[發(fā)明專利]基于多跳自組織網(wǎng)絡(luò)分級(jí)結(jié)構(gòu)的高效指令傳輸方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210445217.8
• 申請(qǐng)日: 2022-04-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114866961A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 元銘;楊劍濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W4/08
• 分類號(hào): H04W4/08;H04W4/44;H04W4/46;H04W12/00;H04W12/03;H04W12/041;H04W12/0431;H04W12/0433;H04W12/06;H04W12/106;H04W84/18;H04B7/185
• 代理公司: 佛山粵進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44463
• 代理人: 王余錢

本發(fā)明公開(kāi)的一種基于多跳自組織網(wǎng)絡(luò)分級(jí)結(jié)構(gòu)的高效指令傳輸方法及系統(tǒng)，包括：在集群無(wú)人機(jī)在地面狀態(tài)時(shí)，通過(guò)地面站對(duì)無(wú)人機(jī)設(shè)置秘鑰，并根據(jù)地面站指令與POW工作量證明生成區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制認(rèn)同的小集群分組，所屬層及小集群內(nèi)部分工，在集群無(wú)人機(jī)起飛后，當(dāng)集群無(wú)人機(jī)收到新的信息，根據(jù)信息性質(zhì)判斷對(duì)消息進(jìn)行傳達(dá)及集群內(nèi)無(wú)人機(jī)的調(diào)度，在進(jìn)行集群內(nèi)部無(wú)人機(jī)通信時(shí)，對(duì)信息進(jìn)行通信加密并根據(jù)信息所屬種類獲取發(fā)送方式；同時(shí)，集群無(wú)人機(jī)信息認(rèn)證區(qū)塊鏈根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間間隔進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新。本發(fā)明基于分級(jí)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸方案中，集群內(nèi)部分級(jí)傳達(dá)自治維護(hù)，有效提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩档土藬?shù)據(jù)分發(fā)壓力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，更具體的，涉及一種基于多跳自組織網(wǎng)絡(luò)分級(jí)結(jié)構(gòu)的高效指令傳輸方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的逐步發(fā)展，集群無(wú)人機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前市面上大部分集群無(wú)人機(jī)的通訊往往采用中心式化的方案，其效率較低，依賴于單臺(tái)無(wú)人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速度慢，壓力大。新興的區(qū)塊鏈方案采用去中心化的數(shù)據(jù)傳輸方式，但其多數(shù)采用平層結(jié)構(gòu)，該方案在集群無(wú)人機(jī)數(shù)量較少的時(shí)候可以使用，但是當(dāng)無(wú)人機(jī)數(shù)量變多時(shí)，數(shù)據(jù)的傳達(dá)時(shí)間逐漸趨近甚至大于其更新周期。而本發(fā)明提出的基于多跳自組織網(wǎng)絡(luò)分級(jí)結(jié)構(gòu)的高效指令傳輸方案可以有效解決該問(wèn)題。

目前市面上大部分集群無(wú)人機(jī)的通訊往往采用中心式化的方案，其效率較低，依賴于單臺(tái)無(wú)人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速度慢，壓力大。新興的區(qū)塊鏈方案采用去中心化的數(shù)據(jù)傳輸方式，但其多數(shù)采用平層結(jié)構(gòu)，該方案在集群無(wú)人機(jī)數(shù)量較少的時(shí)候可以使用，但是當(dāng)無(wú)人機(jī)數(shù)量變多時(shí)，數(shù)據(jù)的傳達(dá)時(shí)間逐漸趨近甚至大于其更新周期。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于多跳自組織網(wǎng)絡(luò)分級(jí)結(jié)構(gòu)的高效指令傳輸方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明第一方面提供了一種基于多跳自組織網(wǎng)絡(luò)分級(jí)結(jié)構(gòu)的高效指令傳輸方法，包括：

在集群無(wú)人機(jī)在地面狀態(tài)時(shí)，通過(guò)地面站對(duì)無(wú)人機(jī)設(shè)置秘鑰，并根據(jù)地面站指令與POW工作量證明生成區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制認(rèn)同的小集群分組，所屬層及小集群內(nèi)部分工；

在集群無(wú)人機(jī)起飛后，當(dāng)集群無(wú)人機(jī)收到地面站信息時(shí)，根據(jù)信息性質(zhì)對(duì)消息進(jìn)行傳達(dá)及集群內(nèi)無(wú)人機(jī)的調(diào)度，在進(jìn)行集群內(nèi)部無(wú)人機(jī)通信時(shí)，對(duì)信息進(jìn)行通信加密并根據(jù)信息所屬種類獲取發(fā)送方式；

同時(shí)，集群無(wú)人機(jī)信息認(rèn)證區(qū)塊鏈根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間間隔進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新。

本方案中，所述的通過(guò)地面站對(duì)無(wú)人機(jī)設(shè)置秘鑰，并根據(jù)地面站指令與POW工作量證明生成區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制認(rèn)同的小集群分組，所屬層及小集群內(nèi)部分工，具體為：

集群內(nèi)無(wú)人機(jī)均配備實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和多線程操作系統(tǒng)兩套硬件，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)用于飛行控制，多線程操作系統(tǒng)用于區(qū)塊鏈算法控制，還配備一套雙冗余存儲(chǔ)器、TOTP密碼生成器和獨(dú)立供電時(shí)鐘；

集群內(nèi)所有無(wú)人機(jī)在地面狀態(tài)未上強(qiáng)電時(shí)，通過(guò)地面站為無(wú)人機(jī)分發(fā)秘鑰，根據(jù)RSA算法生成全集群的加密私鑰，將公鑰分發(fā)至無(wú)人機(jī)的兩個(gè)操作系統(tǒng)的硬件，用于保障無(wú)人機(jī)之間的通信安全；

同時(shí)，為每臺(tái)無(wú)人機(jī)通過(guò)RSA算法生成分發(fā)獨(dú)立的核心個(gè)體私鑰，用于在小集群內(nèi)進(jìn)行區(qū)塊鏈簽名，將公鑰統(tǒng)一預(yù)存于地面站中，并生成4096位的隨機(jī)字符串，用于為TOTP密碼生成器生成動(dòng)態(tài)密碼；

將集群內(nèi)的無(wú)人機(jī)分為地面站通信層，傳達(dá)層，執(zhí)行層，各層級(jí)由若干小集群組成，并根據(jù)地面站指令與POW工作量證明生成區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制認(rèn)同的小集群分組，所屬層及小集群內(nèi)部分工；

所有無(wú)人機(jī)將分工匯總到地面站執(zhí)行校驗(yàn)，若校驗(yàn)通過(guò)，則結(jié)合存儲(chǔ)的無(wú)人機(jī)的公鑰，生成為信息認(rèn)證區(qū)塊鏈的初始區(qū)塊，根據(jù)信息認(rèn)證區(qū)塊鏈的初始區(qū)塊，生成數(shù)據(jù)輸入流區(qū)塊鏈，數(shù)據(jù)輸出流區(qū)塊鏈，日志區(qū)塊鏈的初始區(qū)塊。