[發明專利]一種基于無人機和無線設備的應急救援通信網絡組網方法

有效

• 申請號: 201710966490.4
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107809277B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 鄭嘯;辛文飛;趙偉;吳宣夠
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04W4/90;H04W52/02;H04W76/28
• 代理公司: 34134 安徽知問律師事務所
• 代理人: 平靜

1.一種基于無人機和無線設備的應急救援通信網絡組網方法，其特征在于：通信網絡包括無人機、空中無線設備、地面無線設備、定位設備和遠程基站，所述的無人機掛載空中無線設備，組成空中無線網絡；所述的地面無線設備上設置定位設備，組成地面無線網絡；通過在地面無線網絡、空中無線網絡以及遠程基站之間建立通訊，為發生災難的區域提供臨時通信網絡；所述的空中無線設備和地面無線設備采用無線路由器，所述的定位設備采用GPS定位裝置；

組網步驟為：

步驟一、為每個無人機分配唯一的UID，每個無線路由器分配唯一的RID，所有的無線設備具有相同的SSID、信道和兼容協議，無需密碼即可連接，工作中的路由器都處于橋接模式；

步驟二、災害發生后，投遞無人機把所有的地面無線設備部署到預定地點，部署完成后投遞無人機返回，地面無線設備即處于工作狀態，同時投遞無人機生成一組RID、(x,y)數據發送到遠程基站，x，y分別表示所投遞地面無線設備所處的經緯度，(x,y)為預定地點經緯度坐標；

步驟三、在部署地面無線設備的過程中，空中的無人機同時飛往目標位置，飛抵后，無人機處于懸停狀態，等待與地面無線設備建立連接，在地面無線設備與空中無人機網絡部署的過程中，即開始建立網絡連接；

步驟四、在無線網絡為災區提供網絡服務的過程中，無人機根據地面用戶移動導致的流量變化動態調整位置。

2.根據權利要求1所述的一種基于無人機和無線設備的應急救援通信網絡組網方法，其特征在于：地面無線設備作為提供地面無線網絡通訊的基礎設施，在災害發生后，應當首先確定災區的受災面積、需求投放的無線設備的數量、位置，然后進行地面無線網絡部署，具體步驟為：

(1)派遣一個或多個攜帶高清攝像頭的巡查無人機對災區進行連續高清圖像拍攝，拍攝完成后再對圖像進行拼接，根據無人機的高度和攝像頭的視角計算受災面積；

(2)根據拼接后的整個災區地圖，劃出所有需要緊急救援的居民區，并計算所有居民區的面積；

(3)測定地面無線設備的覆蓋范圍S_R，按如下公式計算需要部署的無線設備的數量N₁：

式中，S_i表示災區第i個災民集中點的面積；i表示災區第i個災民集中點；n表示災區總的災民集中點的數量；

(4)根據步驟(2)掃描的結果，確定地面無線設備的部署位置，選點完成后，由投遞無人機完成所有地面無線設備的投放。

3.根據權利要求2所述的一種基于無人機和無線設備的應急救援通信網絡組網方法，其特征在于：步驟(1)中利用巡查無人機對災區進行掃描，掃描的方式是無人機沿固定的方向、速度和高度對受災地區進行連續拍攝高清圖像，每兩次拍攝的照片必須保持一定的重合區域以保證圖像能夠完整拼接；步驟(4)中地面無線設備的部署位置選擇遵循空曠平坦、地勢較高、不容易受二次影響且盡量覆蓋居民區的原則。

4.根據權利要求3所述的一種基于無人機和無線設備的應急救援通信網絡組網方法，其特征在于：當地面無線設備開始部署的時候，即準備無人機的部署，具體步驟為：

(1)確定需要部署的無人機數量，設地面無線設備的最大數據速率是T₁，掛載到無人機上的空中無線設備最大數據速率是T₂，覆蓋半徑為R₂，災區到遠程基站的最短距離為D，那么需要的無人機的數量按如下公式計算：

其中，k為根據實際需要額外增配的無人機數量；

(2)確定無人機數量以后，把空中無線設備掛載到無人機，設定無人機目的地，由無人機自動飛行到設定地點。