一種智能中繼系統(tǒng)及其無人機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無人機應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能中繼系統(tǒng)及其無人機。
【背景技術(shù)】
[0002]中繼技術(shù)最早適用于多個用戶對于有限通信資源的分配，現(xiàn)在又廣泛應(yīng)用于無線通信領(lǐng)域。簡單說來，大概分成以下兩種情況:
[0003]其一，比如當(dāng)一個區(qū)域內(nèi)的不特定多數(shù)用戶，公用某個固定帶寬的網(wǎng)絡(luò)資源，此時，通過中繼技術(shù)臨時調(diào)配其中的部分網(wǎng)絡(luò)資源給當(dāng)前使用用戶，然后在當(dāng)前用戶使用完該資源時，將該部分網(wǎng)絡(luò)資源再另行調(diào)配給其他需要使用的用戶。由于并非所有用戶都會在同一時間使用該網(wǎng)絡(luò)資源，所以通過合理調(diào)配，能夠讓一個固定的網(wǎng)絡(luò)資源更好地服務(wù)更多用戶。一個典型的例子，就是電話系統(tǒng)中電話線路的調(diào)用過程。
[0004]其二，在無線通信中，由于某個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的信號覆蓋范圍是有限的，為了能夠讓該信號覆蓋范圍符合用戶需求，有時候，需要將該信號覆蓋范圍在特定范圍內(nèi)擴大。此時，需要通過一個設(shè)備接收源信號，并將該源信號向外轉(zhuǎn)發(fā)，采用類似信號接力的方式，擴大無線信號覆蓋范圍。
[0005]例如:申請?zhí)枮?01280058015.2、發(fā)明名稱為《用于無線通信網(wǎng)絡(luò)中的由中繼器發(fā)起的中繼拆卸操作的方法和系統(tǒng)》的中國發(fā)明專利申請?zhí)峁┑膶嵤├?從多個候選無線中繼器中選擇無線中繼器；使用選擇的無線中繼器建立中繼操作，以經(jīng)由選擇的無線中繼器在無線站之間進行無線通信。
[0006]在上述中繼技術(shù)的應(yīng)用過程中，中繼設(shè)備與中繼方法也得到了長足的發(fā)展。但是，不可忽視的問題是，現(xiàn)有的中繼設(shè)備與中繼方法，基本是基于靜態(tài)的方式來對網(wǎng)絡(luò)資源進行調(diào)配。換句話說，環(huán)境中的各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在設(shè)計之初進行了方案設(shè)計，但是一旦施工完成，所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都是相對較為固定的，僅能依據(jù)事先制定好的策略來進行網(wǎng)絡(luò)資源分配。這樣的設(shè)計方式，必然導(dǎo)致了中繼技術(shù)在靈活性和智能化程度方面，都存在改進空間；也導(dǎo)致在用戶的實際網(wǎng)絡(luò)使用需求不斷擴大和多元化的過程中，產(chǎn)生新的技術(shù)問題。例如:導(dǎo)致在終端使用環(huán)境復(fù)雜的情況下，無線網(wǎng)絡(luò)有效覆蓋性差。
[0007]具體來說，一個常見的情況是，某個用戶在家里安裝了無線上網(wǎng)環(huán)境，通過有線網(wǎng)絡(luò)到樓(光纖到樓)，無線網(wǎng)絡(luò)入戶(無線路由器轉(zhuǎn)化為無線信號)。并且，眾所周知，在現(xiàn)在的大中型城市的普通家庭，無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)非常普及了。但是，用戶會發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在個人家庭居住環(huán)境也是比較復(fù)雜的，通常分成客廳、臥室、書房、衛(wèi)生間、廚房等多個相對獨立的空間，并且都有門隔開。即使是標(biāo)稱能覆蓋200平方米的無線路由器，有時候因為各種障礙物、墻轉(zhuǎn)角等的阻礙，也不能很好的讓一個80平方米房間內(nèi)的所有區(qū)域，都能夠?qū)崿F(xiàn)很好的無線網(wǎng)絡(luò)接入能力。極端情況下，如果用戶與無線路由器正好處于一面墻相隔的大對角上，那么可能用戶與路由器僅隔墻相對，也無法獲得良好的服務(wù)。而由于現(xiàn)有的無線路由器是相對穩(wěn)固的設(shè)置環(huán)境，如果因為用戶的日常性活動，就需要經(jīng)常調(diào)整無線路由器位置，甚至安裝多個無線路由器，那么給用戶帶來了較大麻煩，并且也增加了成本。
[0008]例如，申請?zhí)枮?01310699662.8、發(fā)明名稱為《一種無線中繼組網(wǎng)系統(tǒng)及方法》的中國發(fā)明專利申請公開了一種無線中繼組網(wǎng)系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括部署在不同通訊站點中的中繼設(shè)備，每一中繼設(shè)備包括無線中繼終端和中繼基站的至少其中之一；無線中繼終端及中繼基站通過有線方式與本地核心網(wǎng)建立路由轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系；無線中繼終端通過無線方式接入外圍中繼終端，無線中繼基站通過無線方式連接外圍無線中繼終端，與外圍核心網(wǎng)建立通訊鏈路；無線中繼終端將本地核心網(wǎng)發(fā)送的報文轉(zhuǎn)發(fā)至外圍中繼基站，并將從外圍中繼基站收到的報文轉(zhuǎn)發(fā)給本地核心網(wǎng)，中繼基站將本地核心網(wǎng)發(fā)送的報文轉(zhuǎn)發(fā)至外圍無線中繼終端，并將從外圍無線中繼終端收到的報文轉(zhuǎn)發(fā)給本地核心網(wǎng)；其中無線中繼終端與外圍中繼基站、中繼基站與外圍無線中繼終端之間均配置有無線中繼關(guān)系。本發(fā)明通過設(shè)置的多個無線中繼終端或者無線中繼基站，實現(xiàn)了將多個通訊站點互聯(lián)互通，組建統(tǒng)一的通訊網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)較大范圍內(nèi)的通訊覆蓋。
[0009]此外，在林區(qū)或者山區(qū)，由于受到高山阻擋造成無線信號衰減，甚至出現(xiàn)信號盲區(qū)，致使被山體隔開相對方向地段的人們無法聯(lián)通無線信號。常見的解決方法是在同一山體的頂部位置架設(shè)無線通信基站，增加移動終端的信號傳輸和通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面。但是，這種信號中繼方式，成本高，時間長，機動性差，受環(huán)境影響限制較大。
【實用新型內(nèi)容】
[0010]本實用新型的發(fā)明目的是提供一種智能中繼系統(tǒng)及其無人機，利用無人機實現(xiàn)無線信號的中繼放大，無人機反應(yīng)迅速、機動能力強、運行成本低，解決了傳統(tǒng)無線路由器直接將有線網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化成覆蓋其服務(wù)范圍的無線網(wǎng)絡(luò)信號，該無線路由器的位置相對固定，難以變化的缺陷。
[0011]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0012]—種智能中繼系統(tǒng)，包括無線信號生成設(shè)備、飛行式中繼服務(wù)設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，所述飛行式中繼服務(wù)設(shè)備無線連接所述無線信號生成設(shè)備和所述無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其進一步包括無人機和機載的無線網(wǎng)絡(luò)中繼裝置，其中，
[0013]所述無線信號生成設(shè)備適用于在一定范圍內(nèi)，生成無線信號；
[0014]所述飛行式中繼服務(wù)設(shè)備適用于利用所述無線信號生成設(shè)備提供的無線信號實現(xiàn)中繼放大，所述無人機能夠依據(jù)所述無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的需要智能控制其飛行狀態(tài)。
[0015]進一步的，所述無線信號生成設(shè)備為無線路由器或者無線接入點，所述無線路由器或者無線接入點有線連接電纜/專線調(diào)制解調(diào)器，將遠(yuǎn)端有線網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為遠(yuǎn)端無線傳輸網(wǎng)絡(luò)；所述飛行式中繼服務(wù)設(shè)備為搭載有無線網(wǎng)絡(luò)中繼路由器的小微型無人機；所述無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括智能手機，所述智能手機具有無線通信控制模塊和藍牙模塊。
[0016]進一步的，所述無人機進一步包括GPS定位儀和/或慣導(dǎo)導(dǎo)航定位儀和藍牙信標(biāo)定位模塊、中央處理器、飛行器控制器，所述GPS定位儀和/或慣導(dǎo)導(dǎo)航定位儀和藍牙信標(biāo)定位模塊連接所述中央處理器和所述飛行器控制器，所述中央處理器連接所述飛行器控制器，其中，
[0017]所述GPS定位儀和/或慣導(dǎo)導(dǎo)航定位儀和藍牙信標(biāo)定位模塊適用于提供無人機實時的地理位置信息和/或輔助確定所述無人機的飛行航跡；
[0018]所述中央處理器適用于接收所述GPS定位儀和/或慣導(dǎo)導(dǎo)航定位儀和藍牙信標(biāo)定位模塊提供的無人機位置和所述無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備位置信息，實時計算所述無人機與所述智能手機之間的距離，將計算結(jié)果轉(zhuǎn)化為飛行器控制信息并傳送至所述飛行器控制器；
[0019]所述飛行器控制器適用于接收所述飛行器控制信息，實時調(diào)整所述無人機的飛行姿態(tài)，控制所述無人機與所述智能手機之間的距離保持在中繼放大后的無線信號傳播的有效距離之內(nèi)。
[0020]進一步的，所述機載的無線網(wǎng)絡(luò)中繼路由器進一步包括天線板和中繼器，所述天線板連接所述中央處理器，所述中繼器連接所述天線板，其中，
[0021]所述天線板適用于接收指定頻段的無線信號和將信號調(diào)制到指定頻率進行發(fā)送；
[0022]所述中繼器適用于將所述天線板接收到的無線信號進行中繼放大，建立遠(yuǎn)端無線傳輸網(wǎng)絡(luò)與近端無線接入網(wǎng)絡(luò)之間的中繼，實現(xiàn)無線信號的延伸和覆蓋范圍的擴展。
[0023]進一步的，所述無人機還包括攝像頭，所述攝像頭連接所述中央處理器，其適用于采集無人機附近環(huán)境的視頻信號和/或數(shù)字圖像信號，輔助實時跟蹤所述智能手機。
[0024]進一步的，所述無人機還包括超聲波傳感器和/或存儲器，所述超聲波傳感器連接所述飛行器控制器，其適用于探測所述無人機周圍障礙物并向所述飛行器控制器發(fā)送障礙物信息；所述存儲器適用于記錄相關(guān)網(wǎng)絡(luò)配置信息。
[0025]根據(jù)本實用新型的另一個方面，提供了一種用于實現(xiàn)智能中繼系統(tǒng)的無人機，所述無人機包括無線網(wǎng)絡(luò)中繼裝置、GPS定位儀和/或慣導(dǎo)導(dǎo)航定位儀和藍牙信標(biāo)定位模塊、中央處理器、飛行器控制器，所述無線網(wǎng)絡(luò)中繼裝置連接所述中央處理器，所述GPS定位儀和/或慣導(dǎo)導(dǎo)航定位儀和藍牙信標(biāo)定位模塊連接所述中央處理器和所述飛行器控制器，所述中央處理器連接所述飛行器控制器，其中，
[0026]所述無線網(wǎng)絡(luò)中繼裝置適用于接收無線信號生成設(shè)備提供的無線信號，并對所述無線信號進行中繼放大，將中繼放大后的無線信號提供給跟蹤目標(biāo)，所述無人機能夠依據(jù)跟蹤目標(biāo)的需要智能控制其飛行狀態(tài)；
[0027]所述GPS定位儀和/或慣導(dǎo)導(dǎo)航定位儀和藍牙信標(biāo)定位模塊適用于提供無人機實時的地理位置信息和/或輔助確定所述無人機的飛行航跡；
[0028]所述中央處理器適用于接收所述GPS定位儀和/或慣導(dǎo)導(dǎo)航定位儀和藍牙信標(biāo)定位模塊提供的無人機位置和跟蹤目標(biāo)位置信息，實時計算所述無人機與所述跟蹤目標(biāo)之間的距離和/或相對位置，將計算結(jié)果轉(zhuǎn)化為飛行器控制信息并傳送至所述飛行器控制器；
[0029]所述飛行器控制器適用于接收所述飛行器控制信息，實時調(diào)整所述無人機的飛行姿態(tài)，控制所述無人機與所述跟蹤目標(biāo)之間的距離保持在中繼放大后的無線信號傳播的有效距離之內(nèi)和/或兩者之間的相對位置處于最佳接收、拍攝方向。
[0030]進一步的，所述機載的無線網(wǎng)絡(luò)中繼裝置進一步包括天線板和中繼器，所述天線板連接所述中央處理器，所述中繼器連接所述天線板，其中，
[0031]所述天線板適用于接收指定頻段的無線信號和將信號調(diào)制到指定頻率進行發(fā)送；
[0032]所述中繼器適用于將所述天線板接收到的無線信號進行中繼放大，建立遠(yuǎn)端無線傳輸網(wǎng)絡(luò)與近端無線接入網(wǎng)絡(luò)之間的中繼，實現(xiàn)無線信號的延伸和覆蓋范圍的擴展。
[0033]進一步的，所述無人機還包括攝像頭，所述攝像頭連接所述中央處理器，其適用于采集無人機附近環(huán)境的視頻信號和/或數(shù)字圖像信號，輔助實時跟蹤目標(biāo)。
[0034]進一步的，所述無人機還包括超聲波傳感器和/或存儲器，所述超聲波傳感器連接所述飛行器控制器，其適用于探測所述無人機周圍障礙物并向所述飛行器控制器發(fā)送障礙物信息；所述存儲器適用于記錄相