详情

原文传递一种基于集成无线电传输和无人机的无线传感系统

专利名称：	一种基于集成无线电传输和无人机的无线传感系统
摘要：	本发明公开了一种基于集成无线电传输和无人机的无线传感系统，由上位机、双向无线电能传输无人机、无人机平台、无线传感器四大单元组成；上位机与用户实现人机交互，并控制双向无线电能传输无人机、无人机平台和无线传感器工作；双向无线电能传输无人机执行上位机为其制定的工作任务；无人机平台为双向无线电能传输无人机无线提供电能，并为双向无线电能传输无人机提供可靠的起降平台；无线传感器从双向无线电能传输无人机无线获取电能，将传感器数据无线发送至双向无线电能传输无人机，并通过双向无线电能传输无人机存储与转发，最终传输至上位机。本发明为一种终身免维护、安全性高、鲁棒性强的基于集成无线电传输和无人机的无线传感系统。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	成都尚德铁科智能科技有限公司
发明人：	刘国清;周杰英;许梁梅;吴世海;齐飞;张春;徐彬
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910463237.6
公开号：	CN110329101A
代理机构：	北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	胡剑辉
分类号：	B60L53/38(2019.01);B;B60;B60L;B60L53
申请人地址：	610036 四川省成都市金牛区二环路北一段111号西南交通大学创新大厦2602
主权项：	1.一种基于集成无线电传输和无人机的无线传感系统，其特征在于，由上位机、双向无线电能传输无人机、无人机平台、无线传感器四大单元组成；所述上位机与用户实现人机交互，并控制双向无线电能传输无人机、无人机平台和无线传感器工作，并记录并存储无线传感系统产生的事件与数据，是所述无线传感系统的核心；所述双向无线电能传输无人机在上位机的控制下，执行上位机为其制定的工作任务，从无人机平台无线获取电能，储存于其电池；充足任务所需电量后，飞向工作任务指定的无线传感器，并为无线传感器无线供电；同时无线读取无线传感器传感数据，存储与转发传感数据至上位机；所述无人机平台为双向无线电能传输无人机无线提供电能，并为双向无线电能传输无人机提供可靠的起降平台；所述无线传感器从双向无线电能传输无人机无线获取电能，并在上位机的控制下，将传感器数据无线发送至双向无线电能传输无人机，并通过双向无线电能传输无人机存储与转发，最终传输至上位机。 2.根据权利要求1所述的一种基于集成无线电传输和无人机的无线传感系统，其特征在于，所述上位机由计算机系统、通信装置A、电源A组成；所述计算机系统控制通信装置A、电源A工作；所述计算机系统用于为用户提供人机交互界面，管理无线传感系统内的设备、数据与事件，制定无人机工作任务，并汇总处理无线系统所采集数据，形成报表等记录文档；所述通信装置A为计算机系统与双向无线电能传输无人机、无人机平台、无线传感器通信提供支持；所述电源A为计算机系统、通信装置A提供电能。 3.根据权利要求1所述的一种基于集成无线电传输和无人机的无线传感系统，其特征在于，所述双向无线电能传输无人机由微型计算机系统、无人机、双向无线电能传输装置、通信装置B、摄像机、GPS定位模块A、超声波模块、电池电源A、旋转机构组成；所述微型计算机系统控制无人机、双向无线电能传输装置、通信装置B、摄像机、GPS定位模块A、超声波模块、电池电源A、旋转机构工作；所述微型计算机系统用于根据上位机为双向无线电能传输无人机下达的工作任务，制定详细工作计划，包括制定飞行路径方案、数据采集方案、充电方案；所述微型计算机系统通过摄像机、GPS定位模块A、超声波模块获取双向无线电能传输无人机位环境图像信息、GPS位置信息、环境空间信息，并据此控制双向无线电能传输无人机实现自动导航、避障、精确定位动作；所述无人机为微型计算机系统、双向无线电能传输装置、通信装置B、摄像机、GPS定位模块A、超声波模块、电池电源A、旋转机构提供机械承载和运动支持，是所述无线传感系统的工作任务主要执行机构；所述双向无线电能传输装置是可将电能转换成电磁场能或将电磁场能转换成电能的电力电子装置；所述双向无线电能传输装置工作在无线电能接收模式或无线电能发射模式，工作在无线电能接收模式时，双向无线电能传输装置从无人机平台获取电磁场能，并将电磁场能转换为电能为电池电源A充电；工作在无线电能发射模式时，双向无线电能传输装置从电池电源A获取电能，并将电能转换为电磁场能，对无传感器供能；所述通信装置B为双向无线电能传输无人机与上位机、无人机平台、无线传感器通信提供支持；所述摄像机为双向无线电能传输无人机提供视频信号，并经微型计算机系统视频图像处理后，成为双向无线电能传输无人机环境图像信息、环境空间信息；所述摄像机安装于旋转机构；所述GPS定位模块A为双向无线电能传输无人机提供GPS信息；所述超声波模块为双向无线电能传输无人机提供环境空间信息，弥补摄像机拍摄不到区域环境空间信息；所述旋转机构由电动机和旋转架组成；所述旋转机构安装于双线无线电能传输无人机并可在微型计算机系统的控制下沿双向无线电能传输无人机水平轴线360俯仰旋转。 4.根据权利要求1所述的一种基于集成无线电传输和无人机的无线传感系统，其特征在于，所述无人机平台由微控制器A、无线电能发射装置、通信装置C、GPS定位模块B、电源B、光学定位标识A组成；所述微控制器A控制无线电能发射装置、通信装置C、GPS定位模块B、电源B工作；所述无线电能发射装置是可将电能转换成电磁场能的电力电子装置，其将电能转换为电磁场能，为工作在无线电能接收模式的双向无线电能传输装置提供电磁场能；所述通信装置C是采用无线通信技术的通信装置；所述通信装置C为无人机平台与上位机、双向无线电能传输无人机通信提供支持；所述GPS定位模块B为无人机平台提供GPS位置信息；所述电源B为无线电能发射装置、通信装置C、GPS定位模块B提供电能；所述光学定位标识A由二维图案A和二维码A组成；所述光学定位标识A通过双向无线电能传输无人机摄像机采集其图像信息，经双向无线电能传输无人机微型计算机系统处理，提供双向无线电能传输无人机线圈A与无人机平台线圈C的精确相对位姿信息。 5.根据权利要求1所述的一种基于集成无线电传输和无人机的无线传感系统，其特征在于，所述无线传感器主要由微控制器B、传感器、通信装置D、无线电能接收装置、电池电源B、光学定位标识B组成；所述微控制器B控制传感器、通信装置D、无线电能接收装置、电池电源B工作；所述传感器将物理量转换成为微控制可处理的电气量；所述通信装置D为无线传感器与上位机、双向无线电能传输无人机通信提供支持；所述无线电能接收装置将电磁场能转换为电能，为电池电源B充电；所述电池电源B为微控制器、传感器、通信装置D供电；所述光学定位标识B通过双向无线电能传输无人机摄像机采集其图像信息，经双向无线电能传输无人机微型计算机系统处理，提供双向无线电能传输无人机线圈A与无线传感器线圈C的精确相对位姿信息。
所属类别：	发明专利