[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

本發明實施例公開了一種基于ZigBee的多四旋翼飛行器間通信方法，涉及多小型飛行器的通信技術領域。本發明包括：發送端根據數據類型及接收端類型確定傳輸信息，生成帶有傳輸信息和傳輸數據的組合數據幀，發送端的ZigBee通信模塊根據組合數據幀中傳輸信息選擇的傳輸方式將組合數據幀僅發送到組合數據幀中傳輸信息指向的接收端，接收端的ZigBee通信模塊接收到所述組合數據幀后，獲取組合數據幀中的傳輸數據并通過組合數據幀中的發送端地址識別所述發送端。實現了多四旋翼間、四旋翼與地面的點對點、點對多點的通信，同時精簡了接收端數據流并保證接收端都是需求數據，避免了因接收不必要的數據而占用通信信道的情況，提高了通信效率，避免了多機間的數據沖突。

技術領域

本發明涉及多小型飛行器的通信技術領域，尤其涉及一種基于ZigBee的多四旋翼飛行器間的通信方法。

背景技術

近年來，小型四旋翼以其獨特的優勢受到各行各業的重視，比如易于操縱、方便攜帶、可應用于各種復雜環境中取代人力降低成本。但是正是由于其體積小所以工作能力有限，其工作范圍受到很大的限制，很多中大型飛行器上的通信方案和通信模塊，是難以有效應用在四旋翼飛行器上的，需要發展更為高效的多四旋翼編隊飛行來提高飛行器的工作效率。因此多四旋翼的通信方式和協同編隊方式，成為新興研究方向之一。

就目前的技術而言，多四旋翼間的通信已經有了部分研究成果，這些研究成果雖然可以實現多架四旋翼間、四旋翼與地面站的通信，但是存在通信效率不高、通信模塊接收端數據流擁擠、無法實現任意兩架四旋翼間進行單獨信息交互等問題。比如：現有研究中所有四旋翼均采用通信模塊的廣播模式，這會導致四旋翼的通信模塊接收端數據流擁擠且會因為接收不必要的數據而被占用通信信道；或者在多架四旋翼間采用輪流廣播數據的方式會導致數據實時性不夠等諸多問題。

發明內容

本發明的實施例提供一種基于ZigBee的多四旋翼飛行器通信方法，能夠避免多機間的大量數據沖突。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

一種基于ZigBee的四旋翼飛行器通信方法，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；

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、傳輸方式等；

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。

具體的，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。

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。