一種無人駕駛飛艇定向天線的自動控制裝置及作業(yè)方法
【專利說明】—種無人駕駛飛艇定向天線的自動控制裝置及作業(yè)方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及無線通訊組網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種無人駕駛飛艇定向天線的自動控制裝置及作業(yè)方法。
【背景技術(shù)】
[0003]目前在應(yīng)急通訊領(lǐng)域，定向天線因?yàn)槠鋫鬏斁嚯x較遠(yuǎn)、信號質(zhì)量高而得到了廣泛應(yīng)用，也逐漸發(fā)展使用了半自動對準(zhǔn)、自動對準(zhǔn)定向天線，使得應(yīng)急通訊網(wǎng)絡(luò)的部署速度得到了較快的提高。但是由于定向天線其定向傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，當(dāng)其傳輸路徑上有障礙物的阻擋時，其傳輸質(zhì)量會受到很大影響，要想獲得較理想的通訊效果，往往至少需要通訊雙方中的一方處于較高的位置，如處于高樓樓頂、鐵塔塔頂?shù)任恢?，這使得定向天線的使用對環(huán)境具有較高的要求，也不便于靈活機(jī)動應(yīng)用，特別在一些應(yīng)急通訊場合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無人駕駛飛艇定向天線的自動控制裝置及作業(yè)方法，通過無人駕駛飛艇快速升至高空后，其上的艇載定向天線與地面定向天線建立連接，解決傳輸阻擋局限性問題，并可以利用高空中的傳輸節(jié)點(diǎn)作為中轉(zhuǎn)路由，快速建立復(fù)雜環(huán)境中的多點(diǎn)之間高效通訊網(wǎng)絡(luò)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種無人駕駛飛艇定向天線的自動控制裝置，包括有安裝于飛艇上的艇載定向天線裝置和固定于地面的地面定向天線裝置；所述的艇載定向天線裝置包括有艇載單片機(jī)，分別與艇載單片機(jī)連接的艇載北斗定位模塊、陀螺儀模塊、艇載方位角機(jī)械驅(qū)動模塊、艇載俯仰角機(jī)械驅(qū)動模塊和艇載3G通訊模塊，以及與艇載方位角機(jī)械驅(qū)動模塊、艇載俯仰角機(jī)械驅(qū)動模塊連接的艇載定向天線；所述的地面定向天線裝置包括有地面單片機(jī)，分別與地面單片機(jī)連接的地面北斗定位模塊、電子羅盤模塊、地面方位角機(jī)械驅(qū)動模塊、地面俯仰角機(jī)械驅(qū)動模塊和地面3G通訊模塊，以及與地面方位角機(jī)械驅(qū)動模塊、地面俯仰角機(jī)械驅(qū)動模塊連接的地面定向天線；所述的艇載3G通訊模塊和地面3G通訊模塊無線連接通訊，所述的艇載定向天線和地面定向天線無線連接通訊。
[0006]所述的飛艇為多個，其中飛艇間的艇載3G通訊模塊相互無線連接通訊，艇載定向天線相互無線連接通訊。
[0007]所述的飛艇上安裝有多個艇載定向天線裝置，每個艇載定向天線裝置還包括有與艇載定向天線連接的艇載業(yè)務(wù)通訊模塊，所述的同一飛艇上的多個艇載定向天線裝置通過艇載業(yè)務(wù)通訊模塊連接。
[0008]所述的地面定向天線上連接有地面業(yè)務(wù)通訊模塊。
[0009]所述的艇載方位角機(jī)械驅(qū)動模塊、艇載俯仰角機(jī)械驅(qū)動模塊、地面方位角機(jī)械驅(qū)動模塊、地面俯仰角機(jī)械驅(qū)動模塊均是由伺服電機(jī)和電機(jī)控制器組成。
[0010]一種無人駕駛飛艇定向天線的作業(yè)方法，包括以下步驟:
(1)、在作業(yè)時，將艇載定向天線裝置固定在飛艇的安裝支架上，隨飛艇升空，然后由操作人員遙控飛艇飛到指定地點(diǎn)后進(jìn)行懸停；通過艇載北斗定位模塊實(shí)時獲取艇載定向天線裝置所在的經(jīng)瑋度信息與高度信息，通過陀螺儀模塊獲取艇載定向天線裝置的方位信息；通過地面北斗定位模塊實(shí)時獲取地面定向天線裝置所在的經(jīng)瑋度信息與高度信息，通過電子羅盤模塊獲取地面定向天線裝置的方位信息；
(2)、當(dāng)成對設(shè)置的安裝于飛艇上的艇載定向天線裝置和固定于地面的地面定向天線裝置需要組網(wǎng)時，地面定向天線裝置的地面3G通訊模塊向艇載定向天線裝置的艇載3G通訊模塊發(fā)起組網(wǎng)請求，艇載定向天線裝置的艇載單片機(jī)核實(shí)請求身份后，通過艇載3G通訊模塊向地面3G通訊模塊發(fā)出同意建立網(wǎng)絡(luò)應(yīng)答，此時地面定向天線裝置和艇載定向天線裝置建立鏈路成功；然后艇載3G通訊模塊和地面3G通訊模塊每間隔10秒鐘交換一次對方的經(jīng)瑋度信息與高度信息，在交換信息成功后，艇載單片機(jī)通過艇載方位角機(jī)械驅(qū)動模塊、艇載俯仰角機(jī)械驅(qū)動模塊調(diào)整艇載定向天線的方位角與俯仰角，地面單片機(jī)通過地面方位角機(jī)械驅(qū)動模塊、地面俯仰角機(jī)械驅(qū)動模塊調(diào)整地面定向天線的方位角與俯仰角，從而使艇載定向天線和地面定向天線相互對準(zhǔn)，然后進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通訊；
(3)、當(dāng)不同飛艇上的艇載定向天線裝置需要組網(wǎng)時，由請求艇載定向天線裝置通過其艇載3G通訊模塊向目標(biāo)艇載定向天線裝置的艇載3G通訊模塊發(fā)起組網(wǎng)請求，目標(biāo)艇載定向天線裝置的艇載單片機(jī)核實(shí)請求身份后，通過其艇載3G通訊模塊向請求艇載定向天線裝置的艇載3G通訊模塊發(fā)出同意建立網(wǎng)絡(luò)應(yīng)答，此時兩個不同飛艇上的艇載定向天線裝置建立鏈路成功；然后2個不同飛艇上的艇載3G通訊模塊每間隔10秒鐘交換一次對方的經(jīng)瑋度信息與高度信息，在交換信息成功后，各自的艇載單片機(jī)控制對應(yīng)的艇載定向天線的方位角與俯仰角，從而使兩個不同飛艇上的艇載定向天線相互對準(zhǔn)，然后進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通訊。
[0011]同一所述的飛艇上的多個艇載定向天線裝置通過與艇載定向天線連接的艇載業(yè)務(wù)通訊模塊實(shí)現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)連接。
[0012]本發(fā)明的地面業(yè)務(wù)通訊模塊上設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)接口，方便信息的有線傳輸。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明可根據(jù)艇載定向天線裝置和地面定向天線裝置之間的3G網(wǎng)絡(luò)自動連網(wǎng)，然后兩者根據(jù)定向天線的方位角與俯仰角信息調(diào)整各自的定向天線，使得兩者的定向天線自動對準(zhǔn)，達(dá)到最佳通訊效果；艇載定向天線裝置之間也可以形成點(diǎn)對點(diǎn)通訊鏈路，使得二個飛艇之間可以進(jìn)行通訊，用以擴(kuò)展通訊的覆蓋范圍；同一飛艇中的多個艇載定向天線裝置之間通過有線網(wǎng)絡(luò)連接，可以相互通訊轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。本發(fā)明使定向天線實(shí)現(xiàn)自動對準(zhǔn)功能與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路由功能，可以在復(fù)雜的地理環(huán)境中快速組建遠(yuǎn)距離高帶寬的應(yīng)急通訊網(wǎng)絡(luò)，且覆蓋網(wǎng)絡(luò)廣。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明艇載定向天線裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖3是本發(fā)明地面定向天線裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]見圖1，一種無人駕駛飛艇定向天線的自動控制裝置，包括有安裝于飛艇3上的艇載定向天線裝置I和固定于地面的地面定向天線裝置2 ;
見圖2，艇載定向天線裝置I包括有艇載單片機(jī)11，分別與艇載單片機(jī)11連接的艇載北斗定位模塊12、陀螺儀模塊13、艇載方位角機(jī)械驅(qū)動模塊14、艇載俯仰角機(jī)械驅(qū)動模塊15和艇載3G通訊模塊16，與艇載方位角機(jī)械驅(qū)動模塊14、艇載俯仰角機(jī)械驅(qū)動模塊15連接的艇載定向天線17，以及與艇載定向天線17連接的艇載業(yè)務(wù)通訊模塊18 ；
見圖3，地面定向天線裝置包括有地面單片機(jī)21，分別與地面單片機(jī)21連接的地面北斗定位模塊22、電子羅盤模塊23、地面方位角機(jī)械驅(qū)動模塊24、地面俯仰角機(jī)械驅(qū)動模塊25和地面3G通訊模塊26，與地面方位角機(jī)械驅(qū)動模塊24、地面俯仰角機(jī)械驅(qū)動模塊25連接的地面定向天線27，以及與地面定向天線27連接的地面業(yè)務(wù)通訊模塊28 ;艇載3G通訊模塊16和地面3G通訊模塊26無線連接，艇載定向天線17和地面定向天線27無線連接。
[0018]飛艇為多個時，其中飛艇間的艇載3G通訊模塊16相互連接，艇載定向天線17相互連接；同一飛艇上安裝有多個艇載定向天線裝置I，同一飛艇上的多個艇載定向天線裝置I通過艇載業(yè)務(wù)通訊模塊18連接。
[0019]其中，艇載方位角機(jī)械驅(qū)動模塊14、艇載俯仰角機(jī)械驅(qū)動模塊15、地面方位角機(jī)械驅(qū)動模塊24、地面俯仰角機(jī)械驅(qū)動模塊25均是由伺服電機(jī)和電機(jī)控制器組成；艇載單片機(jī)11通過CAN總線與艇載方位角機(jī)械驅(qū)動模塊14的電機(jī)控制器、艇載俯仰角機(jī)械驅(qū)動模塊15的電機(jī)控制器連接，可以控制艇載定向天線17的方位角與俯仰角，地面單片機(jī)21通過CAN總線與地面方位角機(jī)械驅(qū)動模塊24的電機(jī)控制器、地面俯仰角機(jī)械驅(qū)動模塊25的電機(jī)控制器連接，可以控制地面定向天線27的方位角與俯仰角。
[0020]一種無人駕駛飛艇定向天線的