一种应急通讯无人机及系统的制作方法

本发明实施例涉及应急通讯技术领域，尤其涉及一种应急通讯无人机及系统。

背景技术：

当自然灾害等突发情况发生时，保障突发情况所在地区的通讯尤为重要，可满足救灾抢险等的调度、情况通报等紧急需要；或者当人为突发性紧急情况发生时，例如，重要节假日、重要会议等通讯需求骤增的情况出现时，保障正常的通信也非常的必要。

现在已经有通过应急通讯车、背包基站等设备实现应急通讯的方法，能够在一定的范围内提供通讯网络的覆盖，实现终端之间以及终端与服务器之间的通讯。

但是因为覆盖面积有限，往往无法达到用户的期望。例如，通过应急通讯车实现的应急通讯，架设高度一般在30米左右，容易被建筑物等遮挡，无法实现大范围的覆盖，在地震等灾害发生时，无法保证通讯的顺利进行。而背包基站仅能在半径100米的范围内提供通讯网络，更不能满足人们的需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种应急通讯无人机及系统，以增大应急通讯设备的网络覆盖面积。

第一方面，本发明实施例提供了一种应急通讯无人机，包括：应急通讯基站、无人机和系留线缆接口；其中：

所述应急通讯基站装设在所述无人机上，用于对指定区域进行通讯覆盖，以实现所述指定区域内终端的相互通信以及所述指定区域内终端与所述指定区域外的网络的相互通信；

所述应急通讯基站通过所述系留线缆接口连接系留线缆，并与调度台通信连接，用于根据所述调度台的调度管理提供通讯业务；

所述应急通讯基站通过所述系留线缆与地面站通信连接，用于由所述地面站进行飞行状态的监测和控制。

第二方面，本发明实施例还提供了一种应急通讯系统，包括本发明任意实施例所述的应急通讯无人机，还包括系留线缆、调度台和地面站。

本发明实施例提供的一种应急通讯无人机及系统，通过将应急通讯基站装载在无人机上，对指定区域进行通讯覆盖，以实现指定区域内终端的通讯功能，且应急通讯基站通过系留线缆接口连接系留线缆以维持工作电压，并与调度台通信连接以根据调度台的调度管理提供通讯业务；无人机通过系留线缆与地面站通讯连接，以使地面站对无人机进行飞行状态的监测和控制。本发明实施例的方案，将应急通讯基站装载在无人机上，增高了应急通讯基站的架设高度，不易被建筑物等遮挡，实现了大范围的覆盖，且无人机在控制进行飞行，移动方便，在地震等灾害发生时，能够保证通讯的正常进行。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明实施例一提供的应急通讯无人机结构框图；

图2是本发明实施例二提供的应急通讯无人机结构框图；

图3是本发明实施例三提供的应急通讯系统结构框图；

图4是本发明实施例三提供的另一应急通讯系统结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

实施例一

本发明实施例一提供一种应急通讯无人机。图1是本发明实施例一提供的应急通讯无人机结构框图。如图1所示，所述应急通讯无人机包括：应急通讯基站11、无人机12和系留线缆接口13；其中：

应急通讯基站11装设在无人机12上，用于对指定区域进行通讯覆盖，以实现指定区域内终端的相互通信以及指定区域内终端与指定区域外的网络的相互通信；

应急通讯基站11通过系留线缆接口13连接系留线缆，并与调度台通信连接，用于根据调度台的调度管理提供通讯业务；

无人机12通过系留线缆与地面站通信连接，用于由地面站进行飞行状态的监测和控制。

在本实施例中，无人机12上设有安装机构，用于安装应急通讯基站11，应急通讯基站11用于对指定区域进行通讯覆盖，实现覆盖区域内终端之间的相互通信以及覆盖区域内终端与覆盖区域外的网络的相互通信。例如，在覆盖区域内，两个终端之间进行通信信息的传输，则其中一个终端将通信信号发送至应急通讯基站11，应急通讯基站11再将通信信号发送至另一终端，完成通讯信息的传输。又如，覆盖区域内的终端与覆盖区域外的终端进行通信时，覆盖区域内的终端将通信信号发送至应急通讯基站11，应急通讯基站11再通过地面网络将通信信号传输至覆盖区域之外的终端。

应急通讯基站11通过系留线缆接口13连接系留线缆，以通过系留线缆获取工作所需要的电源。系留线缆接口13可设置于无人机12上，则无人机直接从系留线缆接口13获取工作所需电源，应急通讯基站11通过输送线从系留线缆接口13获取工作所需电源。

应急通讯基站11还与地面设置的调度台通信连接，用于根据调度台的调度管理提供通讯业务。调度台可实现对应急通讯基站11的管理、调度和监听，例如，调度台可控制应急通讯基站11实现4g或者2g网络覆盖；或者控制应急通讯基站11网络覆盖的半径，示例性的，可设置应急通讯基站11的网络覆盖半径为8公里等。另外，调度台可控制应急通讯基站11对网络覆盖下的终端信息进行记录和监听。

同时调度台还可以接入地面网络，实现应急通讯基站11覆盖下的终端接入地面网络，实现应急通讯基站11的远程通讯，即完成覆盖区域下的终端与覆盖区域外的网络的相互通信。

在发生自然灾害，通讯系统被破坏时，可控制应急通讯无人机在受灾区域的上空飞行，以临时为受灾区域提供网络覆盖，使得受灾区域内的各终端之间能够进行通信，以协助救灾的进行，并使得受灾区域内终端与外部区域的网络进行通信，便于救灾情况的传达和救灾物资的传送。

或者，当重要节假日时，以及举行大规模会议及活动时，通讯需求骤增，设置相应的应急通讯无人机，对通讯需求大的区域进行覆盖，例如，在举行运动会时，直播、拍摄等，对网络的需求会变大，在运动场上方设置应急通讯无人机，增大网络信息的传输量。

值得注意的是，调度台还可控制应急通讯基站11对网络覆盖下的终端设置通讯权限，例如，仅设置有限的几种终端接入网络，或者设置终端仅能接收通信信号或者仅能发送通信信号。示例性的，在商场、集训营等相对独立的系统中，应急通讯基站11可设置接入其中的仅为网络对讲机，便于在一定区域内用户进行相互联系。或者应急通讯基站11可设置命令下发的终端仅能发送通信信号，获取命令的终端仅能接收通信信号。

无人机12和调度台之间可通过无线进行通信信号的传输，也可以通过系留线缆进行通信信号的传输。本实施例中，优选通过系留线缆进行通信信号的传输，系留线缆可传输大流量数据，且保证信号强度大，而无线方式进行通信信号的传输，虽然比较方便，但是很容易丢失通信信号，影响无人机12的正常工作。

无人机12通过系留线缆与地面站通信连接，无人机12通过系留线缆向地面站发送飞行状态的相关信息，并通过系留线缆接收地面站的控制信号。其中，所述飞行状态包括起飞、降落和空中悬停。例如，地面站可检测无人机起飞的速度或者空中悬停的高度和地理位置等。另外，地面站还可以监视系统各部分的工作状况，例如，可监视各部件工作电压和工作电流。

可选的，所述无人机为多旋翼无人机，例如，四旋翼无人机。作为无人机，多旋翼无人机可以在无人驾驶的条件下完成复杂空中飞行任务和搭载各种负载任务。例如，本实施例中多旋翼无人机可搭载10公斤的应急通讯基站。另外，多旋翼无人机不需要跑道便可以垂直起降，起飞后可在空中悬停；多旋翼无人机没有活动部件，相对固定翼和直升机更加的安全；且多旋翼无人机结构简单，若电机、桨和机架损坏，则很容易替换。

本发明实施例提供的一种应急通讯无人机，通过将应急通讯基站装载在无人机上，对指定区域进行通讯覆盖，以实现指定区域内终端的通讯功能，且应急通讯基站通过系留线缆接口连接系留线缆以维持工作电压，并与调度台通信连接以根据调度台的调度管理提供通讯业务；无人机通过系留线缆与地面站通讯连接，以使地面站对无人机进行飞行状态的监测和控制。本发明实施例的方案，将应急通讯基站装载在无人机上，增高了应急通讯基站的架设高度，不易被建筑物等遮挡，实现了大范围的覆盖，且无人机在控制进行飞行，移动方便，在地震等灾害发生时，能够保证通讯的正常进行。

实施例二

本发明实施例二在实施例一的基础上，进一步为无人机增设备用电池组和系留电源模块等。参考图2，图2是本发明实施例二提供的应急通讯无人机结构框图。

所述应急通讯无人机包括：应急通讯基站11、无人机12和系留线缆接口13，此三个部分的连接关系和相关功能参见本发明实施例一。

具体的，应急通讯无人机还包括：飞行控制器14，无人机12的机架设置有飞行控制器14的安装机构，用于控制和监测无人机12的飞行状态，飞行控制器14能够控制和监测无人机12的起飞、降落和空中悬停的飞行状态，并能够监测无人机12的供电情况和工作电压，以便保证无人机12能够安全的工作。

值得注意的是，可由地面站通过系留线缆对无人机12进行控制和监测，也可以由飞行控制器14直接对无人机12进行控制和监测，然后将检测信息通过系留线缆输送至地面站进行保存或分析。

具体的，参考图2，应急通讯无人机还包括：备用电池组15和系留电源模块16；机架设置有备用电池组15和系留电源模块16的安装结构；

系留电源模块16与系留线缆中的电缆相连，用于将电力模块的电源分别转换为无人机12和应急通讯基站11的工作电源；

备用电池组15与系留电源模块16相连，用于在系留电源模块16供电出现故障时，系留电源模块16启动备用电池组15为系留电源模块16供电。

地面的电力模块通过电缆为无人机12和应急通讯基站11提供工作电源，但是无人机12和应急通讯基站11的工作电压同电力模块的电压是不同的，一般的，电力模块取自地面电压220v交流电，并将交流电转换为高压直流电。而无人机12和应急通讯基站11的工作电压为低压直流电，系留电源模块16可将高压直流电分别转换为适用于无人机12和应急通讯基站11的低压直流电。电缆用于将电力模块输出的高电压输送至系留电源模块16，因为无人机12与地面的电力模块之间距离很远，所以使用电缆进行高压电力传输，防止电压损耗。

备用电池组15与系留电源模块16相连，因为电力模块也会有存在故障的可能，或者电缆存在断裂的可能性，则使用备用电池组15为无人机12和应急通讯基站11提供备用工作电源。当系留电源模块16供电出现故障时，系留电源模块16启动备用电池组15为系留电源模块16供电。

系留电源模块16启动备用电池组15的方法有多种。示例性的，可将备用电池组15与电力模块并联设置，并且分别在备用电池组15和电力模块所在支路上设置二极管，防止电流回灌，则实现了一般情况下电力模块为系留电源模块16进行供电，备用电池组15不供电，当电力模块出现故障，电压小于阈值时，则备用电池组15所在支路导通，备用电池组15进行供电，且电流不会回灌到电力模块所在支路上。

另外，飞行控制器14或地面站都可以对系留电源模块16的电压、电流等电力参数进行监测，以了解系留电源模块16的工作状态。

可选的，无人机12还设置有供电接口17和通讯接口18，供电接口17与系留电源模块16电连接，通讯接口18与系留线缆中的光缆通信连接；应急通讯基站11通过供电接口17获取工作所需电源，通过通讯接口18与调度站进行通讯连接。

本实施例中，系留电源模块可直接为无人机12供电，并通过供电接口17为应急通讯基站11供电。无人机12还设置有通讯接口18，通讯接口18可与系留线缆中的光缆相连接，调度站将通信信号通过光缆传输至通讯接口18，应急通讯基站11与通讯接口18相连，从而完成与调度站的通信连接。

供电接口17和通讯接口18为无人机12与应急通讯基站11之间电连接的接口，应急通讯基站11可通过输送线分别与供电接口17和通讯接口18相连，若应急通讯基站11或无人机12出现问题，也可以断开与供电接口17和通讯接口18之间的输送线，将出现故障的部分进行替换，从而节省资源。

组成光缆的光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维，利用光的全反射原理对信号进行传输。光纤传输具有频带宽、损耗低、重量轻和抗干扰能力强的特点。应用在通信中能实时地进行大容量通信数据的传输。本实施例中，光纤保证控制信号和采集信号精确、快速地进行传输。

光纤需要配合光端机来传输远程数据。光端机是一个延长数据传输的光纤通信设备，它主要是通过信号调制、光电转化等技术，利用光传输特性来达到远程传输的目的。光端机设置在光纤的两端，分为光发射机和光接收机，光发射机完成电信号到光信号的转换，并把光信号发射出去用于光纤传输；光接收机主要是把从光纤接收的光信号再还原为电信号。

本实施例提供的应急通讯无人机，在实施例一的基础上，增设了备用电池组，备用电池组可在电缆供电出现故障时，继续为无人机和应急通讯设备提供电源，保持无人机和应急通讯设备的正常续航。且无人机上设置供电接口和通讯接口，以使应急通讯基站获取地面电力模块的电源，且通过光缆进行通信数据的传输。在应急通讯基站出现故障时能够及时的断开供电接口和通讯接口进行替换，应急通讯无人机可继续工作。

实施例三

参考图3，图3是本发明实施例三提供的应急通讯系统结构框图。本发明实施例提供的应急通讯系统包括上述任意实施例提供的应急通讯无人机1，还包括系留线缆2、调度台3和地面站4，应急通讯无人机1通过系留线缆2分别同调度台3和地面站4相连。

本发明实施例提供的一种应急通讯系统，通过将应急通讯基站装载在无人机上，对指定区域进行通讯覆盖，以实现指定区域内终端的通讯功能，且应急通讯基站通过系留线缆接口连接系留线缆以维持工作电压，并与调度台通信连接以根据调度台的调度管理提供通讯业务；无人机通过系留线缆与地面站通讯连接，以使地面站对无人机进行飞行状态的监测和控制。本发明实施例的方案，将应急通讯基站装载在无人机上，增高了应急通讯基站的架设高度，不易被建筑物等遮挡，实现了大范围的覆盖，且无人机在控制进行飞行，移动方便，在地震等灾害发生时，能够保证通讯的正常进行。

在上述实施例的基础上，可选的，参考图4，图4是本发明实施例三提供的另一应急通讯系统结构框图，所述应急通讯系统还可以包括：

电力模块5，电力模块5通过系留线缆2与应急通讯无人机1的系留电源模块16相连，用于分别为应急通讯基站11和无人机12提供电力。

电力模块5作为地面电源能够保证应急通讯基站11和无人机12长时间滞空，保证应急通讯基站11的工作时间，电力模块5与应急通讯无人机1的系留电源模块相连，系留电源模块分别为应急通讯基站11和无人机12供电。

可选的，参考图4，电力模块5可以同地面站4相连，用于为地面站4提供电源。

当电力模块5与地面站4相连时，电力模块5用于为地面站4供电，一般的，电力模块5直接为地面站4提供220v的市电。

或者，电力模块5和地面站4分别同外部电源相连，以获取工作所需电源，电力模块5和地面站4可连接同一外部电源，示例性的，220v的市电。

可选的，系留线缆2包括光缆21和电缆22；调度台3通过光缆21与应急通讯基站11通信连接；地面站4通过光缆21与无人机12通信连接；电力模块5通过电缆22分别与应急通讯基站11和无人机12电连接。

电缆22用于分别为应急通讯基站11和无人机12提供工作电压；光缆21用于为应急通讯基站11和调度台3之间提供通讯链路，也为无人机12和地面站4之间提供通讯链路，加快通信速度，并避免通信信号的损失。光缆21和电缆22集成为一束，便于系留线缆2随着无人机12的飞行状态放线或收线。

本发明实施例中的应急通讯系统增设了电力模块，电力模块为无人机和应急通讯基站提供可靠电源，并为地面站提供电源。电缆和光缆集成为系留线缆，为无人机和应急通讯设备提供有效的供电链路和通讯链路。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。