一種無人機(jī)機(jī)載設(shè)備管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無人機(jī)機(jī)載設(shè)備管理系統(tǒng)，其包括主控制系統(tǒng)、無線傳輸子系統(tǒng)、至少一個總線接口子系統(tǒng)和飛控子系統(tǒng)，所述無線傳輸子系統(tǒng)、每一個總線接口子系統(tǒng)、飛控子系統(tǒng)分別與主控制系統(tǒng)連接，所述主控制系統(tǒng)通過飛控子系統(tǒng)和/或無線傳輸子系統(tǒng)與地面站通信，所述主控制系統(tǒng)用于接收總線接口子系統(tǒng)發(fā)送的設(shè)備數(shù)據(jù)信號并通過無線傳輸子系統(tǒng)或飛控子系統(tǒng)給地面站；所述主控制系統(tǒng)還用于通過無線傳輸子系統(tǒng)或飛控子系統(tǒng)接收地面站發(fā)送的指令信號。本發(fā)明不僅解決了現(xiàn)有技術(shù)中多種不同類型的機(jī)載設(shè)備的不兼容性，也實(shí)現(xiàn)了機(jī)載設(shè)備的即插即用功能，具有很好的安全性和穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種無人機(jī)機(jī)載設(shè)備管理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及設(shè)備監(jiān)控控制領(lǐng)域，尤其涉及一種用于提高機(jī)載設(shè)備與無人機(jī)本體集成度和兼容性的設(shè)備管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，其在各行業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。而無人機(jī)在不同行業(yè)中的應(yīng)用是通過搭載不同的機(jī)載應(yīng)用模塊來實(shí)現(xiàn)。由于無人機(jī)本體和機(jī)載應(yīng)用模塊分別獨(dú)立開發(fā)，二者集成度不高，協(xié)同工作的兼容性較差，實(shí)際使用時由于模塊設(shè)備無法即插即用，常常需要很長的時間來進(jìn)行起飛前的現(xiàn)場調(diào)試和設(shè)置，導(dǎo)致無人機(jī)在工作前部署的時間過長，使得穩(wěn)定性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種無人機(jī)機(jī)載設(shè)備管理系統(tǒng)，其能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中無人機(jī)機(jī)載設(shè)備由于設(shè)備的不同無法兼容的問題。
[0004]本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]本發(fā)明提供了一種無人機(jī)機(jī)載設(shè)備管理系統(tǒng)，包括主控制系統(tǒng)、無線傳輸子系統(tǒng)、至少一個總線接口子系統(tǒng)和飛控子系統(tǒng)，所述無線傳輸子系統(tǒng)、每一個總線接口子系統(tǒng)、飛控子系統(tǒng)分別與所述主控制系統(tǒng)連接;所述主控制系統(tǒng)通過飛控子系統(tǒng)和/或無線傳輸子系統(tǒng)與地面站通信;所述主控制系統(tǒng)用于接收總線接口子系統(tǒng)發(fā)送的設(shè)備數(shù)據(jù)信號并通過無線傳輸子系統(tǒng)或飛控子系統(tǒng)給地面站;所述主控制系統(tǒng)還用于通過無線傳輸子系統(tǒng)或飛控子系統(tǒng)接收地面站發(fā)送的指令信號。
[0006]優(yōu)選地，所述主控制系統(tǒng)包括控制芯片和第一降壓1C，所述控制芯片與第一降壓IC電性連接;所述控制芯片通過無線飛控子系統(tǒng)和/或無線傳輸子系統(tǒng)與地面站通信;所述控制芯片包括多個總線接口，所述控制芯片還通過總線接口與對應(yīng)的總線接口子系統(tǒng)連接。
[0007]優(yōu)選地，所述控制芯片的型號為STM3 2F497VE。
[0008]優(yōu)選地，所述飛控子系統(tǒng)包括飛控通信模塊和電源板，所述飛控通信模塊、控制芯片與電源板電性連接;所述控制芯片通過飛控通信模塊與地面站通信。
[0009]優(yōu)選地，所述無線傳輸子系統(tǒng)包括一天線，所述天線為433MHz天線，所述天線與控制芯片通過串口通信。
[0010]優(yōu)選地，每一個總線接口子系統(tǒng)包括機(jī)載設(shè)備、第二降壓1C、總線收發(fā)芯片和單片機(jī)，所述總線收發(fā)芯片、機(jī)載設(shè)備、第二降壓IC分別與單片機(jī)電性連接，所述總線收發(fā)芯片與控制芯片通過對應(yīng)的總線接口連接，所述單片機(jī)用于根據(jù)機(jī)載設(shè)備對應(yīng)的通信協(xié)議將機(jī)載設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝并通過總線收發(fā)芯片發(fā)送給控制芯片;所述控制芯片還用于通過對應(yīng)的總線接口向總線收發(fā)芯片發(fā)送控制指令，所述單片機(jī)還用于根據(jù)所述控制指令控制機(jī)載設(shè)備的工作狀態(tài)。
[0011]優(yōu)選地，所述單片機(jī)的型號為STM32F042K4。
[0012]優(yōu)選地，所述機(jī)載設(shè)備是溫度檢測裝置或拋投裝置或毒氣檢測裝置。
[0013]優(yōu)選地，所述總線接口的數(shù)目與所述總線接口子系統(tǒng)的數(shù)目一致。
[0014]優(yōu)選地，所述主控制系統(tǒng)還包括多個設(shè)備指示燈，每一個設(shè)備指示燈與所述控制芯片電性連接;所述設(shè)備指示燈的數(shù)目與所述總線接口子系統(tǒng)的數(shù)目一致。
[0015]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中對于無人機(jī)機(jī)載設(shè)備之間由于不兼容性，不能夠通信的問題，還實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)機(jī)載設(shè)備的即插即用功能，不需要在飛機(jī)起飛前人工進(jìn)行很長時間的現(xiàn)場調(diào)試和設(shè)置，具有很好的安全性、穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明提供一實(shí)施例的模塊示意圖之一；
[0017]圖2為本發(fā)明提供一實(shí)施例的模塊示意圖之二。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0019]如圖1和2所示，本發(fā)明提供了一種無人機(jī)機(jī)載設(shè)備管理系統(tǒng)，其包括主控制系統(tǒng)、無線傳輸子系統(tǒng)、總線接口子系統(tǒng)和飛控子系統(tǒng)，其中所述無線傳輸子系統(tǒng)、總線接口子系統(tǒng)、飛控子系統(tǒng)分別與主控制系統(tǒng)連接，主控制系統(tǒng)通過飛控子系統(tǒng)與地面站進(jìn)行通信，主控制系統(tǒng)還通過無線傳輸子系統(tǒng)與地面站進(jìn)行通信。所述主控制系統(tǒng)用于接收總線接口子系統(tǒng)發(fā)送的設(shè)備數(shù)據(jù)，以及將所述設(shè)備數(shù)據(jù)通過無線傳輸系統(tǒng)或飛控子系統(tǒng)發(fā)送給地面站。所述主控制系統(tǒng)還通過無線傳輸系統(tǒng)或飛控子系統(tǒng)接收地面站發(fā)送的指令。
[0020]所述主控制系統(tǒng)包括控制芯片和第一降壓1C，所述控制芯片有多個總線接口，所述第一降壓IC與控制芯片電性連接。所述控制芯片的型號為STM32F407VE。所述第一降壓IC給控制芯片提供電源，可根據(jù)不同需要調(diào)節(jié)電壓，其可提供12V轉(zhuǎn)5V、5V轉(zhuǎn)3.3V的電源。
[0021]所述飛控子系統(tǒng)包括飛控通信模塊和電源板，所述電源板與控制芯片電性連接，電源板用于為無人機(jī)機(jī)載管理系統(tǒng)提供電源，其提供的電源電壓可達(dá)16.8V。所述飛控通信模塊用于控制芯片與地面站之間的通信，也即是說飛控通信模塊一則用于將控制芯片發(fā)送的指令通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給地面站，二則用于接收地面站的指令并轉(zhuǎn)發(fā)給控制芯片。
[0022]所述無線傳輸子系統(tǒng)包括一天線，該天線為433MHz天線，其發(fā)射電壓為12V、傳輸距離為300?500米，其支持專有通信協(xié)議，比如Mavlink協(xié)議，該協(xié)議可通過異步串行通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和收發(fā)傳輸，該通信協(xié)議定義了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式和尋址方式，也即是規(guī)定了控制芯片與天線之間的通信方式。
[0023]所述控制芯片與地面站進(jìn)行通信時，可通過飛控子系統(tǒng)的飛控通信模塊，也可通過433MHz天線。正常情況下，控制芯片是通過飛控通信模塊與地面站進(jìn)行通信，當(dāng)飛控通信模塊斷線后，控制芯片就采用433MHz天線與地面站進(jìn)通信，這樣可防止當(dāng)其中一個通信鏈路斷掉后，使得控制系統(tǒng)與地面站之間的通信中斷的情況發(fā)生。
[0024]所述總線接口子系統(tǒng)有多個，每一個都包括一機(jī)載設(shè)備、第二降壓1C、總線收發(fā)芯片和一單片機(jī)，所述總線收發(fā)芯片、機(jī)載設(shè)備、第二降壓IC分別與單片機(jī)電性連接，所述總線收發(fā)芯片還通過對應(yīng)的總線接口與控制芯片電性連接。所述單片機(jī)用于根據(jù)該機(jī)載設(shè)備對應(yīng)的通信協(xié)議對機(jī)載設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝并通過總線收發(fā)芯片發(fā)送給控制芯片。所述單片機(jī)還用于向控制芯片發(fā)送一指令信號，該指令信號中包含預(yù)警指令信息以及其他指令信息。所述控制芯片還用于通過對應(yīng)總線接口向?qū)?yīng)總線收發(fā)芯片發(fā)送一控制指令，所述單片機(jī)還用于根據(jù)該控制指令控制機(jī)載設(shè)備的工作狀態(tài)。所述第二降壓IC用于給單片機(jī)、機(jī)載設(shè)備提供電源，該第二降壓IC的電壓可根據(jù)不同的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述單片機(jī)的型號為STM32F042K4。所述機(jī)載設(shè)備可以是溫度檢測裝置、拋投裝置、毒氣檢測裝置以及其他機(jī)載設(shè)備，每一個總線接口系統(tǒng)中的機(jī)載設(shè)備只有一種。
[0025]工作原理:每一個總線接口子系統(tǒng)中都有一個機(jī)載設(shè)備，單片機(jī)負(fù)責(zé)將機(jī)載設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)根據(jù)其對應(yīng)的通信協(xié)議，比如數(shù)據(jù)格式、尋址方式等等，進(jìn)行封裝，然后通過總線收發(fā)芯片發(fā)送到控制芯片中，該控制芯片對機(jī)載設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，也即是控制芯片可以實(shí)時獲取到機(jī)載設(shè)備的工作狀態(tài)。另外，對于單片機(jī)在發(fā)送機(jī)載設(shè)備的數(shù)據(jù)時，還可能會發(fā)送一指令信號，該指令信號也通過對應(yīng)的通信協(xié)議進(jìn)行封裝，通過總線收發(fā)芯片發(fā)送到控制芯片，也即是控制芯片可根據(jù)該指令信號做出對應(yīng)的反應(yīng)。
[0026]比如，對于溫度檢測裝置，當(dāng)其檢測到的溫度未超過系統(tǒng)預(yù)設(shè)的閾值時，單片機(jī)將該溫度檢測裝置檢測的溫度信息數(shù)據(jù)按照一定的格式進(jìn)封包通過總線收發(fā)芯片發(fā)送給控制芯片。當(dāng)溫度檢測裝置檢測到的溫度值超過系統(tǒng)預(yù)設(shè)的閾值時，單片機(jī)除了發(fā)送溫度值到控制芯片外，還同時會發(fā)送一指令信號，該指令信號也會按照同樣的通信協(xié)議進(jìn)行封包，其包括機(jī)載設(shè)備的預(yù)警指令信息。這樣控制芯片不僅僅能夠?qū)崟r獲取機(jī)載設(shè)備的工作狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)故障時，控制芯片也能夠根據(jù)該指令信號控制對應(yīng)的應(yīng)急措施裝置工作。
[0027]另外，控制芯片還會通過總線接口向?qū)?yīng)的總線收發(fā)芯片發(fā)送一控制指令，從而使得單片機(jī)接收該控制指令，單片機(jī)根據(jù)該控制指令控制對應(yīng)的機(jī)載設(shè)備工作。
[0028]所述主控制系統(tǒng)還包括多個設(shè)備指示燈，每一個設(shè)備指示燈都與所述控制芯片電性連接。所述設(shè)備指示燈用于指示已經(jīng)接入的機(jī)載設(shè)備的工作狀態(tài)，與機(jī)載設(shè)備的數(shù)目是對應(yīng)的，每一種機(jī)載設(shè)備都對應(yīng)一個總線接口子系統(tǒng)，因此設(shè)備指示燈的數(shù)據(jù)也即是總線接口子系統(tǒng)的數(shù)目。由于控制芯片能夠?qū)崟r地獲取每一個機(jī)載設(shè)備的工作狀態(tài)，可通過該設(shè)備指示燈將機(jī)載設(shè)備的工作狀態(tài)顯示出來，便于工作人員的觀察。在本實(shí)施例中可使用包括紅燈、黃燈和綠燈三種指示。比如紅燈常亮表示模塊硬件錯誤，需更換，常滅表示硬件無故障，閃爍表示模塊正在配置，禁止拔出；綠燈常亮表示電源已接入但模塊未工作，常滅表示無電源接入，閃爍表示模塊已按配置正常工作;黃燈常亮表示正在收發(fā)數(shù)據(jù)，常滅表示無數(shù)據(jù)收發(fā)。比如，控制芯片可通過對應(yīng)的總線接口與對應(yīng)的機(jī)載設(shè)備的總線收發(fā)芯片連接，當(dāng)機(jī)載設(shè)備與控制芯片接入并工作時，說明機(jī)載設(shè)備正常工作，對應(yīng)的設(shè)備指示燈綠色閃爍。
[0029]對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無人機(jī)機(jī)載設(shè)備管理系統(tǒng)，其特征在于，包括主控制系統(tǒng)、無線傳輸子系統(tǒng)、至少一個總線接口子系統(tǒng)和飛控子系統(tǒng)，所述無線傳輸子系統(tǒng)、每一個總線接口子系統(tǒng)、飛控子系統(tǒng)分別與所述主控制系統(tǒng)連接;所述主控制系統(tǒng)通過飛控子系統(tǒng)和/或無線傳輸子系統(tǒng)與地面站通信;所述主控制系統(tǒng)用于接收總線接口子系統(tǒng)發(fā)送的設(shè)備數(shù)據(jù)信號并通過無線傳輸子系統(tǒng)或飛控子系統(tǒng)給地面站;所述主控制系統(tǒng)還用于通過無線傳輸子系統(tǒng)或飛控子系統(tǒng)接收地面站發(fā)送的指令信號。2.如權(quán)利要求1所述無人機(jī)機(jī)載設(shè)備管理系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制系統(tǒng)包括控制芯片和第一降壓1C，所述控制芯片與第一降壓IC電性連接;所述控制芯片通過無線飛控子系統(tǒng)和/或無線傳輸子系統(tǒng)與地面站通信;所述控制芯片包括多個總線接口，所述控制芯片還通過總線接口與對應(yīng)的總線接口子系統(tǒng)連接。3.如權(quán)利要求2所述無人機(jī)機(jī)載設(shè)備管理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制芯片的型號為STM32F497VE。4.如權(quán)利要求2所述無人機(jī)機(jī)載設(shè)備管理系統(tǒng)，其特征在于，所述飛控子系統(tǒng)包括飛控通信模塊和電源板，所述飛控通信模塊、控制芯片與電源板電性連接;所述控制芯片通過飛控通信模塊與地面站通信。5.如權(quán)利要求2所述無人機(jī)機(jī)載設(shè)備管理系統(tǒng)，其特征在于，所述無線傳輸子系統(tǒng)包括一天線，所述天線為433MHz天線，所述天線與控制芯片通過串口通信。6.如權(quán)利要求2所述無人機(jī)機(jī)載設(shè)備管理系統(tǒng)，其特征在于，每一個總線接口子系統(tǒng)包括機(jī)載設(shè)備、第二降壓1C、總線收發(fā)芯片和單片機(jī)，所述總線收發(fā)芯片、機(jī)載設(shè)備、第二降壓IC分別與單片機(jī)電性連接，所述總線收發(fā)芯片與控制芯片通過對應(yīng)的總線接口連接，所述單片機(jī)用于根據(jù)機(jī)載設(shè)備對應(yīng)的通信協(xié)議將機(jī)載設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝并通過總線收發(fā)芯片發(fā)送給控制芯片;所述控制芯片還用于通過對應(yīng)的總線接口向總線收發(fā)芯片發(fā)送控制指令，所述單片機(jī)還用于根據(jù)所述控制指令控制機(jī)載設(shè)備的工作狀態(tài)。7.如權(quán)利要求6所述無人機(jī)機(jī)載設(shè)備管理系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)的型號為STM32F042K4。8.如權(quán)利要求6所述無人機(jī)機(jī)載設(shè)備管理系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)載設(shè)備是溫度檢測裝置或拋投裝置或毒氣檢測裝置。9.如權(quán)利要求6所述無人機(jī)機(jī)載設(shè)備管理系統(tǒng)，其特征在于，所述總線接口的數(shù)目與所述總線接口子系統(tǒng)的數(shù)目一致。10.如權(quán)利要求6所述無人機(jī)機(jī)載設(shè)備管理系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制系統(tǒng)還包括多個設(shè)備指示燈，每一個設(shè)備指示燈與所述控制芯片電性連接;所述設(shè)備指示燈的數(shù)目與所述總線接口子系統(tǒng)的數(shù)目一致。
【文檔編號】G05B19/042GK106094668SQ201610740598
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月26日
【發(fā)明人】李捷, 劉保華, 李俊杰, 彭真, 雷冬良
【申請人】廣東中科瑞泰智能科技有限公司