[發明專利]一種基于ZigBee的多四旋翼飛行器間的通信方法

有效

• 申請號: 202011047548.3
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112261618B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 冒澤慧;吳瀟;呂迅竑;姜斌
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04W4/44
• 分類號: H04W4/44;H04W4/46;H04W4/80;H04W28/10
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 蘇一幟

1.一種基于ZigBee的四旋翼飛行器通信方法，其特征在于，所述方法用于一種系統，所述系統包括：至少2個四旋翼飛行器和地面站，每個四旋翼飛行器和所述地面站都安裝有ZigBee通信模塊，ZigBee通信網絡由所有四旋翼飛行器和所述地面站的ZigBee通信模塊組網形成，每個ZigBee通信模塊接入所述ZigBee通信網絡時，都分配唯一的網絡地址；

所述方法包括：

步驟一、發送端根據傳輸數據的數據類型和需求信息，將所有傳輸數據分類并確定對應的接收端類型，其中，所述需求信息中記錄了傳輸數據的流向；

步驟二、所述發送端根據所述接收端類型確定傳輸信息，并生成帶有傳輸信息和傳輸數據的組合數據幀，其中，所述傳輸信息包括：傳輸類型、傳輸地址、傳輸方式；

步驟三、所述發送端所安裝的ZigBee通信模塊以所述組合數據幀中記錄的傳輸方式，將所述組合數據幀僅發送到所述組合數據幀中傳輸地址指向的接收端，而其余接收端不可接收；

步驟四、接收端所安裝的ZigBee通信模塊接收到所述組合數據幀后，將所述組合數據幀由發送幀格式轉換為接收幀格式再傳輸到所述接收端；

所述步驟一，包括：

將所有傳輸數據根據數據類型和需求分類并確定對應的接收端類型；

其中，當四旋翼飛行器作為發送端時傳輸的數據類型包括：四旋翼飛行器的位置和速度、四旋翼飛行器的傳感器數據和實時狀態數據和對某一個四旋翼的指定信息；

當所述地面站作為發送端時傳輸的數據類型包括：心跳包和指令信息；

四旋翼飛行器的位置和速度在通信網絡中實時共享，此類數據接收端類型為ZigBee通信網絡中所有四旋翼及所述地面站；

四旋翼飛行器的傳感器數據和實時狀態數據發送到所述地面站進行遠程監測，此類數據的接收端類型為所述地面站；

當任意兩架四旋翼之間進行單獨通信時，對其中一個四旋翼的指定信息接收端類型為所述指定信息指向的另一個四旋翼；

在所述地面站與四旋翼間創建通信連接以及保持通信連接時，所述地面站周期性地發送心跳包給所有四旋翼來確保是否連接正常，心跳包的接收端類型為ZigBee通信網絡中所有四旋翼；所述地面站根據四旋翼的狀態和當前需求向不同四旋翼發送指令信息，此類信息的目的只針對一個四旋翼，此類指令信息接收端類型為所述指令信息指向的單獨一個四旋翼飛行器；

接收端與所安裝的ZigBee通信模塊為有線連接，所述通信模塊將接收到組合數據幀處理后通過有線傳輸發送到接收端；

接收端所安裝的ZigBee通信模塊接收到發送端發送的組合數據幀發送幀形式后，先將發送幀形式轉換為接收幀形式，并在傳輸類型處填入接收類型，傳輸地址處填入發送端地址，填入發送端地址為作為發送端的地面站或四旋翼地址，然后將所述組合數據幀通過有線傳輸發送到接收端；

接收端接收到組合數據幀后，通過組合數據幀中的發送端地址識別發送端，即識別此幀數據發送端是地面站或者某四旋翼，并從組合數據幀中的傳輸數據獲取需求數據。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述發送端類型包括：所述地面站或四旋翼飛行器；

所述接收端類型包括：單獨一個四旋翼飛行器、所述地面站或通信網絡中所有四旋翼飛行器和所述地面站。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟二，生成組合數據幀，包括：

將傳輸信息作為組合數據幀的外層進行封裝；所述傳輸信息內容包括：傳輸類型、是否應答標志、傳輸地址、傳輸方式、廣播半徑和保留位，所述傳輸方式包括：單播或廣播；

根據MAVLink通信協議的消息幀形式，封裝傳輸數據并作為組合消息幀的內層；所述組合數據幀內層填寫字段包括：傳輸的具體數據、所述具體數據的類型、發送端的飛行器編號和組件編號、該組合消息幀的序列號、MAVLink起始幀、長度和校驗碼。