无人机无线电搜寻定位装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种无人机无线电搜寻定位装置，属于无人机机载设备领域。目的是设计一种基于无人机的无线电搜寻定位装置，用于野外作业遇险人员的搜救工作。无人机无线电搜寻定位装置主要包括：硬件电路和接收天线。具体地，所述硬件电路包括中央控制模块、无线通信模块、GPS定位模块、存储模块、电源管理模块。基于无人机的无线电搜寻定位装置的功能就是接收信标装置发射的特定频率的无线电信号，并对无人机作业时刻的GPS位置信息进行采集，同时将该特定频率的无线电信号强度值及对应的无人机坐标GPS信息进行存储。
【专利说明】
无人机无线电搜寻定位装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及无人机机载设备领域，具体设计一种无人机无线电搜寻定位装置。【背景技术】
[0002]近年来热爱大自然的旅行者和探险者愈来愈多。但由于大多数探险者缺乏野外探险知识和必要的自我保护意识以及自我营救能力，加之地理形势的恶劣和大自然固有的不确定性，使旅游和探险过程中常常发生险情。当发生人员遇险或者失踪事故时，救援人员实施救援时需要大量的人力、物力，而险情发生区域的未知性和不确定性使得搜救难度较大， 救援效果不明显。对于地质勘探队、科考队等专业野外探险团队存在同样的严峻问题。
[0003]对于以上两种情况，传统地毯式搜索方式和通用航空人眼观测搜索方式受客观环境和人主观意识影响大;现有机载探测器大多以航拍、红外成像、热成像和图像识别等光学设备为主，其搜索方式同样受客观环境和自身算法的影响大，且多适用于草原、沙漠等遮挡物较低、较少的空旷地区。所以研究和使用无人机的无线电搜寻定位装置变得十分必要。【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种无人机无线电搜寻定位装置，设计一种基于无人机的无线电搜寻定位装置，用于野外作业遇险人员的搜救工作。
[0005]本实用新型的无人机无线电搜寻定位装置主要包括:硬件电路和接收天线。具体地，所述的硬件电路包括中央控制模块、无线通信模块、GPS定位模块、存储模块、电源管理模块。
[0006]具体地，所述中央控制模块采用TI公司的MSP430单片机。主要完成无线通信模块收发数据的判断，将GPS模块定位数据和接收的无线电信号强度值一起编码，然后存储到所述存储模块中。
[0007]具体地，所述无线通信模块采用顺舟科技SZ05系列采用加强型ZIGBEE无线技术的嵌入式无线串口通信模块SZ05-ADV，它具有通讯距离远、抗干扰能力强、组网灵活等优点和特性，该模块负责无人机搜寻定位装置与信标装置的通信。
[0008]具体地，所述GPS定位模块采用的是Gstar GS-15C GPS模块。该定位模块是一款高效能、低功耗的智慧型卫星接收模块，采用低耗电方案，内置低噪声、高灵敏度天线。它的数据更新速率为1 s，定位精度可达10 m，热启动时间是3 s，暖启动时间是2 5 s，冷启动时间是 38s，灵敏度可达-164dB。
[0009]具体地，所述储存模块为三星公司的FLASH存储器K9WAG081HM，容量为2GB，供电电压为2.7V?3.6V，页编程时间为200us，块擦除的最大时间为1.5ms。
[0010]具体地，所述的电源模块采用7.4V锂电池供电，无线通信模块工作电压范围为 2.0V?3.6V，中央控制模块的MSP430单片机工作电压为1.8V?3.6V，存储模块供电电压为 12.7V?3.6V，GPS定位模块工作电压为5V。装置中电源模块采用两个MAX667芯片进行电压转换，一个产生3.3V为无线通信模块、中央控制模块以及存储模块供电，另一个产生5V电压为GPS定位模块供电。
[0011]具体地，所述接收天线采用鞭状天线。鞭状天线为可弯曲的垂直杆状天线。所述鞭状天线利用小型电台的金属外壳作地网。鞭状天线为单极天线，所述的鞭状天线极子长度为30mm，天线的馈电方式采用集总端口激励方式，端口宽度设定为0.12mm，福射边界与天线距离设定为31.25mm。【附图说明】
[0012]图1为本实用新型无人机机载无线电搜寻定位装置结构框图。
[0013]图2为实用新型电源模块工作原理框图。[〇〇14]图3为实用新型鞭状天线示意图。【具体实施方式】
[0015]本实用新型的实施例如下:
[0016]图1所述为实用新型无人机机载无线电搜寻定位装置结构框图。具体地，所述的无人机无线电搜寻定位系统包括硬件电路和接收天线。所述的硬件电路包括中央控制模块、 无线通信模块、GPS模块、存储模块、电源管理模块。
[0017]具体地，图1所述的中央控制模块采用TI公司的MSP430单片机。主要完成无线通信模块收发数据的判断，将GPS定位模块定位数据和接收的无线电信号强度值一起编码，然后存储到存储模块中。
[0018]具体地，图1所述的无线通信模块采用顺舟科技SZ05系列采用加强型ZIGBEE无线技术的嵌入式无线串口通信模块SZ05-ADV，它具有通讯距离远、抗干扰能力强、组网灵活等优点和特性，该模块负责无人机搜寻定位系统与信标装置的通信。
[0019]具体地，图1所述的系统GPS定位模块采用的是Gstar GS-15C GPS模块。该定位模块是一款高效能、低功耗的智慧型卫星接收模块，采用低耗电方案，内置低噪声、高灵敏度天线。它的数据更新速率为1 s，定位精度可达10m，热启动时间是3s，暖启动时间是25s，冷启动时间是38s，灵敏度可达-164dB。
[0020]具体地，图1所述的FLASH储存模块为三星公司的FLASH存储器K9WAG081HM，容量为 2GB，供电电压为2.7V?3.6V，页编程时间为200us，块擦除的最大时间为1.5ms。
[0021]具体地，图1所述的电源模块采用7.4V锂电池供电，装置中电源模块采用两个 MAX667芯片进行电压转换。如图2所述，装置中电源模块采用两个MAX667芯片进行电压转换，一个产生3.3V为无线通信模块、中央控制模块以及存储模块供电；另一个产生5V电压为模块供电。
[0022]具体地，图1所述的接收天线采用鞭状天线。鞭状天线为可弯曲的垂直杆状天线。 所述鞭状天线利用小型电台的金属外壳作地网。[〇〇23]具体地，图3所述为鞭状天线示意图。系统天线中心频率为f = 2.4GHz，波长为入= c/f= 125mm，理想鞭状天线长度为A/4 = 31.25mm，经优化后得出所述的鞭状天线极子长度为30mm，天线的馈电方式采用集总端口激励方式，端口宽度设定为0.12_，福射边界与天线距离设定为31.25mm。
[0024]所述无人机无线电搜寻定位装置整体工作流程为:
[0025](1)遇险人员通过信号装置发射信标信号，搭载于无人机的无线通信模块进入接收模式，开始搜寻并接收信标信号，GPS定位模块时刻定位无人机位置坐标，搜寻定位装置的中央控制模块将上面接收的无线电信号强度和相对应无人机GPS定位模块的信息存储于 FLASH存储模块；
[0026](2)无人机工作完成后返回，上位机通过串口读取存储模块的信号强度值和相应 GPS信息，利用合适的定位算法进行信标发射信号位置解算，从而大致锁定记录仪信标所在位置，根据估算的位置限定一个搜寻范围。
[0027](3)在上面确定范围内，地面搜寻系统利用手持接收机应用无线电测向原理快速定位目标。
【主权项】
1.一种无人机无线电搜寻定位装置，包括硬件电路和接收天线，其特征在于所述接收 天线为采用鞭状天线，所述的硬件电路包括中央控制模块、无线通信模块、GPS定位模块、存 储模块、电源管理模块;其中所述中央控制模块采用MSP430单片机，用于完成所述无线通信 模块收发数据的判断，以及将所述GPS定位模块的定位数据和所述无线通信模块接收的无 线电信号一起编码，并存储到所述存储模块中；其中所述无线通信模块采用ZIGBEE无线技 术，实现无人机搜寻定位装置与信标装置通信;其中所述存储模块为FLASH存储器;其中所 述电源管理模块采用7.4V锂电池供电，采用两个MAX667芯片模块进行电压转换，其中一个 用于产生3.3V为无线通信模块、中央控制模块以及存储模块供电，另一个用于产生5V电压 为GPS定位模块供电。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述鞭状天线为可弯曲的垂直杆状天线， 所述鞭状天线利用小型电台金属外壳作地网，鞭状天线为单极天线，所述的鞭状天线极子 长度为30mm，天线的馈电方式采用集总端口激励方式，端口宽度设定为0.12_，福射边界与 天线距离设定为31.25mm。
【文档编号】G05D1/12GK205608528SQ201620233151
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】杨丁, 吴智勇
【申请人】天津中翔腾航科技股份有限公司