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一种系留无人机通信装置

阅读：2发布：2021-12-10

专利汇可以提供一种系留无人机通信装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供的一种系留无人机通信装置，包括主控模块、无线通信模块、有线通信模块、通信切换电路以及CAN总线接口电路；所述通信切换电路分别与主控模块、有线通信模块、无线通信模块电连接，所述主控模块分别与有线通信模块、无线通信模块、通信切换电路及CAN总线接口电路电连接，通过CAN总线实现与飞行控制计算机的通信；所述有线通信模块中设有RS232接口，用于与地面站进行有线通信，所述无线通信模块通过无线电台与地面站进行无线通信。该系留无人机通信装置，旨在解决系留无人机系统通信可靠性问题，而提供的一种兼有无线、有线双余度的通信系统，两种通信链路相互独立，主控模块可实现有线和无线通信方式的切换。，下面是一种系留无人机通信装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种系留无人机通信装置，其特征在于，包括主控模块、无线通信模块、有线通信模块、通信切换电路以及CAN总线接口电路；
所述通信切换电路分别与主控模块、有线通信模块、无线通信模块电连接，所述主控模块分别与有线通信模块、无线通信模块、通信切换电路及CAN总线接口电路电连接，通过CAN总线实现与飞行控制计算机的通信；所述有线通信模块中设有RS232接口，用于与地面站进行有线通信，所述无线通信模块通过无线电台与地面站进行无线通信。
2.根据权利要求1所述的一种系留无人机通信装置，其特征在于，所述主控模块包括主控芯片，所述主控芯片采用型号为STM32F103C8T6的主控芯片，所述主控芯片的两路串口分别用于有线通信和无线通信的接收与发送，控制端口用于为通信切换电路提供逻辑输入，所述CAN总线接口用于与飞行控制计算机进行通信。
3.根据权利要求1所述的一种系留无人机通信装置，其特征在于，所述无线通信模块采用型号P400-840的通信模块，所述无线通信模块的串口发送端口与主控模块及通信切换模块电连接，所述无线通信模块的串口接收端口与主控模块及通信切换模块电连接。
4.根据权利要求1所述的一种系留无人机通信装置，其特征在于，所述有线通信模块包括电平转换芯片，所述电平转换芯片采用型号为ST3232BTR的电平转换芯片，其设有第一RS232电平输入输出通信接口，通过实现TTL电平到RS232电平的转换；所述电平转换芯片的TTL电平的输入输出与通信切换电路电连接，所述电平转换芯片的第二路RS232电平的输入输出通信接口作为外部有线通信的接口。
5.根据权利要求1所述的一种系留无人机通信装置，其特征在于，所述CAN总线通信接口电路包括CAN总线收发控制器芯片，所述CAN总线收发控制器芯片采用型号为MAX3051EKA-T的控制芯片，所述CAN总线收发控制器芯片的发送与接收端口与主控模块电连接，所述CAN总线收发控制器芯片的CANL端和CANH端作为与飞行控制计算机的CAN总线接口。
6.根据权利要求2所述的一种系留无人机通信装置，其特征在于，所述通信切换电路包括模拟开关，所述模拟开关采用芯片SGM3005；
所述模拟开关的第一路常闭触点与有线通信模块电平转换芯片的串口发送端口电连接，所述模拟开关的第一路常开触点与无线通信模块的串口发送端口电连接，所述模拟开关的第一路逻辑输入与主控模块的SELECT1端口电连接，所述模拟开关的第二路常闭触点与电平转换芯片的串口接收端口电连接，所述模拟开关的第二路常开触点与无线通信模块的串口接收端口电连接，所述模拟开关的第二路逻辑输入端口与主控模块的SELECT2端口电连接。

说明书全文

一种系留无人机通信装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及无人机通信技术领域，尤其涉及一种系留无人机通信装置。

背景技术

[0002] 常规的无人机与地面通信多采用无线通信方式，系留无人机不同于一般无人机平台，其与地面设备有一根系留线缆的物理连接，线缆中包括供电和通信线缆，这就为系留无人机平台提供了可靠的有线通信链路。

[0003] 但是，有线通信基于通信电缆实现信息交互，在该种通信方式下，如果线缆有损坏或者接口连接不好，则通信肯定受阻。为了提高系留无人机平台通信系统的可靠性，需要通信系统能够实现具有双余度的、能够在有线通信链路和无线通信链路之间自由、最优切换的功能，保证系留无人机系统通信通畅。实用新型内容

[0004] 针对背景技术中的不足，提供一种系留无人机通信装置，旨在解决系留无人机系统通信可靠性问题，而提供的一种兼有无线、有线双余度的通信系统，两种通信链路相互独立，主控模块可实现有线和无线通信方式的切换。

[0005] 本实用新型提供的一种系留无人机通信装置，包括主控模块、无线通信模块、有线通信模块、通信切换电路以及CAN总线接口电路；

[0006] 所述通信切换电路分别与主控模块、有线通信模块、无线通信模块电连接，所述主控模块分别与有线通信模块、无线通信模块、通信切换电路及CAN总线接口电路电连接，通过CAN总线实现与飞行控制计算机的通信；所述有线通信模块中设有RS232接口，用于与地面站进行有线通信，所述无线通信模块通过无线电台与地面站进行无线通信。

[0007] 进一步的，所述主控模块包括主控芯片，所述主控芯片采用型号为STM32F103C8T6的主控芯片，所述主控芯片的两路串口分别用于有线通信和无线通信的接收与发送，控制端口用于为通信切换电路提供逻辑输入，所述CAN总线接口用于与飞行控制计算机进行通信。

[0008] 进一步的，所述无线通信模块采用型号P400-840的通信模块，所述无线通信模块的串口发送端口与主控模块及通信切换模块电连接，所述无线通信模块的串口接收端口与主控模块及通信切换模块电连接。

[0009] 进一步的，所述有线通信模块包括电平转换芯片，所述电平转换芯片采用型号为ST3232BTR的电平转换芯片，其设有第一RS232电平输入输出通信接口，通过实现TTL电平到RS232电平的转换；所述电平转换芯片的TTL电平的输入输出与通信切换电路电连接，所述电平转换芯片的第二路RS232电平的输入输出通信接口作为外部有线通信的接口。

[0010] 进一步的，所述CAN总线通信接口电路包括CAN总线收发控制器芯片，所述CAN总线收发控制器芯片采用型号为MAX3051EKA-T的控制芯片，所述CAN总线收发控制器芯片的发送与接收端口与主控模块电连接，所述CAN总线收发控制器芯片的CANL端和CANH端作为与飞行控制计算机的CAN总线接口。

[0011] 进一步的，所述通信切换电路包括模拟开关，所述模拟开采用芯片SGM3005；

[0012] 所述模拟开关的第一路常闭触点与有线通信模块电平转换芯片的串口发送端口电连接，所述模拟开关的第一路常开触点与无线通信模块的串口发送端口电连接，所述模拟开关的第一路逻辑输入与主控模块的SELECT1端口电连接，所述模拟开关的第二路常闭触点与电平转换芯片的串口接收端口电连接，所述模拟开关的第二路常开触点与无线通信模块的串口接收端口电连接，所述模拟开关的第二路逻辑输入端口与主控模块的SELECT2端口电连接。

[0013] 本实用新型提供的一种系留无人机通信装置，主要存在如下优点：

[0014] 本实用新型为系留无人机平台提供了有线和无线双余度的通信系统，提高了系统通信的可靠性。通过采用两路模拟开关和微控制器编程，实现了两种通信链路检测与切换。附图说明

[0015] 图1、图2是本实用新型的一种系留无人机通信装置结构图；

[0016] 图3是本实用新型的主控模块原理图；

[0017] 图4是本实用新型的无线通信模块原理图；

[0018] 图5是本实用新型的有线通信模块原理图；

[0019] 图6是本实用新型的CAN总线接口电路原理图；

[0020] 图7是本实用新型的通信切换电路原理图；

[0021] 其中，1-主控模块，D9-无线通信模块，2-有线通信模块，3-通信切换电路，4-机载设备。

具体实施方式

[0022] 本实用新型提供一种系留无人机通信装置，为使本实用新型的目的、思路更加清楚，明确，参照实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。实施例

[0023] 如图1至图7所示，本实用新型主要由主控模块1、无线通信模块2、有线通信模块2、通信切换电路3以及CAN总线接口电路4组成。所述通信切换电路3分别与主控模块1、有线通信模块2、无线通信模块2电连接，所述主控模块1分别与有线通信模块2、无线通信模块2、通信切换电路3及CAN总线接口电路4电连接，通过CAN总线实现与飞行控制计算机的通信。所述有线通信模块2预留了RS232接口，用于与地面站进行有线通信，所述无线通信模块2通过无线电台与地面站进行无线通信。

[0024] 所述主控模块1包括主控芯片D1。所述主控芯片D1是采用型号为STM32F103C8T6的主控芯片，所述主控芯片D1的两路串口分别用于有线通信和无线通信的接收与发送，所述的控制端口用于为通信切换电路3提供逻辑输入，所述CAN总线接口用于与飞行控制计算机进行通信。

[0025] 所述无线通信模块D9采用型号P400-840模块，所述无线通信模块2的串口发送端口与主控模块1及通信切换模块电连接，所述无线通信模块2的串口接收端口与主控模块1及通信切换模块电连接。

[0026] 所述有线通信模块包括电平转换芯片D8。所述电平转换芯片D8采用型号ST3232BTR，外部有线通信接口为RS232电平，因此，通过电平转换芯片实现TTL电平到RS232电平的转换。所示电平转换芯片D8的第二路TTL电平的输入输出与主控模块1电连接，所述电平转换芯片D8的第二路RS232电平的输入输出作为外部有线通信的接口。

[0027] 所述CAN总线通信接口电路包括CAN总线收发控制器芯片D2。所述CAN总线收发控制器芯片采用型号MAX3051EKA-T，所述CAN总线收发控制器芯片D2的发送与接收端口与主控模块1电连接，所述CAN总线收发控制器芯片D2的CANL和CANH作为与飞行控制计算机的CAN总线接口。

[0028] 所述通信切换模块包括模拟开关S1。所述模拟开关S1采用芯片SGM3005，所述模拟开关S1的第一路常闭触点NC1与有线通信链路的串口发送端口电连接，所述模拟开关S1的第一路常开触点NO1与无线通信链路的串口发送端口电连接，所述模拟开关S1的第一路逻辑输入IN1与主控模块1的SELECT1端口电连接，所述模拟开关S1的第二路常闭触点NC2与有线通信链路的串口接收端口电连接，所述模拟开关S1的第二路常开触点NO2与无线通信链路的串口接收端口电连接，所述模拟开关S1的第二路逻辑输入端口IN2与主控模块1的SELECT2端口电连接，所述模拟开关S1的COM1和COM2端口作为整个通信系统的串口输出端口，用于与机载设备5通信。所述模拟开关S1的IN1(2)端口为高电平时，NC1(2)端口断开，NO1(2)端口闭合，此时COM1(2)与NO1(2)端口连接，当IN1(2)端口为低电平是，NC1(2)闭合，NO1(2)断开，此时COM1(2) 与NC1(2)断开连接。

[0029] 本实用新型的具体工作方式如下：

[0030] 外部的有线通信链路通过RS232接口与有线通信模块2电连接，信号通过电平转换芯片转换成为TTL电平与主控模块1的串口3连接，无线通信模块2的串口与主控模块1的串口1连接。主控模块1实时的检测串口1和串口3的通信状态，正常情况下，两路通信链路均工作正常，此时主控模块1的SELCET1和SELECT2端口均输出0，此时通信切换电路3接收到主控模块1的逻辑输入后，将外部的TTL串口接口与有线通信链路的串口连接；若串口1检测通信异常，则主控模块1的SELECT1和SELECT2均输出0；若检测出串口3通信异常，则SELECT1和SELECT2均输出1，通信切换电路3将外部TTL串口接口与无线通信串口连接，从而实现了有线通信和无线通信自动切换的功能，不仅保证了通信系统的链路通畅，提高了通信可靠性，同时也提高了整个系留无人机的安全性和可靠性。

[0031] 本专利具体应用途径很多，以上所述仅为本专利的优选实施方案，并非因此限制本专利的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，在本专利原理的前提下作出等同替换和显而易见变化所得到的方案，均应当包含在专利的保护范围内。

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