基于网络通信的无人机集群显控装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201922346527.0 (22)申请日 2019.12.24 (73)专利权人 中国人民解放军总参谋部第六十 研究所 地址 210016 江苏省南京市玄武区珠江路 766号 (72)发明人 卜培和毛师彬薛松张学铭 (74)专利代理机构 南京品智知识产权代理事务 所(普通合伙) 32310 代理人 奚晓宁杨陈庆 (51)Int.Cl. G05B 19/042(2006.01) (54)实用新型名称 一种基于网络通信的无人机集群显控装置 (57)摘要 本实用新型一种基于网络通信。

2、的无人机集 群显控装置涉及的是一种针对无人机群进行遥 测显示和遥控指令远程传输的人机交互装置。 本 实用新型一种基于网络通信的无人机集群显控 装置包括显控系统、 测控链路系统、 网络通信系 统； 显控系统与网络通信系统数据连接， 网络通 信系统与测控链路系统数据连接； 显控系统通过 局域网或互联网与网络通信系统数据连接； 网络 通信系统与测控链路系统通过数据线进行数据 连接。 所述的显控系统为工控机或PC机， PC机优 选为笔记本电脑； 在工控机或PC机上安装有用于 调控无人机群的程序模块。 测控链路系统具有测 控信道、 馈线和天线， 天线通过馈线连接于测控 信道。 权利要求书1页 说明书3页。

3、 附图1页 CN 211293689 U 2020.08.18 CN 211293689 U 1.一种基于网络通信的无人机集群显控装置， 其特征在于： 包括显控系统、 测控链路系 统、 网络通信系统； 显控系统与网络通信系统数据连接， 网络通信系统与测控链路系统数据 连接； 显控系统通过局域网或互联网与网络通信系统数据连接； 网络通信系统与测控链路系 统通过数据线进行数据连接。 2.根据权利要求1所述的一种基于网络通信的无人机集群显控装置， 其特征在于： 所述 的显控系统为工控机或PC机； 在工控机或PC机上安装有用于调控无人机群的程序模块。 3.根据权利要求1所述的一种基于网络通信的无人机集。

4、群显控装置， 其特征在于： 测控 链路系统具有测控信道、 馈线和天线， 天线通过馈线连接于测控信道。 4.根据权利要求1所述的一种基于网络通信的无人机集群显控装置， 其特征在于： 所述 网络通信系统包括串口服务器、 交换机和路由器； 串口服务器、 交换机和路由器依次数据连 接； 其中串口服务器与测控链路系统数据连接； 交换机通过局域网与显控系统数据连接， 或 者路由器通过互联网与显控系统数据连接。 5.根据权利要求4所述的一种基于网络通信的无人机集群显控装置， 其特征在于： 所述 的串口服务器与测控链路采用RS232、 RS485或RS422进行通信。 6.根据权利要求4所述的一种基于网络通信。

5、的无人机集群显控装置， 其特征在于： 串口 服务器与交换机之间采用UDP、 IP、 TCP进行通信。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211293689 U 2 一种基于网络通信的无人机集群显控装置 技术领域 0001 本实用新型一种基于网络通信的无人机集群显控装置涉及的是一种针对无人机 群进行遥测显示和遥控指令远程传输的人机交互装置。 背景技术 0002 无人机目前已经在民用和军事领域广泛应用， 多机同空编队飞行要求也愈发迫 切。 目前一架无人机配备一套测控站的模式， 系统功能单一。 如果是多个厂家的多架无人机 同时在同一空域内进行飞行,多厂商多架同时飞行时需要配套多个测控站， 多个保障机。

6、组， 相互兼容性差， 所需设备众多， 操作复杂。 0003 另外受测控通信距离的限制， 测控站必须架设在无人机起飞点附近， 测控站受到 场地的严重制约， 需要解决保障人员的生活配套设施。 0004 因此设计一种既能够显示和控制多架无人机， 又能够实现测控通信远距离传输的 集群显控装置， 对提高无人机在军民领域的应用效率和效果， 具有重大意义。 实用新型内容 0005 本实用新型针对现有无人机测控站种类众多， 操作繁琐， 相互独立， 测控信息难以 实现交互和集中处理， 人机工程体验差， 测控站受场地条件制约等问题,提供了一种基于网 络通信的无人机集群显控装置。 0006 本实用新型一种基于网络通。

7、信的无人机集群显控装置包括显控系统、 测控链路系 统、 网络通信系统； 显控系统与网络通信系统数据连接， 网络通信系统与测控链路系统数据 连接； 0007 显控系统通过局域网或互联网与网络通信系统数据连接； 网络通信系统与测控链 路系统通过数据线进行数据连接。 0008 所述的显控系统为工控机或PC机， PC机优选为笔记本电脑； 在工控机或PC机上安 装有用于调控无人机群的程序模块。 0009 测控链路系统具有测控信道、 馈线和天线， 天线通过馈线连接于测控信道。 无人机 遥测电波先经天线接收馈线传导， 再经测控信道解调， 编解码模块解码后， 生成串口数据传 输至网络通信系统。 无人机遥控指令。

8、， 从网络通信系统以串口数控发送至编解码模块编码 后， 经测控信道调制后由天线以电波辐射向空中无人机。 0010 所述网络通信系统包括串口服务器、 交换机和路由器； 串口服务器、 交换机和路由 器依次数据连接； 其中串口服务器与测控链路系统数据连接； 交换机通过局域网与显控系 统数据连接， 或者路由器通过互联网与显控系统数据连接。 0011 所述的串口服务器与测控链路采用RS232、 RS485或RS422进行通信。 0012 串口服务器与交换机之间采用UDP、 IP、 TCP进行通信。 0013 无人机遥测数据由测控信道和编解码模块以串口协议传输至串口服务器， 经串口 服务器处理转换成网络协。

9、议再传输至交换机和路由器。 无人机航线和遥控网络协议由交换 说明书 1/3 页 3 CN 211293689 U 3 机传输给串口服务器， 经串口服务器处理转换成串口协议， 再发送至编解码模块和测控信 道。 0014 本专利具有以下有益效果： 0015 1、 该专利不同于传统无人机地面站， 多机飞行时需要架设多套。 现将显控系统、 测 控链路系统、 网络通信系统资源整合， 在一定程度上降低了重复建设成本， 节省了人力资 源； 0016 2、 该专利中测控信号以数字码流方式在系统内部以太网上传输， 相对于传统串口 模式信号， 能有效的降低电磁干扰， 提高测控信号的传输效率和速率， 提升了测控信号。

10、的传 输距离和质量； 0017 3、 该专利利用以太网传输、 减少了测控信号传输设备、 线缆和接口种类， 设备连接 和操作性和维修性大大提高； 0018 4、 该专利不同于传统以串口通信方式的地面站， 摆脱了对计算机硬件串口数量和 通信距离的依赖， 利用以太网代替传统串口， 可以轻易扩展显控系统数量； 0019 5、 该专利测控信息传输基于以太网， 可以利用其远距离传输的特点， 有网络的地 方便能实现遥测监视和遥控发送， 不受地域限制。 既可以将测控站架设在户外， 也可以架设 在室内， 提高了战时测控站的生存能力。 附图说明 0020 图1为本实用新型的结构示意图； 0021 图2为本实用新型。

11、中测控链路系统的结构示意图。 具体实施方式 0022 为了使本专利的目的、 技术方案及优点更加清晰， 以下结合附图1-2， 对本实用新 型进一步详细说明。 0023 本实用新型一种基于网络通信的无人机集群显控装置包括显控系统、 测控链路系 统、 网络通信系统； 显控系统与网络通信系统数据连接， 网络通信系统与测控链路系统数据 连接； 0024 显控系统通过局域网或互联网与网络通信系统数据连接； 网络通信系统与测控链 路系统通过数据线进行数据连接。 0025 所述的显控系统为工控机或PC机， PC机优选为笔记本电脑； 在工控机或PC机上安 装有用于调控无人机群的程序模块。 0026 测控链路系统。

12、具有测控信道、 馈线和天线， 天线通过馈线连接于测控信道。 无人机 遥测电波先经天线接收馈线传导， 再经测控信道解调， 编解码模块解码后， 生成串口数据传 输至网络通信系统。 无人机遥控指令， 从网络通信系统以串口数控发送至编解码模块编码 后， 经测控信道调制后由天线以电波辐射向空中无人机。 0027 所述网络通信系统包括串口服务器、 交换机和路由器； 串口服务器、 交换机和路由 器依次数据连接； 其中串口服务器与测控链路系统数据连接； 交换机通过局域网与显控系 统数据连接， 或者路由器通过互联网与显控系统数据连接。 0028 所述的串口服务器与测控链路采用RS232、 RS485或RS422。

13、进行通信。 说明书 2/3 页 4 CN 211293689 U 4 0029 串口服务器与交换机之间采用UDP、 IP、 TCP进行通信。 0030 无人机遥测数据由测控信道和编解码模块以串口协议传输至串口服务器， 经串口 服务器处理转换成网络协议再传输至交换机和路由器。 无人机航线和遥控网络协议由交换 机传输给串口服务器， 经串口服务器处理转换成串口协议， 再发送至编解码模块和测控信 道。 0031 如图2所示， 本专利一种基于网络通信的无人机集群显控装置采用分层体系设计， 主要包括人机交互层、 有线通信层、 无线通信层。 其中人机交互层包括集群显控桌面软件、 工控机或PC机装载集群显控桌。

14、面软件后， 连接局域网或互联网， 采集无人机遥测数据， 解析 后再通过显示器供操作人员实时监控。 操作人员可使用键盘或鼠标， 操作集群显控桌面软 件， 编辑遥控指令或绘制飞行航线后发送至局域网或互联网。 有线通信层包括串口服务器、 交换机、 路由器、 网线或光纤。 串口服务器输出端与测控链路相连接采用RS232、 RS485或 RS422通信， 输入端与交换机相连接采用UDP、 IP、 TCP通信。 先由交换机为核心组建一个小型 局域网， 将串口服务器和若干台工控机或PC机相连接。 最后再由路由器将交换机组建的局 域网， 通过网线或光纤连接至互联网。 无线通信层主要包括若干个测控信道， 天线、 馈线、 编 解码模块。 天线用于接收空中无人机无线电波遥测信息并同时将地面遥控指令或飞行航线 以无线电波辐射至空中无人机。 馈线一端连接天线另一端连接测控信道， 起到电波传导介 质作用。 编解码模块， 用于识别和处理无人机飞机编号， 实现多架无人机遥测和遥控数据的 同时传输。 说明书 3/3 页 5 CN 211293689 U 5 图1 图2 说明书附图 1/1 页 6 CN 211293689 U 6 。