本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于4G網(wǎng)絡(luò)的飛行器的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，多旋翼飛行器由于構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)易，在影視媒體、物流傳輸、安全監(jiān)控等領(lǐng)域有一定的應(yīng)用價(jià)值，是當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。多旋翼飛行器不僅能夠完成飛行任務(wù)，而且可以完成航拍任務(wù)。一般的航拍系統(tǒng)模塊主要是采用傳統(tǒng)的模擬無(wú)線圖傳模塊，或者是近些年興起的WiFi模塊。然而模擬無(wú)線圖傳模塊不易數(shù)字化處理，WiFi網(wǎng)絡(luò)可控距離短，以上方案只適合在對(duì)實(shí)時(shí)性和可靠性要求不高的某些領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上問題，本發(fā)明提供了一種基于4G網(wǎng)絡(luò)的飛行器的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，能夠有效實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離高速數(shù)據(jù)傳輸，且延時(shí)小丟包率低，傳輸效果好，可以有效解決背景技術(shù)中的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于4G網(wǎng)絡(luò)的飛行器的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括機(jī)載終端和地面控制平臺(tái)，所述機(jī)載終端安裝在飛行器上，所述地面控制平臺(tái)用于進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和遠(yuǎn)程控制，所述機(jī)載終端包括微控制器，所述微控制器的數(shù)據(jù)端連接有數(shù)據(jù)采集單元，所述數(shù)據(jù)采集單元包括外圍傳感器模塊和攝像頭模塊，分別用于實(shí)現(xiàn)飛行姿態(tài)參數(shù)采集和視頻數(shù)據(jù)采集，微控制器的網(wǎng)絡(luò)端口連接有4G通信模塊和衛(wèi)星定位模塊，微控制器還連接有電源模塊；所述地面控制平臺(tái)包括中心計(jì)算機(jī)，所述中心計(jì)算機(jī)還連接有網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，所述網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備還連接有移動(dòng)終端。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述微控制器采用基于ARMCortexM3內(nèi)核的STM32微控制器，且微控制器還連接有時(shí)鐘晶振和JTAG調(diào)試端口。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，：所述外圍傳感器模塊包括數(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)采集卡的輸入端連接有傳感器組。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述攝像頭模塊包括高清攝像頭，所述高清攝像頭的底部安裝有云臺(tái)，所述云臺(tái)內(nèi)還安裝有CMOS圖像處理器。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述4G通信模塊包括網(wǎng)絡(luò)控制器，所述網(wǎng)絡(luò)控制器上設(shè)置有SIM卡槽，SIM卡槽內(nèi)插接有4GSIM卡，網(wǎng)絡(luò)控制器的輸出端連接GPRS收發(fā)器。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述衛(wèi)星定位模塊包括北斗基帶芯片，所述北斗基帶芯片的輸入端連接有接收天線，輸出端連接有解碼器，定位模塊用于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電源模塊包括太陽(yáng)能電池板，所述太陽(yáng)能電池板的輸出端連接有光伏逆變器，所述光伏逆變器的輸出端連接有蓄電池，所述蓄電池的輸出端連接到各個(gè)單元的電源引腳。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和無(wú)線路由器，所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的輸出端還連接有Modem調(diào)制解調(diào)器，所述Modem調(diào)制解調(diào)器連接到微控制器的中心計(jì)算機(jī)。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述中心計(jì)算機(jī)內(nèi)置有云數(shù)據(jù)庫(kù)，云數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)將接收到的數(shù)據(jù)分類制成數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)，所述移動(dòng)終端包括智能手機(jī)、平板電腦和智能手表，用于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)觀測(cè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：該基于4G網(wǎng)絡(luò)的飛行器的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，通過設(shè)置數(shù)據(jù)采集單元，利用外圍傳感器模塊進(jìn)行飛行器的飛行姿態(tài)參數(shù)采集，利用攝像頭模塊進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)采集，且通過設(shè)置云臺(tái)，有效實(shí)現(xiàn)攝像頭防抖，提高拍攝視頻的穩(wěn)定度；通過設(shè)置4G通信模塊，利用SIM卡槽插接4G電話卡，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)控制器和GPRS收發(fā)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，大大提高傳輸速度和傳輸距離；通過設(shè)置衛(wèi)星定位模塊，利用北斗基帶芯片實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位操作；通過設(shè)置電源模塊，利用太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，結(jié)合光伏逆變器和蓄電池實(shí)現(xiàn)供電，清潔環(huán)保；本發(fā)明能夠有效實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離高速數(shù)據(jù)傳輸，且延時(shí)小丟包率低，傳輸效果好。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-機(jī)載終端；2-地面控制平臺(tái)；3-微控制器；4-數(shù)據(jù)采集單元；5-外圍傳感器模塊；6-攝像頭模塊；7-4G通信模塊；8-衛(wèi)星定位模塊；9-電源模塊；10-中心計(jì)算機(jī)；11-網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備；12-移動(dòng)終端；13-時(shí)鐘晶振；14-JTAG調(diào)試端口；15-數(shù)據(jù)采集卡；16-傳感器組；17-高清攝像頭；18-云臺(tái)；19-CMOS圖像處理器；20-網(wǎng)絡(luò)控制器；21-SIM卡槽；22-GPRS收發(fā)器；23-北斗基帶芯片；24-接收天線；25-解碼器；26-太陽(yáng)能電池板；27-光伏逆變器；28-蓄電池；29-網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；30-無(wú)線路由器；31-Modem調(diào)制解調(diào)器；32-云數(shù)據(jù)庫(kù)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例：

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種基于4G網(wǎng)絡(luò)的飛行器的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括機(jī)載終端1和地面控制平臺(tái)2，所述機(jī)載終端1安裝在飛行器上，所述地面控制平臺(tái)2用于進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和遠(yuǎn)程控制，所述機(jī)載終端1包括微控制器3，所述微控制器3的數(shù)據(jù)端連接有數(shù)據(jù)采集單元4，所述數(shù)據(jù)采集單元4包括外圍傳感器模塊5和攝像頭模塊6，分別用于實(shí)現(xiàn)飛行姿態(tài)參數(shù)采集和視頻數(shù)據(jù)采集，微控制器3的網(wǎng)絡(luò)端口連接有4G通信模塊7和衛(wèi)星定位模塊8，微控制器3還連接有電源模塊9；所述地面控制平臺(tái)2包括中心計(jì)算機(jī)10，所述中心計(jì)算機(jī)10還連接有網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備11，所述網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備11還連接有移動(dòng)終端12；

所述微控制器3采用基于ARMCortexM3內(nèi)核的STM32微控制器，且微控制器3還連接有時(shí)鐘晶振13和JTAG調(diào)試端口14；所述外圍傳感器模塊5包括數(shù)據(jù)采集卡15，所述數(shù)據(jù)采集卡15的輸入端連接有傳感器組16；所述攝像頭模塊6包括高清攝像頭17，所述高清攝像頭17的底部安裝有云臺(tái)18，所述云臺(tái)18內(nèi)還安裝有CMOS圖像處理器19；

所述4G通信模塊7包括網(wǎng)絡(luò)控制器20，所述網(wǎng)絡(luò)控制器20上設(shè)置有SIM卡槽21，SIM卡槽21內(nèi)插接有4GSIM卡，網(wǎng)絡(luò)控制器20的輸出端連接GPRS收發(fā)器22；所述衛(wèi)星定位模塊8包括北斗基帶芯片23，所述北斗基帶芯片23的輸入端連接有接收天線24，輸出端連接有解碼器25；所述電源模塊9包括太陽(yáng)能電池板26，所述太陽(yáng)能電池板26的輸出端連接有光伏逆變器27，所述光伏逆變器27的輸出端連接有蓄電池28；所述網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備11包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)29和無(wú)線路由器30，所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)29的輸出端還連接有Modem調(diào)制解調(diào)器31，所述Modem調(diào)制解調(diào)器31連接到微控制器3的中心計(jì)算機(jī)10；所述中心計(jì)算機(jī)10內(nèi)置有云數(shù)據(jù)庫(kù)32，所述移動(dòng)終端12包括智能手機(jī)、平板電腦和智能手表。

本發(fā)明的工作原理：所述機(jī)載終端1安裝在飛行器上，用于實(shí)現(xiàn)飛行器的飛行姿態(tài)參數(shù)采集和4G數(shù)據(jù)傳輸，所述地面控制平臺(tái)2用于接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理現(xiàn)實(shí)；

4G，第四代移動(dòng)電話行動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，指的是第四代移動(dòng)通信技術(shù)，該技術(shù)包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式，4G是集3G與WLAN于一體，并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量、音頻、視頻和圖像等；4G能夠以100Mbps以上的速度下載，比目前的家用寬帶ADSL(4兆)快25倍，并能夠滿足幾乎所有用戶對(duì)于無(wú)線服務(wù)的要求；此外，4G可以在DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)；很明顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越性；

所述北斗基帶芯片23采用二號(hào)RDSS基帶芯片BDM100，基帶芯片是用來(lái)合成即將發(fā)射的基帶信號(hào)，或?qū)邮盏降幕鶐盘?hào)進(jìn)行解碼；具體地說(shuō)，就是發(fā)射時(shí)，把音頻信號(hào)編譯成用來(lái)發(fā)射的基帶碼；接收時(shí)，把收到的基帶碼解譯為音頻信號(hào)；同時(shí)，也負(fù)責(zé)地址信息(手機(jī)號(hào)、網(wǎng)站地址)、文字信息(短訊文字、網(wǎng)站文字)、圖片信息的編譯；

所述微控制器3采用基于ARMCortexM3內(nèi)核的STM32微控制器，是基于ARMCortexM3內(nèi)核的一種專門為高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)的；

(1)所述微控制器3用于進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)輸出控制，它所要處理的信息包括陀螺儀、角速率傳感器姿態(tài)數(shù)據(jù)、電調(diào)控制輸出、遙控器控制輸入及攝像頭云臺(tái)舵機(jī)控制輸出；所述時(shí)鐘晶振13提供標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器振蕩周期，所述JTAG調(diào)試端口14用于連接上位機(jī)進(jìn)行調(diào)試，并下載處理程序；

所述電源模塊9為機(jī)載終端1供電，從而驅(qū)動(dòng)整個(gè)裝置進(jìn)行工作，所述太陽(yáng)能電池板26將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，所述光伏逆變器27將輸出的電能進(jìn)行直流降壓變換，所述蓄電池28將變換后的電壓變換成穩(wěn)定低壓直流電，分送到各個(gè)單元的電源引腳處；

(2)所述數(shù)據(jù)采集單元4用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集操作：所述外圍傳感器模塊5用于實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器飛行姿態(tài)參數(shù)的采集操作，所述傳感器組16包括角速率傳感器、飛行速度傳感器、溫度傳感器和光敏信息傳感器，分別采集飛行過程的飛行角度、速度、大氣溫度和光照強(qiáng)度等信息，所述數(shù)據(jù)采集卡15將采集到的值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；

所述攝像頭模塊6用于實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)采集，所述高清攝像頭17采集視頻數(shù)據(jù)，所述云臺(tái)18可以保持高清攝像頭17穩(wěn)定，所述CMOS圖像處理器19將高清攝像頭17采集的視頻數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)據(jù)后再進(jìn)行壓縮編碼發(fā)送至微控制器3；

(3)所述微控制器3接收到采集的數(shù)據(jù)后，調(diào)用內(nèi)部程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行初步壓縮處理，然后傳輸至4G通信模塊7進(jìn)行發(fā)送；所述衛(wèi)星定位模塊8用于確定當(dāng)前的飛行器實(shí)時(shí)位置，所述北斗基帶芯片23控制接收來(lái)自北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的信號(hào)，所述接收天線24通過電磁感應(yīng)接收電磁波信號(hào)，并將信號(hào)進(jìn)行放大，北斗基帶芯片23接收到放大電波后在進(jìn)行濾波并解調(diào)，得到原始信號(hào)送入到解碼器25，解碼器25將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼還原成經(jīng)緯度信息，并送至微控制器3與數(shù)據(jù)采集單元4采集到的數(shù)據(jù)一同發(fā)送；

所述網(wǎng)絡(luò)控制器20在SIM卡槽21中插入經(jīng)過聯(lián)網(wǎng)認(rèn)證后的USIM卡，網(wǎng)絡(luò)控制器20將連接至現(xiàn)有的移動(dòng)4G通信網(wǎng)絡(luò)，并且進(jìn)行傳輸信道的參數(shù)配置，所述GPRS收發(fā)器22將待發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)后并進(jìn)行打包壓縮，按照配置好的傳輸信道上傳至指定網(wǎng)絡(luò)端口；

(4)所述中心計(jì)算機(jī)10安裝在實(shí)驗(yàn)室或者調(diào)控中心，通過網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備11引入網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)29實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)直連，所述無(wú)線路由器30用于實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)29將接收到的數(shù)據(jù)送入到Modem調(diào)制解調(diào)器31，所述Modem調(diào)制解調(diào)器31對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解包操作，也可以將待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，解包后的數(shù)據(jù)送入到中心計(jì)算機(jī)10，所述中心計(jì)算機(jī)10將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理并逐條分析，建立云數(shù)據(jù)庫(kù)32；所述無(wú)線路由器30還可以形成WLAN熱點(diǎn)，與移動(dòng)終端12形成小型局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，從而通過移動(dòng)終端12如智能手機(jī)等，也可以隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)并發(fā)出遙控指令。

該基于4G網(wǎng)絡(luò)的飛行器的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，通過設(shè)置數(shù)據(jù)采集單元4，利用外圍傳感器模塊5進(jìn)行飛行器的飛行姿態(tài)參數(shù)采集，利用攝像頭模塊6進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)采集，且通過設(shè)置云臺(tái)18，有效實(shí)現(xiàn)攝像頭防抖，提高拍攝視頻的穩(wěn)定度；通過設(shè)置4G通信模塊7，利用SIM卡槽21插接4G電話卡，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)控制器20和GPRS收發(fā)器22實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，大大提高傳輸速度和傳輸距離；通過設(shè)置衛(wèi)星定位模塊8，利用北斗基帶芯片23實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位操作；通過設(shè)置電源模塊9，利用太陽(yáng)能電池板26將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，結(jié)合光伏逆變器27和蓄電池28實(shí)現(xiàn)供電，清潔環(huán)保；本發(fā)明能夠有效實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離高速數(shù)據(jù)傳輸，且延時(shí)小丟包率低，傳輸效果好。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。