無人機無線電搜尋定位裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種無人機無線電搜尋定位裝置，屬于無人機機載設(shè)備領(lǐng)域。目的是設(shè)計一種基于無人機的無線電搜尋定位裝置，用于野外作業(yè)遇險人員的搜救工作。無人機無線電搜尋定位裝置主要包括：硬件電路和接收天線。具體地，所述硬件電路包括中央控制模塊、無線通信模塊、GPS定位模塊、存儲模塊、電源管理模塊。基于無人機的無線電搜尋定位裝置的功能就是接收信標裝置發(fā)射的特定頻率的無線電信號，并對無人機作業(yè)時刻的GPS位置信息進行采集，同時將該特定頻率的無線電信號強度值及對應(yīng)的無人機坐標GPS信息進行存儲。
【專利說明】
無人機無線電搜尋定位裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及無人機機載設(shè)備領(lǐng)域，具體設(shè)計一種無人機無線電搜尋定位裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]近年來熱愛大自然的旅行者和探險者愈來愈多。但由于大多數(shù)探險者缺乏野外探險知識和必要的自我保護意識以及自我營救能力，加之地理形勢的惡劣和大自然固有的不確定性，使旅游和探險過程中常常發(fā)生險情。當發(fā)生人員遇險或者失蹤事故時，救援人員實施救援時需要大量的人力、物力，而險情發(fā)生區(qū)域的未知性和不確定性使得搜救難度較大， 救援效果不明顯。對于地質(zhì)勘探隊、科考隊等專業(yè)野外探險團隊存在同樣的嚴峻問題。
[0003]對于以上兩種情況，傳統(tǒng)地毯式搜索方式和通用航空人眼觀測搜索方式受客觀環(huán)境和人主觀意識影響大;現(xiàn)有機載探測器大多以航拍、紅外成像、熱成像和圖像識別等光學設(shè)備為主，其搜索方式同樣受客觀環(huán)境和自身算法的影響大，且多適用于草原、沙漠等遮擋物較低、較少的空曠地區(qū)。所以研究和使用無人機的無線電搜尋定位裝置變得十分必要?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種無人機無線電搜尋定位裝置，設(shè)計一種基于無人機的無線電搜尋定位裝置，用于野外作業(yè)遇險人員的搜救工作。
[0005]本實用新型的無人機無線電搜尋定位裝置主要包括:硬件電路和接收天線。具體地，所述的硬件電路包括中央控制模塊、無線通信模塊、GPS定位模塊、存儲模塊、電源管理模塊。
[0006]具體地，所述中央控制模塊采用TI公司的MSP430單片機。主要完成無線通信模塊收發(fā)數(shù)據(jù)的判斷，將GPS模塊定位數(shù)據(jù)和接收的無線電信號強度值一起編碼，然后存儲到所述存儲模塊中。
[0007]具體地，所述無線通信模塊采用順舟科技SZ05系列采用加強型ZIGBEE無線技術(shù)的嵌入式無線串口通信模塊SZ05-ADV，它具有通訊距離遠、抗干擾能力強、組網(wǎng)靈活等優(yōu)點和特性，該模塊負責無人機搜尋定位裝置與信標裝置的通信。
[0008]具體地，所述GPS定位模塊采用的是Gstar GS-15C GPS模塊。該定位模塊是一款高效能、低功耗的智慧型衛(wèi)星接收模塊，采用低耗電方案，內(nèi)置低噪聲、高靈敏度天線。它的數(shù)據(jù)更新速率為1 s，定位精度可達10 m，熱啟動時間是3 s，暖啟動時間是2 5 s，冷啟動時間是 38s，靈敏度可達-164dB。
[0009]具體地，所述儲存模塊為三星公司的FLASH存儲器K9WAG081HM，容量為2GB，供電電壓為2.7V?3.6V，頁編程時間為200us，塊擦除的最大時間為1.5ms。
[0010]具體地，所述的電源模塊采用7.4V鋰電池供電，無線通信模塊工作電壓范圍為 2.0V?3.6V，中央控制模塊的MSP430單片機工作電壓為1.8V?3.6V，存儲模塊供電電壓為 12.7V?3.6V，GPS定位模塊工作電壓為5V。裝置中電源模塊采用兩個MAX667芯片進行電壓轉(zhuǎn)換，一個產(chǎn)生3.3V為無線通信模塊、中央控制模塊以及存儲模塊供電，另一個產(chǎn)生5V電壓為GPS定位模塊供電。
[0011]具體地，所述接收天線采用鞭狀天線。鞭狀天線為可彎曲的垂直桿狀天線。所述鞭狀天線利用小型電臺的金屬外殼作地網(wǎng)。鞭狀天線為單極天線，所述的鞭狀天線極子長度為30mm，天線的饋電方式采用集總端口激勵方式，端口寬度設(shè)定為0.12mm，福射邊界與天線距離設(shè)定為31.25mm?！靖綀D說明】
[0012]圖1為本實用新型無人機機載無線電搜尋定位裝置結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2為實用新型電源模塊工作原理框圖。[〇〇14]圖3為實用新型鞭狀天線示意圖?！揪唧w實施方式】
[0015]本實用新型的實施例如下:
[0016]圖1所述為實用新型無人機機載無線電搜尋定位裝置結(jié)構(gòu)框圖。具體地，所述的無人機無線電搜尋定位系統(tǒng)包括硬件電路和接收天線。所述的硬件電路包括中央控制模塊、 無線通信模塊、GPS模塊、存儲模塊、電源管理模塊。
[0017]具體地，圖1所述的中央控制模塊采用TI公司的MSP430單片機。主要完成無線通信模塊收發(fā)數(shù)據(jù)的判斷，將GPS定位模塊定位數(shù)據(jù)和接收的無線電信號強度值一起編碼，然后存儲到存儲模塊中。
[0018]具體地，圖1所述的無線通信模塊采用順舟科技SZ05系列采用加強型ZIGBEE無線技術(shù)的嵌入式無線串口通信模塊SZ05-ADV，它具有通訊距離遠、抗干擾能力強、組網(wǎng)靈活等優(yōu)點和特性，該模塊負責無人機搜尋定位系統(tǒng)與信標裝置的通信。
[0019]具體地，圖1所述的系統(tǒng)GPS定位模塊采用的是Gstar GS-15C GPS模塊。該定位模塊是一款高效能、低功耗的智慧型衛(wèi)星接收模塊，采用低耗電方案，內(nèi)置低噪聲、高靈敏度天線。它的數(shù)據(jù)更新速率為1 s，定位精度可達10m，熱啟動時間是3s，暖啟動時間是25s，冷啟動時間是38s，靈敏度可達-164dB。
[0020]具體地，圖1所述的FLASH儲存模塊為三星公司的FLASH存儲器K9WAG081HM，容量為 2GB，供電電壓為2.7V?3.6V，頁編程時間為200us，塊擦除的最大時間為1.5ms。
[0021]具體地，圖1所述的電源模塊采用7.4V鋰電池供電，裝置中電源模塊采用兩個 MAX667芯片進行電壓轉(zhuǎn)換。如圖2所述，裝置中電源模塊采用兩個MAX667芯片進行電壓轉(zhuǎn)換，一個產(chǎn)生3.3V為無線通信模塊、中央控制模塊以及存儲模塊供電；另一個產(chǎn)生5V電壓為模塊供電。
[0022]具體地，圖1所述的接收天線采用鞭狀天線。鞭狀天線為可彎曲的垂直桿狀天線。 所述鞭狀天線利用小型電臺的金屬外殼作地網(wǎng)。[〇〇23]具體地，圖3所述為鞭狀天線示意圖。系統(tǒng)天線中心頻率為f = 2.4GHz，波長為入= c/f= 125mm，理想鞭狀天線長度為A/4 = 31.25mm，經(jīng)優(yōu)化后得出所述的鞭狀天線極子長度為30mm，天線的饋電方式采用集總端口激勵方式，端口寬度設(shè)定為0.12_，福射邊界與天線距離設(shè)定為31.25mm。
[0024]所述無人機無線電搜尋定位裝置整體工作流程為:
[0025](1)遇險人員通過信號裝置發(fā)射信標信號，搭載于無人機的無線通信模塊進入接收模式，開始搜尋并接收信標信號，GPS定位模塊時刻定位無人機位置坐標，搜尋定位裝置的中央控制模塊將上面接收的無線電信號強度和相對應(yīng)無人機GPS定位模塊的信息存儲于 FLASH存儲模塊；
[0026](2)無人機工作完成后返回，上位機通過串口讀取存儲模塊的信號強度值和相應(yīng) GPS信息，利用合適的定位算法進行信標發(fā)射信號位置解算，從而大致鎖定記錄儀信標所在位置，根據(jù)估算的位置限定一個搜尋范圍。
[0027](3)在上面確定范圍內(nèi)，地面搜尋系統(tǒng)利用手持接收機應(yīng)用無線電測向原理快速定位目標。
【主權(quán)項】
1.一種無人機無線電搜尋定位裝置，包括硬件電路和接收天線，其特征在于所述接收 天線為采用鞭狀天線，所述的硬件電路包括中央控制模塊、無線通信模塊、GPS定位模塊、存 儲模塊、電源管理模塊;其中所述中央控制模塊采用MSP430單片機，用于完成所述無線通信 模塊收發(fā)數(shù)據(jù)的判斷，以及將所述GPS定位模塊的定位數(shù)據(jù)和所述無線通信模塊接收的無 線電信號一起編碼，并存儲到所述存儲模塊中；其中所述無線通信模塊采用ZIGBEE無線技 術(shù)，實現(xiàn)無人機搜尋定位裝置與信標裝置通信;其中所述存儲模塊為FLASH存儲器;其中所 述電源管理模塊采用7.4V鋰電池供電，采用兩個MAX667芯片模塊進行電壓轉(zhuǎn)換，其中一個 用于產(chǎn)生3.3V為無線通信模塊、中央控制模塊以及存儲模塊供電，另一個用于產(chǎn)生5V電壓 為GPS定位模塊供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述鞭狀天線為可彎曲的垂直桿狀天線， 所述鞭狀天線利用小型電臺金屬外殼作地網(wǎng)，鞭狀天線為單極天線，所述的鞭狀天線極子 長度為30mm，天線的饋電方式采用集總端口激勵方式，端口寬度設(shè)定為0.12_，福射邊界與 天線距離設(shè)定為31.25mm。
【文檔編號】G05D1/12GK205608528SQ201620233151
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】楊丁, 吳智勇
【申請人】天津中翔騰航科技股份有限公司