[發(fā)明專利]基于北斗的四旋翼無人機中繼通信平臺

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911367366.1
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111030749A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設計）人: 曹潔;李冠男;尚世鋒;呂葉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍裝甲兵學院
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04J3/06;G05D1/10;G01S19/42
• 代理公司: 濟南光啟專利代理事務所(普通合伙) 37292
• 代理人: 李曉平

1.基于北斗的四旋翼無人機中繼通信平臺，包括地面控制終端、地面作戰(zhàn)系統(tǒng)、無人機中繼平臺和通訊系統(tǒng)，其特征在于：所述通訊系統(tǒng)包括天線24L01、STM32F407單片機、232/TTL和北斗，其中天線24L01通過nRF2401與STM32F407單片機的連接通過SPI接口雙向連接，其中232/TTL通過RS-232串口與STM32F407單片機雙向連接，其中北斗通過PPS脈沖與STM32F407單片機單向連接；

所述地面控制終端包括操縱臺、STM32F407單片機、顯示屏、通訊設備和北斗，其中操作臺的輸出端與STM32F407單片機接收端通過串口單向連接，其中STM32F407單片機輸出端和顯示屏接收端傳輸連接，其中通訊設備的輸出端與STM32F407單片機的接收端通過串口雙向連接，其中北斗通過PPS脈沖與通訊設備的接收端單向連接；

所述無人機中繼平臺包括北斗、通訊設備和飛控系統(tǒng)，其中飛控系統(tǒng)的輸出接收端和通訊系統(tǒng)的輸出接收端通過串口雙向連接，其中北斗通過PPS脈沖與通訊設備的接收端單向連接；

所述地面作戰(zhàn)系統(tǒng)包括北斗、通訊設備、Freescale MK60_VG核心板和履帶車，其中北斗通過PPS脈沖與通訊設備的接收端單向連接，其中通訊設備的輸出接收端和FreescaleMK60_VG核心板的輸出接收端通過串口雙向連接，其中Freescale MK60_VG核心板的輸出端和履帶車的信號接收端通過串口單向連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于北斗的四旋翼無人機中繼通信平臺，其特征在于：所述天線24L01及無線通訊模塊nRF2401，nRF2401是工作在2.4GHz～2.5Hz的ISM頻段的單片機無線收發(fā)芯片，空中波特率可達2Mbps，nRF2401與STM32F407單片機的連接通過SPI接口進行通訊。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于北斗的四旋翼無人機中繼通信平臺，其特征在于：所述STM32F407單片機，STM32F407單片機是一種高性能微控制器，其采用了90納米的NVM工藝和ART(自適應實時存儲器加速器)。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于北斗的四旋翼無人機中繼通信平臺，其特征在于：所述北斗及U-BLOX NEO-M8N北斗模塊，輸出協(xié)議為NMEA0813，輸出電平為串口TTL電平，天線接口為IPEX/SMA，它的默認比特率為9600。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于北斗的四旋翼無人機中繼通信平臺，其特征在于：所述串口及串口通信程序，串口通信程序是自適應組網(wǎng)通信系統(tǒng)與外界的接口，通過RS-232串口接收各分系統(tǒng)發(fā)射的通訊數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權利要求1所述的基于北斗的四旋翼無人機中繼通信平臺，其特征在于：所述PPS脈沖是依托北斗精準授時功能，結合片上系統(tǒng)程序設計，在每次秒脈沖上升沿觸發(fā)首個設備的接收或發(fā)送信號，并根據(jù)設定的時間間隔和ID順序，完成地面控制終端和地面無人移動平臺數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。

7.根據(jù)權利要求1所述的基于北斗的四旋翼無人機中繼通信平臺，其特征在于：所述操縱臺采用11位的A/D轉換器，其采樣頻率為50Hz，顯示屏其尺寸為7英寸，分辨率為800*480(可以軟件設置90度旋轉顯示)，顯示色彩為64K真彩色，它的串口波特率范圍為1200bps-115200bps，串口電平為標準TTL/CMOS。

8.根據(jù)權利要求1所述的基于北斗的四旋翼無人機中繼通信平臺，其特征在于：所述飛控程序的主要功能是自動平衡飛行器的姿態(tài)，在此基礎上優(yōu)化了飛控程序，使之能整合地面控制終端和地面無人移動平臺位置信息數(shù)據(jù)，并利用位置信息數(shù)據(jù)控制無人機調(diào)整飛行狀態(tài)和飛行位置，同時無人機能根據(jù)傳輸?shù)男盘枏娙鮼碜詣訉o人機調(diào)節(jié)到信號發(fā)射與接收的最佳位置，很好地接收地面控制系統(tǒng)發(fā)出的控制信息并將控制信息轉發(fā)給地面無人移動平臺。