一種兼容uav的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種兼容UAV的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信裝置，包括傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)、一體化Wi?Fi網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)以及調(diào)度管制平臺(tái)；傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，任意散落在被監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)的傳感節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的特定變量對(duì)象；移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)是掛載Wi?Fi通信模塊的UAV，采用旋翼垂直起降平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)UAV飛行速度和軌跡的可控性；一體化Wi?Fi網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)指以Wi?Fi通信方式為主，參照蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)；所述的調(diào)度管制平臺(tái)是一套用于無(wú)人機(jī)飛行路徑管制、無(wú)線網(wǎng)路拓?fù)淇刂菩畔⒓碍h(huán)境變量信息采集的軟件平臺(tái)。本發(fā)明能夠滿足柵格化的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求，建立以網(wǎng)絡(luò)為中心的UAV通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)足夠的穩(wěn)定性、可靠性、強(qiáng)大的互聯(lián)互通和互操作性。
【專利說(shuō)明】
一種兼容UAV的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)及移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究領(lǐng)域，特別涉及一種兼容UAV(無(wú)人飛行器)的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的通信裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)今全球UAV(無(wú)人飛行器)技術(shù)高速發(fā)展，特別是我國(guó)無(wú)人機(jī)已占據(jù)全球民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)70%的份額情況下，UAV技術(shù)似乎已經(jīng)到達(dá)了頂峰，其潛力看似也被完全挖掘，但實(shí)際情況是我國(guó)UAV技術(shù)在尖端領(lǐng)域的突破仍然鳳毛麟角，僅在飛控設(shè)計(jì)、航拍測(cè)繪、農(nóng)業(yè)拓展應(yīng)用方面有所優(yōu)勢(shì)，許多核心技術(shù)仍然處于歐美國(guó)家的壟斷下，特別是在如何滿足UAV業(yè)務(wù)通信的靈活性、適應(yīng)性、帶寬可控性和信息/數(shù)據(jù)流服務(wù)實(shí)時(shí)性對(duì)UAV指揮與控制通信網(wǎng)絡(luò)提出更高要求的方面。以往的UAV通信網(wǎng)絡(luò)只是單一的集中在如何設(shè)計(jì)、建立、優(yōu)化UAV與基站的通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，少有考慮涵蓋UAV、傳感監(jiān)測(cè)、通信實(shí)時(shí)優(yōu)化等多方面的系統(tǒng)性裝置與方法的提出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種兼容UAV(無(wú)人飛行器)的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信裝置與方法，能夠滿足柵格化的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求，建立以網(wǎng)絡(luò)為中心的UAV通信網(wǎng)絡(luò)，完成UAV的指揮與控制、環(huán)境數(shù)據(jù)采集管理、通信質(zhì)量控制等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)足夠的穩(wěn)定性、可靠性、強(qiáng)大的互聯(lián)互通和互操作性。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]本發(fā)明提供的一種兼容UAV的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信裝置，包括傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)、一體化W1-Fi網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)以及調(diào)度管制平臺(tái)；
[0006]所述傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，任意散落在被監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)的傳感節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的特定變量對(duì)象；
[0007]所述移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)是掛載W1-Fi通信模塊的UAV，采用旋翼垂直起降平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)UAV飛行速度和軌跡的可控性，該移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)可受調(diào)度管制平臺(tái)的飛行路徑規(guī)劃的約束，移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)可根據(jù)業(yè)務(wù)需要掛載相應(yīng)設(shè)備；
[0008]所述一體化W1-Fi網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)指以W1-Fi通信方式為主，參照蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，構(gòu)建由機(jī)載通信模塊、傳感節(jié)點(diǎn)通信模塊、基站服務(wù)器和交換控制中心網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)四大部分組成的地-空數(shù)據(jù)鏈通信網(wǎng)絡(luò)；
[0009]所述調(diào)度管制平臺(tái)是一套用于無(wú)人機(jī)飛行路徑管制、無(wú)線網(wǎng)路拓?fù)淇刂菩畔⒓碍h(huán)境變量信息采集的軟件平臺(tái)，用于實(shí)現(xiàn)GIS專題圖展示、實(shí)時(shí)飛行參數(shù)顯示、基站覆蓋區(qū)、負(fù)載量、通信質(zhì)量可視化、基站通信參數(shù)在線調(diào)整、環(huán)境變量信息實(shí)時(shí)顯示、歷史記錄查詢。
[0010]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述各傳感節(jié)點(diǎn)電路板上集成了多種類型環(huán)境變量傳感器，當(dāng)傳感節(jié)點(diǎn)接收到來(lái)自基站的數(shù)據(jù)采集指令后立即判斷指令類型，并按照指令以設(shè)定的格式，將傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至基站。
[0011]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述機(jī)載通信模塊是指移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)上掛載的機(jī)載W1-Fi模塊內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，具有高速串行接口轉(zhuǎn)W1-Fi功能，用于實(shí)現(xiàn)高速串行接口和無(wú)線網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)透明轉(zhuǎn)換，移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)在跨空域切換時(shí)，采用鏈路層觸發(fā)的雙鏈路切換模式，軟件上采取負(fù)載移動(dòng)策略，實(shí)現(xiàn)一體化網(wǎng)絡(luò)W1-Fi終端自動(dòng)切換機(jī)制;所述鏈路層觸發(fā)的雙鏈路切換模式是指機(jī)載W1-Fi模塊同時(shí)與兩個(gè)基站服務(wù)器的無(wú)線接入點(diǎn)通信，基站鏈路層服務(wù)器監(jiān)控鏈路狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)新的網(wǎng)絡(luò)，則決定是否要進(jìn)行切換；如果決定切換，服務(wù)器將把兩條鏈路中的一條連接到新的網(wǎng)絡(luò)，并發(fā)出鏈路層觸發(fā);機(jī)載W1-Fi模塊通過(guò)新網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行注冊(cè)，同時(shí)保持另一條鏈路的數(shù)據(jù)通信工作;注冊(cè)成功之后，機(jī)載W1-Fi模塊在新的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，然后把另一條鏈路也連接到新網(wǎng)絡(luò)來(lái)。
[0012]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的傳感節(jié)點(diǎn)通信模塊是指各傳感節(jié)點(diǎn)中的W1-Fi模塊時(shí)刻保持著與基站中的W1-Fi模塊間的通信，并將傳感節(jié)點(diǎn)所采集數(shù)據(jù)上傳給基站，傳感節(jié)點(diǎn)和基站組成的局域通信網(wǎng)絡(luò)具有自組織的功能，單個(gè)節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)初始的通信和協(xié)商，形成一個(gè)傳輸信息的多跳網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)傳感網(wǎng)絡(luò)裝備設(shè)有一個(gè)連接到傳輸網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，傳輸網(wǎng)絡(luò)是由一個(gè)單跳鏈接或一系列的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成的。
[0013]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述傳感節(jié)點(diǎn)中的W1-Fi模塊內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，具有高速串行接口轉(zhuǎn)W1-Fi功能，用于實(shí)現(xiàn)高速串行接口和無(wú)線網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)透明轉(zhuǎn)換，通過(guò)W1-Fi模塊相關(guān)配置命令設(shè)置傳感節(jié)點(diǎn)為UDP客戶端，基站為UDP服務(wù)器端;所述UDP客戶端的本地端口可以隨機(jī)，可接收任意基站服務(wù)器發(fā)給該傳感節(jié)點(diǎn)客戶端的數(shù)據(jù)，但高速串行接口轉(zhuǎn)發(fā)到UDP的目標(biāo)是確定的某一遠(yuǎn)程基站服務(wù)器，作為客戶端的傳感節(jié)點(diǎn)只向該服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，其它服務(wù)器只能向傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，接收不到傳感節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù);所述UDP服務(wù)器端本地端口固定，可接收任意傳感節(jié)點(diǎn)客戶端發(fā)給該基站服務(wù)器的數(shù)據(jù)，但高速串行接口轉(zhuǎn)發(fā)到UDP的目標(biāo)是最后一次和服務(wù)器的通訊的客戶端，即基站的高速串行接口數(shù)據(jù)只轉(zhuǎn)發(fā)給最后和基站通訊的傳感節(jié)點(diǎn)。
[0014]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述傳感節(jié)點(diǎn)、基站上電或重啟后默認(rèn)運(yùn)行在透轉(zhuǎn)模式下，傳感節(jié)點(diǎn)中的各類型傳感模塊采集的數(shù)據(jù)由主處理器處理分析后，傳送至高速串行接口，當(dāng)高速串行接口接收到最大封包長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)就會(huì)立即組成一包數(shù)據(jù)進(jìn)行透明轉(zhuǎn)發(fā)至W1-Fi射頻發(fā)射器，而當(dāng)模塊高速串行接口接收到的數(shù)據(jù)不夠最大封包長(zhǎng)度時(shí)，則在封包間隔時(shí)間到后把高速串行接口當(dāng)前收到的數(shù)據(jù)組成一包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)后的數(shù)據(jù)經(jīng)射頻模塊發(fā)送至基站；同理，基站的接收數(shù)據(jù)的過(guò)程與上述過(guò)程相反。
[0015 ]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的基站服務(wù)器在功能結(jié)構(gòu)上起到承上啟下的中繼節(jié)點(diǎn)作用，將應(yīng)用層和服務(wù)器層間的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享;所述的交換控制中心網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)匯總各個(gè)基站上傳的采集數(shù)據(jù)，并將調(diào)度管制中心的命令數(shù)據(jù)發(fā)送至基站，交換控制中心的硬件設(shè)計(jì)上集成了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、W1-Fi模塊和高速串行接口通信模塊，軟件策略上需要對(duì)數(shù)據(jù)做預(yù)處理以符合通信模塊的格式要求，另外，在數(shù)據(jù)發(fā)送的調(diào)度策略中采用堆棧調(diào)度策略。
[0016]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的GIS專題圖展示是一個(gè)以測(cè)量測(cè)繪為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和使用的數(shù)據(jù)源，以計(jì)算機(jī)編程為平臺(tái)的全球空間分析技術(shù)；
[0017]所述的實(shí)時(shí)飛行參數(shù)顯示是一個(gè)反映區(qū)域內(nèi)被選中UAV的實(shí)時(shí)飛行姿態(tài)的參數(shù)顯示，其中參數(shù)包括UAV的方向、位置、高度、速度、過(guò)載、加速度、角位移、角速度、角加速度及電機(jī)轉(zhuǎn)速，在此區(qū)域中的飛行參數(shù)可隨意調(diào)整以達(dá)到控制UAV飛行姿態(tài)的目的。
[0018]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的通信質(zhì)量可視化是指當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)所有通信鏈路的通信情況可通過(guò)數(shù)字模擬實(shí)時(shí)顯示，其中參數(shù)包括通信帶寬、數(shù)傳速率及工作頻率；
[0019]所述的環(huán)境變量實(shí)時(shí)顯示是指調(diào)度管制平臺(tái)首先接收來(lái)自傳感節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫(kù)，再?gòu)臄?shù)據(jù)庫(kù)中讀取最新的環(huán)境變量數(shù)據(jù)以條幅形式實(shí)時(shí)顯示；
[0020]所述的歷史記錄查詢功能是指在歷史記錄界面上可以查詢環(huán)境變量參數(shù)記錄、UAV飛行參數(shù)記錄、UAV飛行軌跡規(guī)劃記錄、基站覆蓋區(qū)規(guī)劃記錄及基站通信質(zhì)量在線調(diào)整記錄。
[0021]本發(fā)明還提供了一種兼容UAV的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信方法，包括如下步驟:
[0022](I)系統(tǒng)上電前，配置各基站為UDP服務(wù)器端，傳感節(jié)點(diǎn)和UAV移動(dòng)平臺(tái)為UDP客戶端，并初始化系統(tǒng)內(nèi)各裝置；
[0023](2)系統(tǒng)上電后，通過(guò)操作調(diào)度管制平臺(tái)向交換控制中心發(fā)送指令；
[0024](3)交換控制中心收到指令后對(duì)數(shù)據(jù)做預(yù)處理，并存入命令堆棧，堆棧調(diào)度算法通過(guò)讀取命令堆棧中的數(shù)據(jù)將指令發(fā)送至目標(biāo)基站；
[0025](4)目標(biāo)基站收到交換控制中心的命令數(shù)據(jù)后向其所處區(qū)域散發(fā)指令；
[0026](5)當(dāng)傳感節(jié)點(diǎn)接收到來(lái)自基站的數(shù)據(jù)采集指令后判斷指令類型，并按照指令以設(shè)定的格式將傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至基站；
[0027](6)UAV接收來(lái)自基站的航跡規(guī)劃指令后搭載相應(yīng)機(jī)載設(shè)備，按指令執(zhí)行任務(wù)；
[0028](7)調(diào)度管制平臺(tái)收到傳感節(jié)點(diǎn)采集的環(huán)境參數(shù)和UAV機(jī)載數(shù)據(jù)后，通過(guò)反演模型進(jìn)行精細(xì)化校準(zhǔn)，最后通過(guò)Vonoroi圖法與數(shù)據(jù)融合手段與模式識(shí)別算法，得到作業(yè)區(qū)域環(huán)境要素與光譜特征間的精細(xì)化時(shí)空分布模型。
[0029]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0030]I)本發(fā)明是基于多個(gè)小功率基站覆蓋，協(xié)作通信，無(wú)需使用機(jī)載大功率數(shù)傳電臺(tái)。
[0031]2)本發(fā)明的覆蓋范圍可靈活擴(kuò)展，仔細(xì)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，可以消除信號(hào)盲區(qū)。
[0032]3)本發(fā)明的網(wǎng)內(nèi)可容納多臺(tái)無(wú)人機(jī)與監(jiān)控終端。
[0033]4)本發(fā)明的UAV機(jī)載通信模塊硬件上采用雙鏈路結(jié)構(gòu)，軟件上采取負(fù)載移動(dòng)策略，實(shí)現(xiàn)一體化網(wǎng)絡(luò)W1-Fi終端自動(dòng)切換機(jī)制。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向圖；
[0036]圖3調(diào)度管制平臺(tái)邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4交換控制中心數(shù)據(jù)調(diào)度示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0039]實(shí)施例
[0040]如圖1所示，一種兼容UAV(無(wú)人飛行器)的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信裝置包括傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)、一體化W1-Fi網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)以及調(diào)度管制平臺(tái)；
[0041]所述傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，任意散落在被監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)的傳感節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的特定變量對(duì)象；
[0042]所述移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)是掛載W1-Fi通信模塊的UAV，采用旋翼垂直起降平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)UAV飛行速度和軌跡的可控性，該移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)可受調(diào)度管制平臺(tái)的飛行路徑規(guī)劃的約束，移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)可根據(jù)業(yè)務(wù)需要掛載相應(yīng)設(shè)備；
[0043]所述一體化W1-Fi網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)指以W1-Fi通信方式為主，參照蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，構(gòu)建由機(jī)載通信模塊、傳感節(jié)點(diǎn)通信模塊、基站服務(wù)器和交換控制中心網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)四大部分組成的地-空數(shù)據(jù)鏈通信網(wǎng)絡(luò)；
[0044]所述調(diào)度管制平臺(tái)是一套用于無(wú)人機(jī)飛行路徑管制、無(wú)線網(wǎng)路拓?fù)淇刂菩畔⒓碍h(huán)境變量信息采集的軟件平臺(tái)，用于實(shí)現(xiàn)GIS專題圖展示、實(shí)時(shí)飛行參數(shù)顯示、基站覆蓋區(qū)、負(fù)載量、通信質(zhì)量可視化、基站通信參數(shù)在線調(diào)整、環(huán)境變量信息實(shí)時(shí)顯示、歷史記錄查詢。
[0045]數(shù)據(jù)科學(xué)、合理、有效的流動(dòng)是本系統(tǒng)能正常運(yùn)行的關(guān)鍵，為此將設(shè)定如圖2所示的系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向圖。
[0046]調(diào)度管制平臺(tái)，即控制中心對(duì)下位機(jī)設(shè)備進(jìn)行命令控制，包括實(shí)時(shí)飛行參數(shù)采集、航徑規(guī)劃、環(huán)境變量參數(shù)采集、基站覆蓋區(qū)設(shè)定、負(fù)載量設(shè)定、通信質(zhì)量可視化與基站通信參數(shù)在線調(diào)整等，其內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。整個(gè)調(diào)度管制平臺(tái)分兩個(gè)界面，主界面和歷史記錄界面。主界面上集成了GIS專題圖展區(qū)、基站通信參數(shù)調(diào)整區(qū)、環(huán)境參數(shù)展示區(qū)、飛行參數(shù)調(diào)整及軌跡規(guī)劃區(qū)；歷史記錄界面在主界面上通過(guò)標(biāo)簽欄切換，其子界面包括環(huán)境參數(shù)采集歷史界面、UAV飛行參數(shù)采集歷史界面、UAV飛行軌跡規(guī)劃歷史界面、基站覆蓋區(qū)規(guī)劃歷史界面。整個(gè)調(diào)度平臺(tái)數(shù)據(jù)均從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取或?qū)懭?，通常的?shù)據(jù)庫(kù)工具均可采用，如mysql、sql server等能有效滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。調(diào)度管制平臺(tái)的直接命令施加對(duì)象是交換控制中心。
[0047]所述交換控制中心網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)上集成了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、W1-Fi通信模塊和高速串行接口通信模塊，軟件策略上采用雙堆棧數(shù)據(jù)暫存模式，并對(duì)數(shù)據(jù)做預(yù)處理以符合通信模塊的格式要求。交換控制中心作為上位機(jī)與下位機(jī)設(shè)備的一級(jí)數(shù)據(jù)調(diào)度中心，其數(shù)據(jù)調(diào)度示意圖如圖4所示。從圖4可知，該系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型多，量大，內(nèi)容復(fù)雜，因此將采用批處理模式下雙堆棧結(jié)構(gòu)(包括指令堆棧和數(shù)據(jù)堆棧)，調(diào)度協(xié)議采用先進(jìn)后出的堆棧調(diào)度算法，有效解決系統(tǒng)數(shù)據(jù)調(diào)度問(wèn)題。與交換控制中心產(chǎn)生直接交互的是各個(gè)通過(guò)無(wú)線W1-FI模塊與交換控制中心互聯(lián)的基站。
[0048]系統(tǒng)中包括多個(gè)基站，具體可根據(jù)實(shí)情劃設(shè)數(shù)量，每個(gè)基站負(fù)責(zé)一片區(qū)域內(nèi)傳感節(jié)點(diǎn)、經(jīng)過(guò)此區(qū)域的UAV間的通信。為保證通信質(zhì)量的可靠性，可接受來(lái)自調(diào)度管制平臺(tái)的通信質(zhì)量參數(shù)調(diào)整命令，所述基站服務(wù)器在功能結(jié)構(gòu)上起到承上啟下的中繼節(jié)點(diǎn)作用，將應(yīng)用層和服務(wù)器層間的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享。采用接入標(biāo)識(shí)與交換路由標(biāo)識(shí)分離映射的移動(dòng)管理策略，把傳統(tǒng)IP地址的雙重屬性進(jìn)行分離，接入標(biāo)識(shí)代表終端的身份，交換路由標(biāo)識(shí)代表終端的位置。該機(jī)制使得UAV平臺(tái)在移動(dòng)的情況下僅僅進(jìn)行交換路由標(biāo)識(shí)的切換，而用于建立傳輸連接的接入標(biāo)識(shí)在這一過(guò)程中保持不變，連接不會(huì)被中斷。
[0049]對(duì)于傳感節(jié)點(diǎn)，接收來(lái)自調(diào)度管制平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集命令，并按照命令發(fā)送采集數(shù)據(jù)至處理終端處理。例如首先持續(xù)采集所處環(huán)境空氣溫濕度、光照、土壤溫濕度、二氧化碳、風(fēng)力、風(fēng)向等環(huán)境參數(shù)，得到地面參考點(diǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其次，利用地面基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)載光譜成像數(shù)據(jù)與環(huán)境參數(shù)間的反演模型進(jìn)行精細(xì)化校準(zhǔn)。最后通過(guò)Vonoroi圖法與數(shù)據(jù)融合手段(如卡爾曼濾波，貝葉斯估計(jì)，主成分分析等)，得到作業(yè)區(qū)域環(huán)境要素與光譜特征間的精細(xì)化時(shí)空分布模型。
[0050]UAV接收來(lái)自調(diào)度管制平臺(tái)的航跡規(guī)劃命令，并搭載相應(yīng)機(jī)載設(shè)備，按命令執(zhí)行任務(wù)。如機(jī)載設(shè)備采用光譜成像系統(tǒng)，獲取作業(yè)區(qū)域不同波段的光譜圖像，結(jié)合人工采集區(qū)域內(nèi)具體關(guān)鍵參數(shù)，利用數(shù)據(jù)融合手段(如卡爾曼濾波，貝葉斯推斷，主成分分析等)與模式識(shí)另IJ(如深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量回歸等)算法，求得到作業(yè)區(qū)域關(guān)鍵要素與機(jī)載光譜數(shù)據(jù)間的時(shí)空分布關(guān)系模型。
[0051 ]所述傳感節(jié)點(diǎn)由傳感單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)傳輸單元和電源四部分組成。傳感單元由各類傳感器及數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)備組成，傳感器的類型是由被監(jiān)測(cè)物理信號(hào)的形式?jīng)Q定的;數(shù)據(jù)處理通常選用低功耗嵌入式微控制器;數(shù)據(jù)傳輸單元主要由W1-Fi通信模塊構(gòu)成。當(dāng)傳感節(jié)點(diǎn)接收到來(lái)自基站的數(shù)據(jù)采集指令后立即判斷指令類型，并按照指令以設(shè)定的格式，將傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至基站。
[0052]所述機(jī)載通信模塊是指移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)上掛載的機(jī)載W1-Fi模塊內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，具有高速串行接口轉(zhuǎn)W1-Fi功能，用于實(shí)現(xiàn)高速串行接口和無(wú)線網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)透明轉(zhuǎn)換，移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)在跨空域切換時(shí)，采用鏈路層觸發(fā)的雙鏈路切換模式，軟件上采取負(fù)載移動(dòng)策略，實(shí)現(xiàn)一體化網(wǎng)絡(luò)W1-Fi終端自動(dòng)切換機(jī)制;所述鏈路層觸發(fā)的雙鏈路切換模式是指機(jī)載W1-Fi模塊同時(shí)與兩個(gè)基站服務(wù)器的無(wú)線接入點(diǎn)通信，基站鏈路層服務(wù)器監(jiān)控鏈路狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)新的網(wǎng)絡(luò)，則決定是否要進(jìn)行切換;如果決定切換，服務(wù)器將把兩條鏈路中的一條連接到新的網(wǎng)絡(luò)，并發(fā)出鏈路層觸發(fā);機(jī)載W1-Fi模塊通過(guò)新網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行注冊(cè)，同時(shí)保持另一條鏈路的數(shù)據(jù)通信工作;注冊(cè)成功之后，機(jī)載W1-Fi模塊在新的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，然后把另一條鏈路也連接到新網(wǎng)絡(luò)來(lái)。
[0053]所述的傳感節(jié)點(diǎn)通信模塊是指各傳感節(jié)點(diǎn)中的W1-Fi模塊時(shí)刻保持著與基站中的W1-Fi模塊間的通信，并將傳感節(jié)點(diǎn)所采集數(shù)據(jù)上傳給基站，傳感節(jié)點(diǎn)和基站組成的局域通信網(wǎng)絡(luò)具有自組織的功能，單個(gè)節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)初始的通信和協(xié)商，形成一個(gè)傳輸信息的多跳網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)傳感網(wǎng)絡(luò)裝備設(shè)有一個(gè)連接到傳輸網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，傳輸網(wǎng)絡(luò)是由一個(gè)單跳鏈接或一系列的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成的。
[0054]所述傳感節(jié)點(diǎn)中的W1-Fi模塊內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，具有高速串行接口轉(zhuǎn)W1-Fi功能，用于實(shí)現(xiàn)高速串行接口和無(wú)線網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)透明轉(zhuǎn)換，通過(guò)W1-Fi模塊相關(guān)配置命令設(shè)置傳感節(jié)點(diǎn)為UDP客戶端，基站為UDP服務(wù)器端;所述UDP客戶端的本地端口可以隨機(jī)，可接收任意基站服務(wù)器發(fā)給該傳感節(jié)點(diǎn)客戶端的數(shù)據(jù)，但高速串行接口轉(zhuǎn)發(fā)到UDP的目標(biāo)是確定的某一遠(yuǎn)程基站服務(wù)器，作為客戶端的傳感節(jié)點(diǎn)只向該服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，其它服務(wù)器只能向傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，接收不到傳感節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù);所述UDP服務(wù)器端本地端口固定，可接收任意傳感節(jié)點(diǎn)客戶端發(fā)給該基站服務(wù)器的數(shù)據(jù)，但高速串行接口轉(zhuǎn)發(fā)到UDP的目標(biāo)是最后一次和服務(wù)器的通訊的客戶端，即基站的高速串行接口數(shù)據(jù)只轉(zhuǎn)發(fā)給最后和基站通訊的傳感節(jié)點(diǎn)。
[0055]所述傳感節(jié)點(diǎn)、基站上電或重啟后默認(rèn)運(yùn)行在透轉(zhuǎn)模式下，傳感節(jié)點(diǎn)中的各類型傳感模塊采集的數(shù)據(jù)由主處理器處理分析后，傳送至高速串行接口，當(dāng)高速串行接口接收到最大封包長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)就會(huì)立即組成一包數(shù)據(jù)進(jìn)行透明轉(zhuǎn)發(fā)至W1-Fi射頻發(fā)射器，而當(dāng)模塊高速串行接口接收到的數(shù)據(jù)不夠最大封包長(zhǎng)度時(shí)，則在封包間隔時(shí)間到后把高速串行接口當(dāng)前收到的數(shù)據(jù)組成一包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)后的數(shù)據(jù)經(jīng)射頻模塊發(fā)送至基站；同理，基站的接收數(shù)據(jù)的過(guò)程與上述過(guò)程相反。
[0056]所述的基站服務(wù)器在功能結(jié)構(gòu)上起到承上啟下的中繼節(jié)點(diǎn)作用，將應(yīng)用層和服務(wù)器層間的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享;所述的交換控制中心網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)匯總各個(gè)基站上傳的采集數(shù)據(jù)，并將調(diào)度管制中心的命令數(shù)據(jù)發(fā)送至基站，交換控制中心的硬件設(shè)計(jì)上集成了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、W1-Fi模塊和高速串行接口通信模塊，軟件策略上需要對(duì)數(shù)據(jù)做預(yù)處理以符合通信模塊的格式要求，另外，在數(shù)據(jù)發(fā)送的調(diào)度策略中采用堆棧調(diào)度策略。
[0057]所述的GIS專題圖展示是一個(gè)以測(cè)量測(cè)繪為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和使用的數(shù)據(jù)源，以計(jì)算機(jī)編程為平臺(tái)的全球空間分析技術(shù)；
[0058]所述的實(shí)時(shí)飛行參數(shù)顯示是一個(gè)反映區(qū)域內(nèi)被選中UAV的實(shí)時(shí)飛行姿態(tài)的參數(shù)顯示，其中參數(shù)包括UAV的方向、位置、高度、速度、過(guò)載、加速度、角位移、角速度、角加速度及電機(jī)轉(zhuǎn)速，在此區(qū)域中的飛行參數(shù)可隨意調(diào)整以達(dá)到控制UAV飛行姿態(tài)的目的。
[0059]所述的通信質(zhì)量可視化是指當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)所有通信鏈路的通信情況可通過(guò)數(shù)字模擬實(shí)時(shí)顯示，其中參數(shù)包括通信帶寬、數(shù)傳速率及工作頻率；
[0060]所述的環(huán)境變量實(shí)時(shí)顯示是指調(diào)度管制平臺(tái)首先接收來(lái)自傳感節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫(kù)，再?gòu)臄?shù)據(jù)庫(kù)中讀取最新的環(huán)境變量數(shù)據(jù)以條幅形式實(shí)時(shí)顯示；
[0061]所述的歷史記錄查詢功能是指在歷史記錄界面上可以查詢環(huán)境變量參數(shù)記錄、UAV飛行參數(shù)記錄、UAV飛行軌跡規(guī)劃記錄、基站覆蓋區(qū)規(guī)劃記錄及基站通信質(zhì)量在線調(diào)整記錄。
[0062]所述UAV及機(jī)載設(shè)備是指在掛載了W1-Fi通信模塊的固定翼或旋翼飛行器上搭載機(jī)載設(shè)備，所述機(jī)載設(shè)備是根據(jù)實(shí)際情況能滿足需求的設(shè)備，如測(cè)繪工具光譜成像儀、紅外相機(jī)及其他傳感探測(cè)設(shè)備，應(yīng)用工具施肥器、灑藥器等。
[0063]—種兼容UAV(無(wú)人飛行器)的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)施方法包括如下步驟:
[0064](I)系統(tǒng)上電前，配置各基站為UDP服務(wù)器端，傳感節(jié)點(diǎn)和UAV移動(dòng)平臺(tái)為UDP客戶端，并初始化系統(tǒng)內(nèi)各裝置。
[0065](2)系統(tǒng)上電后，通過(guò)操作調(diào)度管制平臺(tái)向交換控制中心發(fā)送指令。
[0066](3)交換控制中心收到指令后對(duì)數(shù)據(jù)做預(yù)處理，并存入命令堆棧。堆棧調(diào)度算法通過(guò)讀取命令堆棧中的數(shù)據(jù)將指令發(fā)送至目標(biāo)基站。
[0067](4)目標(biāo)基站收到交換控制中心的命令數(shù)據(jù)后向其所處區(qū)域散發(fā)指令。
[0068](5)當(dāng)傳感節(jié)點(diǎn)接收到來(lái)自基站的數(shù)據(jù)采集指令后判斷指令類型，并按照指令以設(shè)定的格式(如:“地點(diǎn)+數(shù)據(jù)類型+數(shù)值+Γ )將傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至基站。
[0069](6)UAV接收來(lái)自基站的航跡規(guī)劃指令后搭載相應(yīng)機(jī)載設(shè)備，按指令執(zhí)行任務(wù)。
[0070](7)調(diào)度管制平臺(tái)收到傳感節(jié)點(diǎn)采集的環(huán)境參數(shù)和UAV機(jī)載數(shù)據(jù)后，通過(guò)反演模型進(jìn)行精細(xì)化校準(zhǔn)。最后通過(guò)Vonoroi圖法、數(shù)據(jù)融合手段和模式識(shí)別算法等，得到作業(yè)區(qū)域環(huán)境要素與光譜特征間的精細(xì)化時(shí)空分布模型。
[0071]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種兼容UAV的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信裝置，其特征在于，包括傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)、一體化W1-Fi網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)以及調(diào)度管制平臺(tái)； 所述傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，任意散落在被監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)的傳感節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的特定變量對(duì)象； 所述移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)是掛載W1-Fi通信模塊的UAV，采用旋翼垂直起降平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)UAV飛行速度和軌跡的可控性，該移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)可受調(diào)度管制平臺(tái)的飛行路徑規(guī)劃的約束，移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)可根據(jù)業(yè)務(wù)需要掛載相應(yīng)設(shè)備； 所述一體化W1-Fi網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)指以W1-Fi通信方式為主，參照蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，構(gòu)建由機(jī)載通信模塊、傳感節(jié)點(diǎn)通信模塊、基站服務(wù)器和交換控制中心網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)四大部分組成的地-空數(shù)據(jù)鏈通信網(wǎng)絡(luò)； 所述的操作調(diào)度管制平臺(tái)是一套用于無(wú)人機(jī)飛行路徑管制、無(wú)線網(wǎng)路拓?fù)淇刂菩畔⒓碍h(huán)境變量信息采集的軟件平臺(tái)，用于實(shí)現(xiàn)GIS專題圖展示、實(shí)時(shí)飛行參數(shù)顯示、基站覆蓋區(qū)、負(fù)載量、通信質(zhì)量可視化、基站通信參數(shù)在線調(diào)整、環(huán)境變量信息實(shí)時(shí)顯示、歷史記錄查詢。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容UAV的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信裝置，其特征在于，所述各傳感節(jié)點(diǎn)電路板上集成了多種類型環(huán)境變量傳感器，當(dāng)傳感節(jié)點(diǎn)接收到來(lái)自基站的數(shù)據(jù)采集指令后立即判斷指令類型，并按照指令以設(shè)定的格式，將傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至基站。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容UAV的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信裝置，其特征在于，所述機(jī)載通信模塊是指移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)上掛載的機(jī)載W1-Fi模塊內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，具有高速串行接口轉(zhuǎn)W1-Fi功能，用于實(shí)現(xiàn)高速串行接口和無(wú)線網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)透明轉(zhuǎn)換，移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)在跨空域切換時(shí)，采用鏈路層觸發(fā)的雙鏈路切換模式，軟件上采取負(fù)載移動(dòng)策略，實(shí)現(xiàn)一體化網(wǎng)絡(luò)W1-Fi終端自動(dòng)切換機(jī)制;所述鏈路層觸發(fā)的雙鏈路切換模式是指機(jī)載W1-Fi模塊同時(shí)與兩個(gè)基站服務(wù)器的無(wú)線接入點(diǎn)通信，基站鏈路層服務(wù)器監(jiān)控鏈路狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)新的網(wǎng)絡(luò)，則決定是否要進(jìn)行切換；如果決定切換，服務(wù)器將把兩條鏈路中的一條連接到新的網(wǎng)絡(luò)，并發(fā)出鏈路層觸發(fā);機(jī)載W1-Fi模塊通過(guò)新網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行注冊(cè)，同時(shí)保持另一條鏈路的數(shù)據(jù)通信工作;注冊(cè)成功之后，機(jī)載W1-Fi模塊在新的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，然后把另一條鏈路也連接到新網(wǎng)絡(luò)來(lái)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容UAV的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信裝置，其特征在于，所述的傳感節(jié)點(diǎn)通信模塊是指各傳感節(jié)點(diǎn)中的W1-Fi模塊時(shí)刻保持著與基站中的W1-Fi模塊間的通信，并將傳感節(jié)點(diǎn)所采集數(shù)據(jù)上傳給基站，傳感節(jié)點(diǎn)和基站組成的局域通信網(wǎng)絡(luò)具有自組織的功能，單個(gè)節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)初始的通信和協(xié)商，形成一個(gè)傳輸信息的多跳網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)傳感網(wǎng)絡(luò)裝備設(shè)有一個(gè)連接到傳輸網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，傳輸網(wǎng)絡(luò)是由一個(gè)單跳鏈接或一系列的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成的。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的兼容UAV的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信裝置，其特征在于，所述傳感節(jié)點(diǎn)中的W1-Fi模塊內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，具有高速串行接口轉(zhuǎn)W1-Fi功能，用于實(shí)現(xiàn)高速串行接口和無(wú)線網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)透明轉(zhuǎn)換，通過(guò)W1-Fi模塊相關(guān)配置命令設(shè)置傳感節(jié)點(diǎn)為UDP客戶端，基站為UDP服務(wù)器端;所述UDP客戶端的本地端口可以隨機(jī)，可接收任意基站服務(wù)器發(fā)給該傳感節(jié)點(diǎn)客戶端的數(shù)據(jù)，但高速串行接口轉(zhuǎn)發(fā)到UDP的目標(biāo)是確定的某一遠(yuǎn)程基站服務(wù)器，作為客戶端的傳感節(jié)點(diǎn)只向該服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，其它服務(wù)器只能向傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，接收不到傳感節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù);所述UDP服務(wù)器端本地端口固定，可接收任意傳感節(jié)點(diǎn)客戶端發(fā)給該基站服務(wù)器的數(shù)據(jù)，但高速串行接口轉(zhuǎn)發(fā)到UDP的目標(biāo)是最后一次和服務(wù)器的通訊的客戶端，即基站的高速串行接口數(shù)據(jù)只轉(zhuǎn)發(fā)給最后和基站通訊的傳感節(jié)點(diǎn)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容UAV的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信裝置，其特征在于，所述傳感節(jié)點(diǎn)、基站上電或重啟后默認(rèn)運(yùn)行在透轉(zhuǎn)模式下，傳感節(jié)點(diǎn)中的各類型傳感模塊采集的數(shù)據(jù)由主處理器處理分析后，傳送至高速串行接口，當(dāng)高速串行接口接收到最大封包長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)就會(huì)立即組成一包數(shù)據(jù)進(jìn)行透明轉(zhuǎn)發(fā)至W1-Fi射頻發(fā)射器，而當(dāng)模塊高速串行接口接收到的數(shù)據(jù)不夠最大封包長(zhǎng)度時(shí)，則在封包間隔時(shí)間到后把高速串行接口當(dāng)前收到的數(shù)據(jù)組成一包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)后的數(shù)據(jù)經(jīng)射頻模塊發(fā)送至基站；同理，基站的接收數(shù)據(jù)的過(guò)程與上述過(guò)程相反。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容UAV的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信裝置，其特征在于，所述的基站服務(wù)器在功能結(jié)構(gòu)上起到承上啟下的中繼節(jié)點(diǎn)作用，將應(yīng)用層和服務(wù)器層間的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享;所述的交換控制中心網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)匯總各個(gè)基站上傳的采集數(shù)據(jù)，并將調(diào)度管制中心的命令數(shù)據(jù)發(fā)送至基站，交換控制中心的硬件設(shè)計(jì)上集成了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、W1-Fi模塊和高速串行接口通信模塊，軟件策略上需要對(duì)數(shù)據(jù)做預(yù)處理以符合通信模塊的格式要求，另外，在數(shù)據(jù)發(fā)送的調(diào)度策略中采用堆棧調(diào)度策略。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容UAV的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信裝置，其特征在于，所述的GIS專題圖展示是一個(gè)以測(cè)量測(cè)繪為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和使用的數(shù)據(jù)源，以計(jì)算機(jī)編程為平臺(tái)的全球空間分析技術(shù)； 所述的實(shí)時(shí)飛行參數(shù)顯示是一個(gè)反映區(qū)域內(nèi)被選中UAV的實(shí)時(shí)飛行姿態(tài)的參數(shù)顯示，其中參數(shù)包括UAV的方向、位置、高度、速度、過(guò)載、加速度、角位移、角速度、角加速度及電機(jī)轉(zhuǎn)速，在此區(qū)域中的飛行參數(shù)可隨意調(diào)整以達(dá)到控制UAV飛行姿態(tài)的目的。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容UAV的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信裝置，其特征在于，所述的通信質(zhì)量可視化是指當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)所有通信鏈路的通信情況可通過(guò)數(shù)字模擬實(shí)時(shí)顯示，其中參數(shù)包括通信帶寬、數(shù)傳速率及工作頻率； 所述的環(huán)境變量實(shí)時(shí)顯示是指調(diào)度管制平臺(tái)首先接收來(lái)自傳感節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫(kù)，再?gòu)臄?shù)據(jù)庫(kù)中讀取最新的環(huán)境變量數(shù)據(jù)以條幅形式實(shí)時(shí)顯示； 所述的歷史記錄查詢功能是指在歷史記錄界面上可以查詢環(huán)境變量參數(shù)記錄、UAV飛行參數(shù)記錄、UAV飛行軌跡規(guī)劃記錄、基站覆蓋區(qū)規(guī)劃記錄及基站通信質(zhì)量在線調(diào)整記錄。10.—種兼容UAV的地空無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)系統(tǒng)上電前，配置各基站為UDP服務(wù)器端，傳感節(jié)點(diǎn)和UAV移動(dòng)平臺(tái)為UDP客戶端，并初始化系統(tǒng)內(nèi)各裝置； (2)系統(tǒng)上電后，通過(guò)操作調(diào)度管制平臺(tái)向交換控制中心發(fā)送指令； (3)交換控制中心收到指令后對(duì)數(shù)據(jù)做預(yù)處理，并存入命令堆棧，堆棧調(diào)度算法通過(guò)讀取命令堆棧中的數(shù)據(jù)將指令發(fā)送至目標(biāo)基站； (4)目標(biāo)基站收到交換控制中心的命令數(shù)據(jù)后向其所處區(qū)域散發(fā)指令； (5)當(dāng)傳感節(jié)點(diǎn)接收到來(lái)自基站的數(shù)據(jù)采集指令后判斷指令類型，并按照指令以設(shè)定的格式將傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至基站； (6 )UAV接收來(lái)自基站的航跡規(guī)劃指令后搭載相應(yīng)機(jī)載設(shè)備，按指令執(zhí)行任務(wù)； (7)調(diào)度管制平臺(tái)收到傳感節(jié)點(diǎn)采集的環(huán)境參數(shù)和UAV機(jī)載數(shù)據(jù)后，通過(guò)反演模型進(jìn)行精細(xì)化校準(zhǔn)，最后通過(guò)Vonoroi圖法與數(shù)據(jù)融合手段與模式識(shí)別算法，得到作業(yè)區(qū)域環(huán)境要素與光譜特征間的精細(xì)化時(shí)空分布模型。
【文檔編號(hào)】H04W16/18GK105828345SQ201610301127
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】岳學(xué)軍, 王林惠, 王健, 劉永鑫, 凌康杰, 甘海明, 王舉, 全東平, 吳東明, 李麗生
【申請(qǐng)人】華南農(nóng)業(yè)大學(xué)