小型民用无人机空中管制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种小型民用无人机空中管制系统，包括空中管制平台、控制盒和应用端申报系统，空中管制平台与控制盒之间采用多频多段通信连接方式进行通讯，应用端申报系统以笔记本电脑、平板电脑或智能手机平台为运行载体，可通过usb、Wifi、蓝牙连接控制盒，应用端申报系统将申报信息通过控制盒的通信模块上传至空中管制平台，由空中管制平台综合数据库、第三方及他用户申报信息对申报进行审批，将审批结果信息反馈，控制盒接收到反馈信息进行存储，并反馈发送至应用端申报系统；本发明专利技术针对目前大批涌入市场的小型无人机为对象，开发出低成本、高性能的民用无人机管制系统，目的是对鱼龙混杂的民用无人机进行空中管制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人机
，具体涉及一种小型民用无人机空中管制系统。
技术介绍
近几年，随着科学技术的发展，低成本微小型无人机大量涌入市场，年总销量已经达到数万台的规模。然而在该类无人机的管控上目前还没有完善的系统出现，导致小型无人机的事故层出不穷，一旦被恐怖分子等恶意利用后果更是不堪设想。中国民航局目前正就《无人机空域管理规定》征求意见，不久后有望出台。意见稿中涉及无人机在隔离空域飞行，无人机在融合空域飞行的内容。主要针对民用无人机，将包括无人机飞行计划如何申报，申报应具备哪些条件，以及在哪些空域里可以飞行。无人机的飞行不存在航线一说，只是划设一块区域，让无人机在区域内作业。这意味着民用无人机飞行合法化向前迈进一步，对打开无人机市场有重要意义。目前民用无人机的市场发展急需有一套成熟完善的管控系统的出现，来规划管理无人机的安全使用，市场的需求已经进入成熟阶段。本系统将融合网络传输及大数据处理、无人机控制和控制盒应用端软件设计等领域的各项技术。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种小型民用无人机空中管制系统，本专利技术针对目前大批涌入市场的小型无人机为对象，开发出低成本、高性能的民用无人机管制系统，目的是对鱼龙混杂的民用无人机进行空中管制。为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种小型民用无人机空中管制系统，包括空中管制平台、控制盒和应用端申报系统，控制盒是空中管制平台与飞控系统的中间载体，控制盒申报客户端可以在笔记本电脑、平板电脑或智能手机平台上运行，可通过usb、Wifi、蓝牙连接控制盒，控制盒与空中管制平台之间采用多频多段通信连接方式进行通讯，控制盒在模块初始化部分，要分别对串口模块、通信模块和存储模块进行初始化，初始化完成后随即等待接收应用端申报系统的申报信息，如果接收到申报信息，将申报信息通过控制盒的通信模块上传至空中管制平台，由空中管制平台进行信息反馈，控制盒接收到空中管制平台的反馈信息后，对信息进行存储，并将信息发送至应用端申报系统，随后控制盒等待接收管控平台发送的解锁信号，若控制盒接收到解锁信号，则控制盒向飞控系统发送解锁信息；在无人机飞行期间控制盒将飞行信息实时上传至空中管制平台，以便空中管制平台则对飞行器进行实时监控，若飞行器超出规定的飞行权限，空中管制平台则对控制盒发送警告信息，若控制盒在规定时间内未收到警告解除信号，则控制盒向飞行控制系统发送强制返航信息，并在返航着陆后对飞行控制系统发送锁定信息。本专利技术进一步限定的技术方案是：控制盒包括中央处理器、定位与通信系统模块以及数据存储模块，所述通信系统模块选择北斗报文系统、4G或3G网络模块作为通信载体，可保证控制盒和管控平台通信的速率和信息包完整度，定位系统模块选择北斗卫星导航系统，数据存储模块采用FSMC接口实现对Flash模块进行高速读写。空中管制平台的服务器给每架无人机分配一对私匙和公匙，私匙与公匙一一对应，且私匙固化写入控制盒，私匙为无人机的身份的唯一标志，可在鉴权过程中识别用户优先级别；空中管制平台在数字签名时，接收方在收到签名及其原始消息后，会按照消息原文再生成一次摘要，然后与用公匙解密的摘要进行对比验证，空中管制平台可通过第三方通信来实时获取飞行管控信息及制定飞行优先等级。应用端申报系统用户在飞行信息发送区输入此次飞行的飞行时间段、飞行区域、飞行责任人编号、无人机编号，空中管制平台在接收到用户的飞行请求后审核申请要求，审核后由空中管制平台反馈审核结果，为通过或者不通过，审核信息通过无线传回控制盒并在应用端申报系统的空中管制信息接受区界面显示，若飞行被禁止，该空中管制信息界面将返回错误编号，飞行申请人员可对照查找飞行禁止理由，当飞行申请获得通过，飞行申请人则必须在指纹识别区按下指纹进行激活，接着控制盒等待接收管控平台解锁信息，控制盒接收到解锁信息后，向飞控系统发送解锁信号，允许飞行；同时控制盒实时将飞行信息上传至管控平台，以方便管控平台对无人机进行实时监控；如果飞行申请获得通过，飞行申请人未在规定时间内进行激活，则管控平台将视申请人自动放弃。本专利技术的有益效果是：控制盒实现空地一体化功能，除了完成飞行申报功能之外，在飞行过程中实时向空中管制平台汇报飞行信息；紧急情况下，，通过向控制盒发送警告或终止飞行指令，迫使无人机紧急迫降；应用端申报系统可以在笔记本电脑、平板电脑及智能手机多种平台上运行，可通过usb、Wifi、蓝牙连接控制盒，并通过控制盒向远程控制平台申报飞行内容，包括飞行区域、飞行时间、飞机编号、操纵员ID等必要信息，并通过控制盒接收远程控制平台返回的审批结果。本专利技术设计的民用无人机空中管制系统，其在申报、审批及执行飞行任务时，整个过程控制在1min以内，能够保障客户在短时间内获得飞行授权，系统可以根据申报内容直接进行审批，还可以根据安全等级不同通过第三方接口与民航、气象、公安等部门进行数据交换来对飞行内容进行审核，管控平台一方面将申请及审批内容备案，同时还将控制盒传送回来的实际飞行数据进行解析记录，且本系统使用已经很成熟的SSL/TLS和HTTPS对网络连接进行加密，从而保护数据传输安全，其加密算法采用TripleDES来加密传输的机密数据，RSA算法来加密TripleDES的密匙，该系统因为特定的签名信息只能由某个控制盒通过私匙进行签名，而不能由任何其他方法实现，因此无人机无法否认经过自己签名的信息。该小型民用无人机空中管制系统一方面可以使无人机在民间的使用步入正轨，更快的推动无人机的发展应用，同时也可以避免出现一些不必要的事故，可以使民用无人机的推广更加正规化。附图说明图1是本专利技术嵌入式软件程序流程示意图；图2是本专利技术控制盒应用端软件系统示意图；图3是本专利技术技术原理图示意图；图4是本专利技术控制盒硬件系统示意图。具体实施方式实施例1本实施例提供一种小型民用无人机空中管制系统，原理如图1、图2、图3和图4所示，包括空中管制平台、控制盒和应用端申报系统，控制盒是空中管制平台与飞控系统的中间载体，控制盒申报客户端可以在笔记本电脑、平板电脑或智能手机平台上运行，可通过usb、Wifi、蓝牙连接控制盒，控制盒与空中管制平台之间采用多频多段通信连接方式进行通讯，控制盒在模块初始化部分，要分别对串口模块、通信模块和存储模块进行初始化，初始化完成后随即等待接收应用端申报系统的申报信息，如果接收到申报信息，将申报信息通过控制盒的通信模块上传至空中管制平台，由空中管制平台进行信息反馈，控制盒接收到空中管制平台的反馈信息后，对信息进行存储，并将信息发送至应用端申报系统，随后控制盒等待接收管控平台发送的解锁信号，若控制盒接收到解锁信号，则控制盒向飞控系统发送解锁信息；在无人机飞行期间控制盒将飞行信息实时上传至空中管制平台，以便空中管制平台则对飞行器进行实时监控，若飞行器超出规定的飞行权限，空中管制平台则对控制盒发送警告信息，若控制盒在规定时间内未收到警告解除信号，则控制盒向飞行控制系统发送强制返航信息，并在返航着陆后对飞行控制系统发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型民用无人机空中管制系统，其特征在于，包括空中管制平台、控制盒和应用端申报系统，控制盒是空中管制平台与飞控系统的中间载体，所述控制盒申报客户端可以在笔记本电脑、平板电脑或智能手机平台上运行，可通过usb、Wifi、蓝牙连接控制盒，所述控制盒与空中管制平台之间采用多频多段通信连接方式进行通讯，所述控制盒在模块初始化部分，要分别对串口模块、通信模块和存储模块进行初始化，初始化完成后随即等待接收应用端申报系统的申报信息，如果接收到申报信息，将申报信息通过控制盒的通信模块上传至空中管制平台，由空中管制平台进行信息反馈，控制盒接收到空中管制平台的反馈信息后，对信息进行存储，并将信息发送至应用端申报系统，随后控制盒等待接收管控平台发送的解锁信号，若控制盒接收到解锁信号，则控制盒向飞控系统发送解锁信息；在无人机飞行期间控制盒将飞行信息实时上传至空中管制平台，以便空中管制平台则对飞行器进行实时监控，若飞行器超出规定的飞行权限，空中管制平台则对控制盒发送警告信息，若控制盒在规定时间内未收到警告解除信号，则控制盒向飞行控制系统发送强制返航信息，并在返航着陆后对飞行控制系统发送锁定信息。

【技术特征摘要】
1.一种小型民用无人机空中管制系统，其特征在于，包括空中管制平台、控制盒和应用端申报系统，控制盒是空中管制平台与飞控系统的中间载体，所述控制盒申报客户端可以在笔记本电脑、平板电脑或智能手机平台上运行，可通过usb、Wifi、蓝牙连接控制盒，所述控制盒与空中管制平台之间采用多频多段通信连接方式进行通讯，所述控制盒在模块初始化部分，要分别对串口模块、通信模块和存储模块进行初始化，初始化完成后随即等待接收应用端申报系统的申报信息，如果接收到申报信息，将申报信息通过控制盒的通信模块上传至空中管制平台，由空中管制平台进行信息反馈，控制盒接收到空中管制平台的反馈信息后，对信息进行存储，并将信息发送至应用端申报系统，随后控制盒等待接收管控平台发送的解锁信号，若控制盒接收到解锁信号，则控制盒向飞控系统发送解锁信息；在无人机飞行期间控制盒将飞行信息实时上传至空中管制平台，以便空中管制平台则对飞行器进行实时监控，若飞行器超出规定的飞行权限，空中管制平台则对控制盒发送警告信息，若控制盒在规定时间内未收到警告解除信号，则控制盒向飞行控制系统发送强制返航信息，并在返航着陆后对飞行控制系统发送锁定信息。
2.根据权利要求1所述的小型民用无人机空中管制系统，其特征在于，所述控制盒包括中央处理器、定位与通信系统模块以及数据存储模块，所述通信系统模块选择北斗报文系统、4G或3G网络模块作为通信载体，可保证控制盒和管控平台通信的速率和信息包完整度，所述定位系统模块选择北斗卫星导航系统，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，
申请(专利权)人：王峰，
类型：发明
国别省市：江苏;32