[實用新型]長滯空無人機基站通信及監控系統

有效

• 申請號: 201620107408.3
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN206136123U
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 王嵚;王江;虞水中
• 申請（專利權）人: 中科融通物聯科技無錫有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04B7/185
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙)32104
• 代理人: 曹祖良,屠志力

技術領域

本實用新型涉及一種無人機，尤其是一種基于光纖通信、電纜供電的無人機高空通信基站和視頻監控系統。

背景技術

目前國家現場主要應急救援指揮主要以地面應急通信機動車輛為主，主要提供現場通信保障以及現場實時視頻監控。一方面，通信指揮由于受到天線掛高限制，應急通信車的覆蓋范圍也相對有限，只能覆蓋周圍幾公里的范圍，因此給通信保障帶來了新的挑戰；另一方面，由于受地理環境影響，現場無法提供大范圍的視頻監控，供指揮者進行判斷和決策。

無人機經過了幾十年的發展歷程，從技術角度看已經比較成熟。其優點是成本低，易操縱，具有高度靈活性，高度適應性和安全穩定性。能夠攜帶一些重要的設備從空中完成特殊任務，比如空中監視，空中轉信等。在處理自然災害、事故災難以及社會安全事件等方面能發揮出重要作用。但是由于受無人機以及所攜帶的設備供電能源的限制，無人機無法長時間滯留在空中執行監視、轉信等任務。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術中存在的不足，提供一種基于電纜供電、光纖數據傳輸、可長時間滯空執行任務的長滯空無人機基站通信及監控系統。本實用新型采用的技術方案是：

一種長滯空無人機基站通信及監控系統，包括無人機，系留電纜和地面供電控制模塊；

所述無人機通過系留電纜連接地面供電控制模塊，接收地面供電控制模塊發出的控制指令和提供的供電電力；

無人機上設有機載電子設備，用于進行無線通信信號的轉發以及進行視頻監控，將視頻信號實時轉發給地面供電控制模塊。

具體地，無人機上的機載電子設備包括：機載基站通信模塊、視頻采集設備、無人機飛行控制模塊、主控芯片、物理接口收發器、以太網交換模塊、光纖接口、無人機供電接口、DC-DC電源管理模塊、電源切換模塊、機載穩壓降壓模塊、電源管理芯片以及機載后備電池；

所述無人機上設有用于穩定和控制飛行姿態以及提供輔助升力的低壓電機螺旋槳和用于提供主要升力的高壓主升力驅動器；

系留電纜中包含供電電纜和通信光纖；

主控芯片通過無人機飛行控制模塊分別連接并驅動無人機低壓電機和無人機高壓電機；無人機低壓電機和無人機高壓電機分別為無人機的低壓電機螺旋槳和高壓主升力驅動器提供動力；

主控芯片通過物理接口收發器連接以太網交換模塊，以太網交換模塊分別連接通信基站模塊和視頻采集設備；

機載基站通信模塊，用于接收并轉發地面用戶的無線通信信號，以及將地面用戶的無線通信信號通過所述系留電纜中的通信光纖轉發至所述地面供電控制模塊；

視頻采集設備，用于進行視頻監控并通過系留電纜中的通信光纖將視頻信號轉發至所述地面供電控制模塊；

以太網交換模塊連接光纖接口，通過所述光纖接口和系留電纜中的通信光纖與地面供電控制模塊通信；

無人機供電接口通過系留電纜中的供電電纜連接地面供電控制模塊；將地面供電控制模塊產生的高壓供電電壓提供給高壓主升力驅動器工作，同時供電給機載穩壓降壓模塊；

機載穩壓降壓模塊通過電源切換模塊連接無人機低壓電機和DC-DC電源管理模塊；機載穩壓降壓模塊將接入的高壓供電電壓轉化低壓供電電壓，提供給驅動低壓電機螺旋槳的無人機低壓電機；并為DC-DC電源管理模塊提供輸入電壓；

電源管理芯片與主控芯片、機載穩壓降壓模塊以及機載后備電池相連接；

電源切換模塊連接ARM主控芯片，當ARM主控芯片檢測到地面供電控制模塊的供電中斷時，通過電源切換模塊將無人機的供電電源切換到機載后備電池供電；

DC-DC電源管理模塊與電源切換模塊的輸出端連接，用于將機載穩壓降壓模塊提供的低壓供電電壓或機載后備電池提供的電壓轉化為機載電子設備中各部件所需的供電電壓；DC-DC電源管理模塊受控于主控芯片而為機載電子設備中的部件供電。

進一步地，所述視頻采集設備采用機載雙波段光電吊艙，包括可見光攝像機和紅外攝像機；分別用于采集可見光視頻信號與熱成像紅外視頻信號；

所述機載電子設備還包括一個連接主控芯片的光照度傳感芯片；主控芯片通過所述光照度傳感芯片所檢測到環境光照度信息自動控制所述雙波段光電吊艙進行紅外攝像機和可見光攝像機的切換，同時控制所述DC-DC電源管理模塊切斷相應不工作攝像機的工作電源以降低無人機的功耗。

進一步地，所述高壓主升力驅動器采用高壓涵道風扇。