[發(fā)明專利]一種無人機的工業(yè)通信系統(tǒng)與通信方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011010355.0
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112134613A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 左亞堯;陳致然;洪嘉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 尹君君

本發(fā)明涉及無人機通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無人機的工業(yè)通信系統(tǒng)與通信方法。具體包括無人機、遠程指揮中心和通信中繼，無人機包括飛行控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)流緩存?zhèn)鬏斚到y(tǒng)、融合通信系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，邊緣計算中心用于處理數(shù)據(jù)流緩存?zhèn)鬏斚到y(tǒng)中的數(shù)據(jù)，無人機中的通信設(shè)備與對應(yīng)的通信中繼形成通信網(wǎng)絡(luò)，飛行控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)流緩存?zhèn)鬏斚到y(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可采用融合通信系統(tǒng)中不同的通信網(wǎng)絡(luò)傳送至遠程指揮中心。本申請的通信系統(tǒng)滿足無人機的數(shù)據(jù)均勻傳輸，同時因為有多條通信網(wǎng)絡(luò)，通信系統(tǒng)實現(xiàn)了無人機的飛行控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的低延遲傳輸，以及無人機的數(shù)據(jù)完整且準確地傳輸至遠程指揮中心。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無人機的工業(yè)通信系統(tǒng)與通信方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著通信技術(shù)和無人機控制技術(shù)的不斷進步，無人機以其靈活、高效的特點被廣泛應(yīng)用于航拍、巡檢、消防、農(nóng)業(yè)、勘測等多個領(lǐng)域。當前，無人機通信方式包括多種單一的通信方式：1)4G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞剑?G基站信號覆蓋范圍較廣，但在無人機使用的工業(yè)環(huán)境中，基站數(shù)量往往較少，無人機在飛行過程中容易出現(xiàn)信號不穩(wěn)定的情況，并且隨著無人機應(yīng)用的擴展，4G通信的帶寬漸漸不能滿足無人機的通信需求；2)5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞剑捎?G信號頻率高、衰減大、基站信號覆蓋范圍較小，因此在無人機飛行范圍內(nèi)5G基站相對于4G基站需要增加同等面積下的基站數(shù)量，而5G基站的建設(shè)成本是4G基站的2倍～3倍，考慮基站建設(shè)成本和需求，在無人機的使用環(huán)境中，5G基站的數(shù)量會更加少，因此無人機在作業(yè)時需要自帶基站，這對無人機飛行范圍帶來了限制；3)衛(wèi)星通信方式，衛(wèi)星信號覆蓋范圍廣，但通信成本高，且?guī)捿^小，因此無法滿足無人機正常使用需求。無人機一般需要長距離的作業(yè)，因此單一通信方式的通信質(zhì)量往往不能全程滿足無人機的數(shù)據(jù)均勻傳輸。此外，單一通信方式容易造成無人機的飛行控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)延遲傳輸，或無人機的數(shù)據(jù)不能準確完整傳輸。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本申請?zhí)峁┮环N無人機的工業(yè)通信系統(tǒng)與通信方法。

一種無人機的工業(yè)通信系統(tǒng)，包括無人機、遠程指揮中心和通信中繼，所述無人機包括多個不同的通信設(shè)備，每個所述通信設(shè)備與其對應(yīng)的一種所述通信中繼形成一個通信網(wǎng)絡(luò)；

所述無人機包括飛行控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)流緩存?zhèn)鬏斚到y(tǒng)、融合通信系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；

所述融合通信系統(tǒng)包括融合通信網(wǎng)絡(luò)、通信信號檢測模塊和同步傳送模塊，所述融合通信網(wǎng)絡(luò)由多個不同的所述通信網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成，所述飛行控制系統(tǒng)通過其中一個所述通信網(wǎng)絡(luò)傳輸所述無人機的飛行日志；

所述數(shù)據(jù)流緩存?zhèn)鬏斚到y(tǒng)用于存儲所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的總數(shù)據(jù)并傳送給所述同步傳送模塊；

所述通信信號檢測模塊用于檢測所述無人機所處的所述融合通信網(wǎng)絡(luò)且在其余所述通信網(wǎng)絡(luò)中選出至少一條所述通信網(wǎng)絡(luò)并反饋給所述同步傳送模塊，所述同步傳送模塊用于傳輸所述總數(shù)據(jù)及總數(shù)據(jù)日志至所述遠程指揮中心。

可選的，所述數(shù)據(jù)流緩存?zhèn)鬏斚到y(tǒng)包括數(shù)據(jù)聚合模塊和存儲器，所述存儲器用于存儲所述數(shù)據(jù)聚合模塊聚合后的數(shù)據(jù)。

可選的，還包括邊緣計算中心，所述總數(shù)據(jù)包括視頻數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)，所述邊緣計算中心包括傳感器服務(wù)器，所述傳感器服務(wù)器用于計算所述傳感器數(shù)據(jù)并傳送給所述遠程指揮中心。

可選的，所述通信中繼包括4G通信基站、5G通信基站、衛(wèi)星或互聯(lián)網(wǎng)；所述通信設(shè)備為5G通信終端、4G通信終端或衛(wèi)星通信終端。

可選的，所述5G通信終端與所述5G通信基站形成的通信網(wǎng)絡(luò)的通信方式包括：可互相切換的蜂窩通信方式和D2D通信方式。

可選的，所述遠程指揮中心包括顯示器，所述顯示器用于顯示所述無人機的所有數(shù)據(jù)。

可選的，所述遠程指揮中心還包括飛行控制器，所述飛行控制系統(tǒng)包括指令接收模塊，所述指令接收模塊用于接收所述飛行控制器的控制指令。