相連，當(dāng)自動駕駛儀的內(nèi)置GPS失效時，使用云監(jiān)控硬件中的GPS模塊作為自動駕駛儀的GPS信號源，避免由于自動駕駛儀內(nèi)置GPS失效可能引起的導(dǎo)航解算發(fā)散，這樣，可達到提高無人機系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)可靠性和系統(tǒng)安全性的目的。
以上云監(jiān)控硬件與無人機自動駕駛儀之間采用有線通信，這樣，不僅利于通信的可靠性，同時利于降低通信成本。
更進一步的技術(shù)方案為：
現(xiàn)有技術(shù)中，隨著對無人機空管水平的提高，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了強制接管無人機或迫降的設(shè)備，但這些設(shè)備一般需要在無人機所在區(qū)域周圍直接向無人機發(fā)出強制接管或迫降信號，即所需設(shè)備需要在被監(jiān)控區(qū)域。作為一種支持無人機所有者或主管單位可通過云服務(wù)器發(fā)送警示或強制接管無人機終止飛行的指令，避免在融合空域飛行的無人機出現(xiàn)不當(dāng)行為，提高無人機空管水平的技術(shù)方案，所述云監(jiān)控硬件還包括微控制器，所述微控制器與無人機自動駕駛儀數(shù)據(jù)接口之間通過有線通信模塊連接，所述無線通信模塊與微控制器的數(shù)據(jù)接口通過有線通信模塊連接，所述無線通信模塊與云服務(wù)器之間建立的無線通信為雙向通信。
以上方案中，無線通信模塊用于云監(jiān)控硬件與云服務(wù)器建立無線數(shù)據(jù)連接，微控制器用于數(shù)據(jù)處理，同時微控制器與無人機自動駕駛儀數(shù)據(jù)連接。采用以上方案，可通過現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，無人機所有者或主管單位，利用與云服務(wù)器有網(wǎng)絡(luò)連接的電子設(shè)備，即可實現(xiàn)無人機的位置、飛行數(shù)據(jù)監(jiān)控、強制指令發(fā)送等。如當(dāng)無人機監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)無人機接近或進入禁飛區(qū)域時，可通過電子設(shè)備向云服務(wù)發(fā)出返航或迫降指令，以上指令最終由微控制器發(fā)送至無人機自動駕駛儀。
作為一種覆蓋范圍廣的無線通信模塊實現(xiàn)方案，所述無線通信模塊為2G網(wǎng)絡(luò)通信模塊，所述無線通信模塊與云服務(wù)器通過2G網(wǎng)絡(luò)無線通信。
作為一種覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)傳輸可靠的實現(xiàn)方案，所述無線通信模塊為衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信模塊，所述無線通信模塊與云服務(wù)器通過衛(wèi)星信號無線通信。
由于云監(jiān)控硬件需要安裝在無人機上，為使得本云監(jiān)控硬件不影響無人機系統(tǒng)供電，即在不改變無人機系統(tǒng)供電電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，能夠使得云監(jiān)控硬件發(fā)揮其功能，所述云監(jiān)控硬件還包括電源模塊，所述電源模塊作為云監(jiān)控硬件的供電模塊。
作為有線通信模塊的具體實現(xiàn)方式，所述有線通信模塊為CAN通信模塊。
作為有線通信模塊的具體實現(xiàn)方式，所述有線通信模塊為串口通信模塊。
本實用新型具有以下有益效果：
以上方案中，由于GPS模塊與云服務(wù)器之間通過無線通信模塊建立無線通信連接，這樣，GPS模塊獲得的位置和速度信息通過無線通信模塊發(fā)送給云服務(wù)器，避免了諸如自動駕駛儀內(nèi)置GPS故障、自動駕駛儀無法正常運行等情況，導(dǎo)致的無人機控制或監(jiān)管者無法接收無人機相應(yīng)信息的情況，這樣，可保證自動駕駛儀故障情況下云服務(wù)器依然能夠持續(xù)監(jiān)控?zé)o人機的基本信息，可為特殊情況判斷和處置提供寶貴依據(jù)。
同時，設(shè)置為GPS模塊數(shù)據(jù)輸出端與無人機自動駕駛儀數(shù)據(jù)接口之間通過有線通信模塊相連，當(dāng)自動駕駛儀的內(nèi)置GPS失效時，使用云監(jiān)控硬件中的GPS模塊作為自動駕駛儀的GPS信號源，避免由于自動駕駛儀內(nèi)置GPS失效可能引起的導(dǎo)航解算發(fā)散，這樣，可達到提高無人機系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)可靠性和系統(tǒng)安全性的目的。
以上云監(jiān)控硬件與無人機自動駕駛儀之間采用有線通信，這樣，不僅利于通信的可靠性，同時利于降低通信成本。
附圖說明
圖1是本實用新型所述的一種無人機云監(jiān)控系統(tǒng)一個具體實施例的系統(tǒng)拓?fù)鋱D。
圖中的編號依次為：1、自動駕駛儀，101、電源模塊，102、數(shù)據(jù)接口，2、云服務(wù)器，201、云服務(wù)器無線通信模塊，202、監(jiān)控設(shè)備，3、云監(jiān)控硬件，301、微控制器，302、電源接口，303、無線通信模塊，304、有線通信模塊，305、GPS模塊。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步的詳細(xì)說明，但是本實用新型的結(jié)構(gòu)不僅限于以下實施例。
實施例1：
如圖1所示，一種無人機云監(jiān)控系統(tǒng)，包括云服務(wù)器2和云監(jiān)控硬件3；
所述云監(jiān)控硬件3包括GPS模塊305、有線通信模塊304及無線通信模塊303，所述GPS模塊305與云服務(wù)器2之間通過無線通信模塊303建立無線通信連接，所述GPS模塊305數(shù)據(jù)輸出端與無人機自動駕駛儀1數(shù)據(jù)接口102之間通過有線通信模塊304相連。
現(xiàn)有技術(shù)中，使用GPS定位系統(tǒng)進行導(dǎo)航解算的無人機非常依賴GPS信號的穩(wěn)定性，若GPS信號異常，輕者無法正常航線飛行，任務(wù)失敗，重者導(dǎo)航系統(tǒng)失效，無人機墜毀。
以上方案中，由于GPS模塊305與云服務(wù)器2之間通過無線通信模塊303建立無線通信連接，這樣，GPS模塊305獲得的位置和速度信息通過無線通信模塊303發(fā)送給云服務(wù)器2，避免了諸如自動駕駛儀1內(nèi)置GPS故障、自動駕駛儀1無法正常運行等情況，導(dǎo)致的無人機控制或監(jiān)管者無法接收無人機相應(yīng)信息的情況，這樣，可保證自動駕駛儀1故障情況下云服務(wù)器2依然能夠持續(xù)監(jiān)控?zé)o人機的基本信息，可為特殊情況判斷和處置提供寶貴依據(jù)。
同時，設(shè)置為GPS模塊305數(shù)據(jù)輸出端與無人機自動駕駛儀1數(shù)據(jù)接口102之間通過有線通信模塊304相連，當(dāng)自動駕駛儀1的內(nèi)置GPS失效時，使用云監(jiān)控硬件3中的GPS模塊305作為自動駕駛儀1的GPS信號源，避免由于自動駕駛儀1內(nèi)置GPS失效可能引起的導(dǎo)航解算發(fā)散，這樣，可達到提高無人機系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)可靠性和系統(tǒng)安全性的目的。
以上云監(jiān)控硬件3與無人機自動駕駛儀1之間采用有線通信，這樣，不僅利于通信的可靠性，同時利于降低通信成本。
本實施例中，所述云服務(wù)器2包括監(jiān)控設(shè)備202和云服務(wù)器無線通信模塊201，所述無線通信模塊303與云服務(wù)器無線通信模塊201相對應(yīng)，所述監(jiān)控設(shè)備202包括以下設(shè)備中的一種或幾種：顯示設(shè)備、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、數(shù)據(jù)分析處理設(shè)備。
實施例2：
如圖1所示，本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上作進一步限定：現(xiàn)有技術(shù)中，隨著對無人機空管水平的提高，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了強制接管無人機或迫降的設(shè)備，但這些設(shè)備一般需要在無人機所在區(qū)域周圍直接向無人機發(fā)出強制接管或迫降信號，即所需設(shè)備需要在被監(jiān)控區(qū)域。作為一種支持無人機所有者或主管單位可通過云服務(wù)器2發(fā)送警示或強制接管無人機終止飛行的指令，避免在融合空域飛行的無人機出現(xiàn)不當(dāng)行為，提高無人機空管水平的技術(shù)方案，所述云監(jiān)控硬件3還包括微控制器301，所述微控制器301與無人機自動駕駛儀1數(shù)據(jù)接口102之間通過有線通信模塊304連接，所述無線通信模塊303與微控制器301的數(shù)據(jù)接口102通過有線通信模塊304連接，所述無線通信模塊303與云服務(wù)器2之間建立的無線通信為雙向通信。
以上方案中，無線通信模塊303用于云監(jiān)控硬件3與云服務(wù)器2建立無線數(shù)據(jù)連接，微控制器301用于數(shù)據(jù)處理，同時微控制器301與無人機自動駕駛儀1數(shù)據(jù)連接。采用以上方案，可通過現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，無人機所有者或主管單位，利用與云服務(wù)器2有網(wǎng)絡(luò)連接的電子設(shè)備，即可實現(xiàn)無人機的位置、飛行數(shù)據(jù)監(jiān)控、強制指令發(fā)送等。如當(dāng)無人機監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)無人機接近或進入禁飛區(qū)域時，可通過電子設(shè)備向云服務(wù)發(fā)出返航或迫降指令，以上指令最終由微控制器301發(fā)送至無人機自動駕駛儀1。
作為一種覆蓋范圍廣的無線通信模塊303實現(xiàn)方案，所述無線通信模塊303為2G網(wǎng)絡(luò)通信模塊，所述無線通信模塊303與云服務(wù)器2通過2G網(wǎng)絡(luò)無線通信。
作為一種覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)傳輸可靠的實現(xiàn)方案，所述無線通信模塊303為衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信模塊，所述無線通信模塊303與云服務(wù)器2通過衛(wèi)星信號無線通信。
由于云監(jiān)控硬件3需要安裝在無人機上，為使得本云監(jiān)控硬件3不影響無人機系統(tǒng)供電，即在不改變無人機系統(tǒng)供電電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，能夠使得云監(jiān)控硬件3發(fā)揮其功能，所述云監(jiān)控硬件3還包括電源模塊101，所述電源模塊101作為云監(jiān)控硬件3的供電模塊。即在云監(jiān)控硬件3的各耗電部件上設(shè)置電源接口302，所述電源模塊101與電源接口302電連接。
作為有線通信模塊304的具體實現(xiàn)方式，所述有線通信模塊304為CAN通信模塊。
作為有線通信模塊304的具體實現(xiàn)方式，所述有線通信模塊304為串口通信模塊。
實施例3：
本實施例提供了一種具體的實現(xiàn)方式：一種無人機云監(jiān)控系統(tǒng)，包括云服務(wù)器2、需安裝在被監(jiān)控?zé)o人機上的云監(jiān)控硬件3。云服務(wù)器2，包括云服務(wù)器無線通信模塊201和監(jiān)控設(shè)備202；云監(jiān)控硬件3包括微控制器301、電源接口302、無線通信模塊303、有線通信模塊304；電源接口302和有線通信模塊304分別與無人機自動駕駛儀1的電源和數(shù)據(jù)接口102相連，電源接口302為云監(jiān)控硬件3供電，有線通信模塊304提供雙向通信；云監(jiān)控硬件3通過無線通信模塊303與云服務(wù)器無線通信模塊201進行雙向通信。
其中微控制器301選擇STM32系列，供電電壓12V。
云監(jiān)控硬件3還包括GPS模塊305，通過有線通信模塊304向自動駕駛儀1提供GPS信息。
自動駕駛儀1通過所述云監(jiān)控硬件3將部分飛行狀態(tài)和系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)送給所述云服務(wù)器2，狀態(tài)包括飛行器位置、速度、姿態(tài)以及飛行階段信息和自動駕駛儀1狀態(tài)信息。
若自動駕駛儀1無法正常發(fā)送飛行狀態(tài)和系統(tǒng)狀態(tài)，則云監(jiān)控硬件3將讀取自身GPS模塊305的位置和速度信息通過無線通信模塊303發(fā)送給云服務(wù)器2，避免云服務(wù)器2失去無人機信息。
云監(jiān)控硬件3的無線通信模塊303和云服務(wù)器無線通信模塊201均采用2G無線網(wǎng)絡(luò)通信方式。
云監(jiān)控硬件3的有線通信模塊304為RS-232。
實施例4：
本實施例提供了一種具體的實現(xiàn)方式：一種無人機云監(jiān)控系統(tǒng)，包括云服務(wù)器2、需安裝在被監(jiān)控?zé)o人機上的云監(jiān)控硬件3。其中：
云服務(wù)器2，包括云服務(wù)器無線通信模塊201和監(jiān)控設(shè)備202；
云監(jiān)控硬件3包括微控制器301、電源接口302、無線通信模塊303、有線通信模塊304；電源接口302和有線通信模塊304分別與自動駕駛儀1的電源和數(shù)據(jù)接口102相連，分別為云監(jiān)控硬件3供電及提供雙向通信；云監(jiān)控硬件3通過無線通信模塊303與云服務(wù)器2進行雙向通信。
其中微控制器301選擇STM32系列，電源為寬電壓，電壓范圍25V至10V。
云監(jiān)控硬件3還包括GPS模塊305，通過有線通信模塊304向自動駕駛儀1提供GPS信息。
自動駕駛儀1通過所述云監(jiān)控硬件3將部分飛行狀態(tài)和系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)送給所述云服務(wù)器2，狀態(tài)包括飛行器位置、速度、姿態(tài)以及飛行階段信息和自動駕駛儀1狀態(tài)信息。
若自動駕駛儀1無法正常發(fā)送飛行狀態(tài)和系統(tǒng)狀態(tài)，則云監(jiān)控硬件3將自身讀取GPS模塊305的位置和速度信息通過無線通信模塊303發(fā)送給云服務(wù)器2，避免無人機與云服務(wù)器2失聯(lián)。
云監(jiān)控硬件3的無線通信模塊303和云服務(wù)器無線通信模塊201均采用衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，具體為銥星系統(tǒng)模塊。
云監(jiān)控硬件3的有線通信模塊304為CAN通信模塊。
實施例5：
一種無人機云監(jiān)控系統(tǒng)，包括云服務(wù)器2、需安裝在被監(jiān)控?zé)o人機上的云監(jiān)控硬件3。
云服務(wù)器2，包括云服務(wù)器無線通信模塊201和監(jiān)控設(shè)備202；
云監(jiān)控硬件3包括微控制器301、電源接口302、無線通信模塊303、有線通信模塊304；電源接口302和有線通信模塊304分別與自動駕駛儀1的電源和數(shù)據(jù)接口102相連，分別用于為云監(jiān)控硬件3供電及提供雙向通信；云監(jiān)控硬件3通過無線通信模塊303與云服務(wù)器2進行雙向通信。
其中微控制器301選擇STM32系列，電源為寬電壓，電壓范圍25V至10V。
云監(jiān)控硬件3還包括GPS模塊305，通過有線通信模塊304向自動駕駛儀1提供GPS信息。
云監(jiān)控硬件3的無線通信模塊303和云服務(wù)器無線通信模塊201均采用冗余設(shè)定，同時安裝GPRS模塊和衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)具體為銥星系統(tǒng)模塊。
云監(jiān)控硬件3的有線通信模塊304為RS422通信模塊。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施方式只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型的技術(shù)方案下得出的其他實施方式，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。