本發(fā)明屬于無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及無人機(jī)管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著民用無人機(jī)技術(shù)的日漸成熟，無人機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，影視航拍、土地測繪與確權(quán)、地質(zhì)勘探、消防救援、安防巡檢以及農(nóng)業(yè)植保等，隨之而來的使用、管理、安全等問題不斷出現(xiàn)。

目前市面上的無人機(jī)都是一種開放式的操作模式，采用遙控器或者地面站即可實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的操作，并沒有其他對無人機(jī)本身的安全管理措施。首先，導(dǎo)致客戶對所購買的無人機(jī)安全管理帶來諸多不變，不能像汽車只要持有鑰匙即可方便管理，同時(shí)使得很多沒有經(jīng)過系統(tǒng)培訓(xùn)的人員也隨意對無人機(jī)進(jìn)行操作，給他人的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來隱患。其次，無人機(jī)與其持有者并沒有身份綁定，丟失后很難找回以及防止他人對無人機(jī)的使用。最后，無人機(jī)上不能顯示或者提示使用者本設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)，致使操作者不能很好的掌控?zé)o人機(jī)的狀態(tài)，使得空中飛行的無人機(jī)存在很大的安全隱患。

而且，隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)已經(jīng)在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、安防等領(lǐng)域獲得大力發(fā)展。但目前無人機(jī)基本是以鋰電池、蓄電池、燃料電池等作為燃料。受限于無人機(jī)的設(shè)計(jì)尺寸，無人機(jī)所攜帶的能源是有限的，這就限制了無人機(jī)的留空時(shí)間、航程等，影響無人機(jī)有限載荷和任務(wù)要求。太陽能作為一種全新的能源，其清潔無污染、來源永不枯竭、維護(hù)措施簡單等特點(diǎn)，使其越來越受到廣泛關(guān)注，這也促使了太陽能無人機(jī)產(chǎn)生和發(fā)展。太陽能無人機(jī)作為未來無人機(jī)的發(fā)展方向，如果單純采用太陽能供能，則會(huì)受光照、外界環(huán)境等影響，會(huì)降低太陽能無人機(jī)的適應(yīng)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種無人機(jī)維護(hù)管理系統(tǒng)，以解決目前缺少一種既能夠方便無人機(jī)擁有者對無人機(jī)的安全管理，使無人機(jī)使用者能夠時(shí)刻得到顯示器或/和報(bào)警器提醒無人機(jī)的當(dāng)前使用狀態(tài)，又能夠改善無人機(jī)能源利用效率的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種無人機(jī)維護(hù)管理系統(tǒng)，包括

能源管理系統(tǒng)，用于智能供電；

身份識(shí)別模塊，用于采集客戶ic卡的用戶信息；

系統(tǒng)控制模塊，用于收集采集得到的用戶信息，將客戶ic卡的id號(hào)碼與系統(tǒng)控制模塊存儲(chǔ)的唯一識(shí)別id號(hào)碼進(jìn)行匹配；若匹配成功，則系統(tǒng)控制模塊向執(zhí)行控制模塊發(fā)送解鎖命令；

執(zhí)行控制模塊，用于根據(jù)系統(tǒng)控制器發(fā)出的解鎖命令來執(zhí)行對無人機(jī)自駕儀的解鎖與上鎖動(dòng)作。

進(jìn)一步的，能源管理系統(tǒng)包括能源管理控制器和鋰電池組件，能源管理控制器電連接有電池狀態(tài)檢測模塊、智能充放電模塊和電連接于機(jī)載控制端的無人機(jī)供電單元；鋰電池組件電連接有鋰電池保護(hù)電路，并通過鋰電池保護(hù)電路電連接于電池狀態(tài)檢測模塊和智能充放電模塊。

進(jìn)一步的，還包括依次連接的太陽能電池組件、dc-dc變換器和最大功率跟蹤模塊，最大功率跟蹤模塊電連接于能源管理控制器；依次連接的太陽能電池組件和dc-dc變換器還與電池狀態(tài)檢測模塊電連接；太陽能電池組件向鋰電池組件充電模式、太陽能電池組件直接向無人機(jī)供電單元供電模式、太陽能電池組件同時(shí)向鋰電池組件和無人機(jī)供電單元供電模式、太陽能電池組件和鋰電池組件聯(lián)合向無人機(jī)供電單元供電模式、鋰電池組件向無人機(jī)供電單元供電模式。

進(jìn)一步的，能源管理系統(tǒng)的選擇流程包括如下步驟：

(1)根據(jù)無人機(jī)供電單元供電狀態(tài)，判斷無人機(jī)供電單元是否運(yùn)行，若無人機(jī)供電單元運(yùn)行，則執(zhí)行步驟2；若無人機(jī)供電單元沒有運(yùn)行，則執(zhí)行步驟3；

(2)根據(jù)太陽能電池組件輸出狀態(tài)，判斷太陽能電池組件是否有功率輸出，若太陽能電池組件有功率輸出，則執(zhí)行步驟4；若太陽能電池組件沒有功率輸出，則執(zhí)行步驟5；

(3)根據(jù)鋰電池組件電量狀態(tài)，判斷鋰電池組件電量是否為滿，若鋰電池組件電量為滿，則無人機(jī)能源管理系統(tǒng)執(zhí)行待機(jī)狀態(tài)；若鋰電池組件電量不滿，則執(zhí)行步驟6；

(4)根據(jù)無人機(jī)供電單元供電狀態(tài)和太陽能電池組件輸出狀態(tài)，判斷太陽能電池組件輸出功率是否滿足無人機(jī)供電單元正常運(yùn)行，若太陽能電池組件輸出功率滿足無人機(jī)供電單元正常運(yùn)行，則執(zhí)行步驟7；若太陽能電池組件輸出功率不能滿足無人機(jī)供電單元正常運(yùn)行，則執(zhí)行太陽能電池組件和鋰電池組件聯(lián)合向無人機(jī)供電單元供電模式；

(5)根據(jù)鋰電池組件電量狀態(tài)，判斷鋰電池組件電量是否低于警戒值，若鋰電池組件電量低于警戒值，報(bào)警并啟動(dòng)降落準(zhǔn)備；若鋰電池組件電量沒有低于警戒值，則執(zhí)行鋰電池組件對無人機(jī)供電單元供電模式；

(6)根據(jù)太陽能電池組件輸出狀態(tài)，判斷太陽能電池組件是否有功率輸出，若太陽能電池組件有功率輸出，則執(zhí)行太陽能電池組件向鋰電池組件充電模式；若太陽能電池組件沒有功率輸出，則無人機(jī)能源管理系統(tǒng)執(zhí)行待機(jī)狀態(tài)；

(7)根據(jù)無人機(jī)供電單元供電狀態(tài)和太陽能電池組件輸出狀態(tài)，判斷太陽能電池組件輸出功率是否有余量，若太陽能電池組件輸出功率有余量，執(zhí)行太陽能電池組件同時(shí)向鋰電池組件和無人機(jī)供電單元供電模式；若太陽能電池組件輸出功率沒有余量，則執(zhí)行太陽能電池組件直接向無人機(jī)供電單元供電模式。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的能源管理系統(tǒng)作為無人機(jī)能源系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)中心，可以實(shí)現(xiàn)太陽能電池組件和鋰電池組件共同對無人機(jī)供能，可以實(shí)現(xiàn)太陽電池組件輸出功率調(diào)節(jié)，對鋰電池組件進(jìn)行智能管理。在太陽能電池組件功率輸出充足的情況下，盡可能保留更多鋰電池組件的能量；在太陽能電池組件輸出功率不足的情況下，則由鋰電池組件進(jìn)行補(bǔ)充。本發(fā)明還設(shè)計(jì)了完整的無人機(jī)能源控制流程，可以保證能源控制系統(tǒng)在不同情況下，均可以為無人機(jī)提供穩(wěn)定、充足的能量，結(jié)合太陽能電池和鋰電池的優(yōu)勢，合理控制和分配能源使用，提高無人機(jī)能源的利用率，從而實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的長航飛行；同時(shí)，本發(fā)明可以最大化利用太陽能電池組件所產(chǎn)生的能量，增加無人機(jī)的航程。本發(fā)明還具有易于實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用方便等優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明還解決了無人機(jī)的這種開放式操作和管理問題，方便了無人機(jī)擁有者對無人機(jī)的安全管理，避免其他人員的隨意操作使用，保護(hù)無人機(jī)所有者和他人的生命財(cái)產(chǎn)安全；同時(shí)通過顯示器或者報(bào)警器的方式時(shí)刻提醒無人機(jī)使用者關(guān)于無人機(jī)的當(dāng)前使用狀態(tài)，如有問題及時(shí)進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，極大的降低無人機(jī)的安全隱患。

附圖說明

圖1是系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是無人機(jī)維護(hù)管理系統(tǒng)與能源管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖；

圖3是能源管理系統(tǒng)控制模式選擇流程圖。

具體實(shí)施方式

本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

下面結(jié)合圖1～3對本發(fā)明作詳細(xì)說明。

一種無人機(jī)維護(hù)管理系統(tǒng)，包括

能源管理系統(tǒng)，用于智能供電；

身份識(shí)別模塊，用于采集客戶ic卡的用戶信息；

系統(tǒng)控制模塊，身份識(shí)別模塊連接具有讀寫功能的ic卡以及ic卡射頻檢測模塊，用于收集采集得到的用戶信息，將客戶ic卡的id號(hào)碼與系統(tǒng)控制模塊存儲(chǔ)的唯一識(shí)別id號(hào)碼進(jìn)行匹配；若匹配成功，則系統(tǒng)控制模塊向執(zhí)行控制模塊發(fā)送解鎖命令；

執(zhí)行控制模塊，用于根據(jù)系統(tǒng)控制器發(fā)出的解鎖命令來執(zhí)行對無人機(jī)自駕儀的解鎖與上鎖動(dòng)作。

為節(jié)省電力，當(dāng)無人機(jī)維護(hù)管理系統(tǒng)任務(wù)完成后(id值匹配、無人機(jī)狀態(tài)正常、執(zhí)行控制模塊解鎖自駕儀)，其將進(jìn)入休眠狀態(tài)：關(guān)閉顯示器輸出以及背光，發(fā)送使身份識(shí)別模塊進(jìn)入節(jié)電模式的命令，同時(shí)切斷與報(bào)警器和執(zhí)行控制模塊的通訊鏈路，以此使得整個(gè)無人機(jī)維護(hù)管理系統(tǒng)處于一種低功耗模式，降低對無人機(jī)的電量損耗。

本發(fā)明采用的顯示器首先顯示本設(shè)備的名稱與用途，然后顯示身份識(shí)別模塊檢測到的正確ic卡的id值，然后將顯示本臺(tái)無人機(jī)的使用狀況，以提示用戶是否需要進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，最后顯示提示性的字符。

報(bào)警器可以根據(jù)系統(tǒng)控制模塊發(fā)出的控制命令發(fā)出不同的提示警告聲音：正確提示音，維護(hù)保養(yǎng)提示音，ic卡錯(cuò)誤報(bào)警聲音。

能源管理系統(tǒng)包括太陽能電池組件、dc-dc變換器、鋰電池組件、鋰電池保護(hù)電路、能源管理控制器、系統(tǒng)控制模塊、無人機(jī)供電單元，能源管理控制器包括能源管理控制器、電池狀態(tài)檢測模塊、智能充放電模塊、最大功率跟蹤模塊；太陽能電池組件與dc-dc變換器相連，dc-dc變換器分別與最大功率跟蹤模塊和電池狀態(tài)檢測模塊相連，鋰電池組件與鋰電池保護(hù)電路相連，鋰電池保護(hù)電路分別與智能充放電模塊和電池狀態(tài)檢測模塊相連，能源管理控制器分別與電池狀態(tài)檢測模塊、智能充放電模塊、最大功率跟蹤模塊、系統(tǒng)控制模塊、無人機(jī)供電單元相連，系統(tǒng)控制模塊與無人機(jī)供電單元相連。

所述太陽能電池組件一般為柔性薄膜太陽能片，可根據(jù)無人機(jī)的機(jī)型合理鋪設(shè)在無人機(jī)的機(jī)翼、機(jī)身等地方；所述鋰電池組件為無人機(jī)的儲(chǔ)能元件，其能量密度應(yīng)滿足無人機(jī)的任務(wù)需要；所述最大功率跟蹤模塊可使太陽能電池組件以最大功率輸出，可提高太陽能電池組件的利用效率；所述智能充放電模塊可以根據(jù)能源管理控制器的指令完成對鋰電池組件的充電和放電任務(wù)，可具備快速充電、保護(hù)鋰電池、安全放電等功能；所述電池狀態(tài)檢測模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測太陽能電池組件和鋰電池組件的電壓、電流等參數(shù)，準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)傳送給能源管理控制器；所述能源管理控制器綜合能源管理控制器各部分的信息、無人機(jī)供電單元的運(yùn)行信息及系統(tǒng)控制模塊的相關(guān)信息和指令，完成對太陽能電池組件和鋰電池組件的能源管理、分配和利用，保證無人機(jī)供電單元正常運(yùn)行；所述系統(tǒng)控制模塊控制無人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及其他的無人機(jī)相關(guān)模塊，將無人機(jī)的相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)傳送給能源管理控制器，并根據(jù)需要將控制指令送至能源管理控制器；所述無人機(jī)供電單元包括動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及其他無人機(jī)所需的供電單元。

能源管理控制器接收能源管理系統(tǒng)中各部分的信息，包括太陽能電池組件運(yùn)行狀態(tài)、鋰電池組件運(yùn)行狀態(tài)、無人機(jī)供電單元的運(yùn)行信息、以及無人主控制模塊的信號(hào)和指令，在綜合各種信息后，按照預(yù)定工作模式，完成能源分配；其中，太陽能電池組件的運(yùn)行狀態(tài)，可由與太陽能電池組件相連的dc-dc變換器輸出狀態(tài)檢測，鋰電池組件的運(yùn)行狀態(tài)，可由與鋰電池組件相連的鋰電池保護(hù)電路中檢測。

太陽能電池組件的輸出能量在該能源管理系統(tǒng)中具有兩個(gè)流向，一是充入鋰電池組件作為儲(chǔ)備能量，二是直接供給無人機(jī)供電單元。能源管理控制器采用動(dòng)態(tài)電源路徑管理技術(shù)(dynamicpowerpathmanagement，dppm)，將太陽能電池組件所獲取的電能在充入鋰電池組件和供向無人機(jī)供電單元之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度，以最大化利用太陽能電池的輸出功率。

能源管理系統(tǒng)在不同運(yùn)行狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)不同的能源控制模式，包括：太陽能電池組件向鋰電池組件充電模式、太陽能電池組件直接向無人機(jī)供電單元供電模式、太陽能電池組件同時(shí)向鋰電池組件和無人機(jī)供電單元供電模式、太陽能電池組件和鋰電池組件聯(lián)合向無人機(jī)供電單元供電模式、鋰電池組件向無人機(jī)供電單元供電模式。

太陽能無人機(jī)能源管理系統(tǒng)控制模式的選擇判斷單元包括，無人機(jī)供電單元供電狀態(tài)判斷單元、太陽能電池組件輸出狀態(tài)判斷單元、鋰電池組件電量狀態(tài)判斷單元；

太陽能無人機(jī)能源管理系統(tǒng)各種模式的選擇，首先需要滿足無人機(jī)供電單元的能源供給，特別是無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)負(fù)載的安全平穩(wěn)運(yùn)行和控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；同時(shí)，不同能源控制模式的切換應(yīng)滿足快速、平穩(wěn)，不能影響無人機(jī)的正常運(yùn)行；不同控制模式的選擇應(yīng)該以最大化利用太陽能電池功率輸出和鋰電池安全高效的利用為基礎(chǔ)。

在無人機(jī)無運(yùn)行時(shí)，即不需要向無人機(jī)供電單元供電，太陽能電池組件應(yīng)及時(shí)對鋰電池組件充電；無人機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)光照充足、太陽能電池組件的輸出功率可以滿足無人機(jī)供電單元需求的情況下，可以直接向無人機(jī)供電單元提供能量，由于太陽能電池組件的輸出功率并不穩(wěn)定，需要根據(jù)無人機(jī)供電單元的能量需要，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)輸出功率；無人機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)光照充足、太陽能電池組件輸出功率可以滿足無人機(jī)供電單元能量需求的情況下，當(dāng)檢測到鋰電池組件的電量不滿時(shí)，在保證無人機(jī)供電單元正常運(yùn)行的情況下，可以通過動(dòng)態(tài)電源路徑管理技術(shù)，對鋰電池組件的進(jìn)行充電；無人機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)光照不足、太陽能電池組件輸出功率不能完全滿足無人機(jī)供電單元的能量需求時(shí)，需要通過鋰電池組件補(bǔ)充輸出能量，滿足無人機(jī)供電單元正常運(yùn)行；當(dāng)無人機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，太陽能電池組件無輸出功率時(shí)，啟動(dòng)鋰電池組件單獨(dú)對無人機(jī)供電單元供電；無人機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，鋰電池組件單獨(dú)供電的情況下，當(dāng)鋰電池組件電量低于預(yù)設(shè)電量值，啟動(dòng)警報(bào)。

一種太陽能無人機(jī)能源管理系統(tǒng)，控制模式的選擇流程包括如下步驟：

(1)根據(jù)無人機(jī)供電單元供電狀態(tài)，判斷無人機(jī)供電單元是否運(yùn)行，若無人機(jī)供電單元運(yùn)行，則執(zhí)行步驟2；若無人機(jī)供電單元沒有運(yùn)行，則執(zhí)行步驟3；

(2)根據(jù)太陽能電池組件輸出狀態(tài)，判斷太陽能電池組件是否有功率輸出，若太陽能電池組件有功率輸出，則執(zhí)行步驟4；若太陽能電池組件沒有功率輸出，則執(zhí)行步驟5；

(3)根據(jù)鋰電池組件電量狀態(tài)，判斷鋰電池組件電量是否為滿，若鋰電池組件電量為滿，則無人機(jī)能源管理系統(tǒng)執(zhí)行待機(jī)狀態(tài)；若鋰電池組件電量不滿，則執(zhí)行步驟6；

(4)根據(jù)無人機(jī)供電單元供電狀態(tài)和太陽能電池組件輸出狀態(tài)，判斷太陽能電池組件輸出功率是否滿足無人機(jī)供電單元正常運(yùn)行，若太陽能電池組件輸出功率滿足無人機(jī)供電單元正常運(yùn)行，則執(zhí)行步驟7；若太陽能電池組件輸出功率不能滿足無人機(jī)供電單元正常運(yùn)行，則執(zhí)行太陽能電池組件和鋰電池組件聯(lián)合向無人機(jī)供電單元供電模式；

(5)根據(jù)鋰電池組件電量狀態(tài)，判斷鋰電池組件電量是否低于警戒值，若鋰電池組件電量低于警戒值，報(bào)警并啟動(dòng)降落準(zhǔn)備；若鋰電池組件電量沒有低于警戒值，則執(zhí)行鋰電池組件對無人機(jī)供電單元供電模式；

(6)根據(jù)太陽能電池組件輸出狀態(tài)，判斷太陽能電池組件是否有功率輸出，若太陽能電池組件有功率輸出，則執(zhí)行太陽能電池組件向鋰電池組件充電模式；若太陽能電池組件沒有功率輸出，則無人機(jī)能源管理系統(tǒng)執(zhí)行待機(jī)狀態(tài)；

(7)根據(jù)無人機(jī)供電單元供電狀態(tài)和太陽能電池組件輸出狀態(tài)，判斷太陽能電池組件輸出功率是否有余量，若太陽能電池組件輸出功率有余量，執(zhí)行太陽能電池組件同時(shí)向鋰電池組件和無人機(jī)供電單元供電模式；若太陽能電池組件輸出功率沒有余量，則執(zhí)行太陽能電池組件直接向無人機(jī)供電單元供電模式。

無人機(jī)維護(hù)管理系統(tǒng)中有一張與之唯一匹配識(shí)別的ic卡，無人機(jī)出廠時(shí)，ic卡中將會(huì)錄入本臺(tái)設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，包括無人機(jī)的性能、用途、使用次數(shù)等等，在設(shè)備出售時(shí)，無人機(jī)的擁有者身份將會(huì)與無人機(jī)的ic綁定。

通過上述系統(tǒng)實(shí)施的管理方法，包括：

1)無人機(jī)上電，無人機(jī)維護(hù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)控制模塊發(fā)送控制命令給執(zhí)行控制模塊將無人機(jī)自駕儀鎖死；

2)系統(tǒng)控制模塊通過顯示器顯示本機(jī)的名稱與用途，并輸出提醒操作者進(jìn)行身份識(shí)別的字符，報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警提示；

3)ic卡進(jìn)入檢測區(qū)域時(shí)，身份識(shí)別模塊的讀卡芯片讀取ic卡中的內(nèi)容并傳送到系統(tǒng)控制模塊中；

4)系統(tǒng)控制模塊將ic卡的id號(hào)碼與系統(tǒng)控制模塊存儲(chǔ)的唯一識(shí)別id號(hào)碼進(jìn)行匹配：若兩者id號(hào)碼匹配，系統(tǒng)控制模塊將把正確的id號(hào)碼發(fā)送給顯示器進(jìn)行顯示，同時(shí)發(fā)送正確報(bào)警命令給報(bào)警器提示id正確；若兩者不匹配，系統(tǒng)控制模塊將會(huì)發(fā)送錯(cuò)誤id的警告信息到顯示器進(jìn)行顯示，發(fā)送報(bào)警命令到報(bào)警器，同時(shí)發(fā)送鎖死控制命令到執(zhí)行控制模塊鎖死無人機(jī)自駕儀，之后系統(tǒng)控制模塊將繼續(xù)等待身份識(shí)別模塊發(fā)送新的信息；

5)系統(tǒng)控制模塊修改存儲(chǔ)值并通過通訊接口傳送到身份識(shí)別區(qū)域，將修改后的內(nèi)容寫入ic卡中。

本發(fā)明未詳細(xì)闡述的部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)已有的描述已能夠在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下進(jìn)行實(shí)施，因此，不再贅述。