【技术实现步骤摘要】
一种基于5G的无人机自动巡检数据实时回传方法和系统
[0001]本专利技术涉及5G
，尤其是一种基于5G的无人机自动巡检数据实时回传方法和系统。
技术介绍
[0002]5G是第五代移动通信技术，是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。国际电信联盟定义了5G的三大类应用场景，即增强移动宽带、超高可靠低时延通信和海量机器类通信。增强移动宽带主要面向移动互联网流量爆炸式增长，为移动互联网用户提供更加极致的应用体验；超高可靠低时延通信主要面向工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性具有极高要求的垂直行业应用需求；海量机器类通信主要面向智慧城市、智能家居、环境监测等以传感和数据采集为目标的应用需求。
[0003]无人机在巡检、测绘、农林和安防等工业领域的应用呈现迅猛发展的态势，但长时间受制于测控半径和视距传输的藩篱，“飞不远、怕遮挡、传不出、难管控”的痛点难以根除，制约了无人机应用效率，增加了无人机使用成本，行业应用发展受到极大阻碍。传统无人机采用短波通信方式进行控制，将飞手巡检视距局限到几公里范围内，输电巡检往往涉及到上百公里距离，同时楼宇和山体对高频无线电信号形成遮挡，在城市和地形复杂的地区，巡检视距直线下降，巡检人员需要频繁的转场，巡检效率无法提升。受限于4G网络带宽、时延等现状，目前无人机巡检过程中采集的巡检照片往往需要巡检人员结束后通过SD卡的方式转移到缺陷识别平台进行缺陷识别，往往都是以天为单位，巡检过程无法实时管控，巡检数据无法实时分析。>[0004]无人机作为人工智能、大数据、物联网的综合载体，与5G技术的超高带宽、超低时延、海量连接、干扰抑制等特性十分契合，无人机巡检能够快速有效的监测到电网高空目标。因此本专利技术提出一种基于5G的无人机自动巡检数据实时回传方法和系统，有效解决巡检数据传输不及时、巡检数据无法实时回传分析和巡检数据安全性得不到保障的问题。
[0005]在中国专利文献上公开的“集群范围内无人机的通信与数据回传方法”，其公开号为CN109905164B，一种集群范围内无人机的通信与数据回传方法，其步骤为：a.无人机分簇；b.各虚拟簇中初始簇头无人机的选举：
①
对于每个虚拟簇，计算其中每个无人机的权重参数；
②
根据权重参数确定初始簇头；c.普通簇头的选举和无人机入簇；d.无人机将采集的视频信息发给该层普通簇头无人机，普通簇头无人机将视频信息逐级上传至初始簇头，再由选举出来权重最大的初始簇头无人机担任中继无人机将汇总的数据包发送到地面的数据接收和指挥控制中心。本专利技术采用融合多参数加权的可重叠分簇方法，可有效避免消息的盲目性，降低冗余数据包的产生，不仅能避免信道冲突，降低节点间的传输延时，还可建立多条通信路径，从而有效提高了应急通信网的运行可靠性和视频传输质量。但是其对于数据的安全性得不到保障。
技术实现思路
[0006]本专利技术解决了现有无人机巡检数据传输不及时和巡检数据安全性得不到保障的问题，提出一种基于5G的无人机自动巡检数据实时回传方法和系统，通过在无人机的测控平台采集巡检数据，并进行加密生成加密数据和密钥，两者分别通过5G传输至云平台，解密后的原巡检数据通过5G内网传输到测控分析端进行数据分析，并反馈测控数据至无人机；本专利技术利用5G的通信传输，大大提高了巡检数据的传输速度，且能够进行远距离的巡检；运用加密手段，使巡检数据的安全性得到了提升；巡检数据能够进行实时的回传并分析，使无人机得到及时的调度，提高无人机自动巡检效率。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于5G的无人机自动巡检数据实时回传方法，包括以下步骤：S1，无人机巡检，获取实时巡检数据；S2，对巡检数据进行加密操作；S3，加密形成的加密数据和密钥通过5G分道传输至云平台，云平台依据加密数据和密钥进行解密，重新得到原巡检数据；S4，将原巡检数据通过5G内网传输至测控分析端，对巡检数据进行分析得到测控数据，并通过云平台反馈测控数据至无人机，无人机依据测控数据进行针对性巡检。本专利技术中，利用无人机机载测控平台的采集端得到巡检数据后临时存至本地数据库，之后进入加密模块进行加密，加密生成的加密数据和密钥传入云平台，两者传输有各自的传输通道，云平台负责解密并通过5G内网传入测控分析端进行分析，最后得到测控数据进行反馈；本专利技术的方法利用对巡检数据的加密，保证巡检数据传输至云平台的安全性，云平台将解密后的巡检数据传至测控分析端，测控分析端生成测控数据通过加密指令反馈给无人机，能够对无人机进行及时的控制，使其工作效率大大提高。
[0008]作为优选，所述步骤S2包括以下步骤：S21，将巡检数据进行数据筛选，清洗超出预设数据范围的巡检数据；S22，将巡检数据映射为二进制数据，利用哈希算法得到巡检数据判别码并形成待加密二进制数据；S23，将待加密二进制数据以16比特为一组进行按组存储，若不足16比特用0进行补位；S24，将每组的待加密二进制数据映射为二值图像，其中，0定义为黑色，1定义为白色，此处白色像素灰度值为255，黑色像素灰度值为0，反色操作后按顺序码建立起4*4的加密二值化矩阵；S25，在二值化矩阵中随机插入保护块，形成5*5的加密二值化矩阵；S26，巡检数据判别码、0补位位置以及顺序码存储至密钥中。本专利技术中，加密利用数据转化，结合灰度二值图像将巡检数据进行加密，加密过程新颖。
[0009]作为优选，所述密钥的形式为灰度图，所述保护块对应在密钥中的位置进行随机渲染，渲染的像素灰度值范围为1~254，渲染像素灰度值以及对应的位置存储于密钥之中。本专利技术中，渲染部分经过处理后肉眼无法观察到，需通过云平台的解密台进行观测，每个保护块的位置均采用随机渲染的模式，随机选择像素灰度值，并将渲染信息存入至密钥中备解密时使用，提高信息的安全性。
[0010]作为优选，所述待加密二进制数据还包括无人机实时雷达坐标数据映射后的二进制数据和数据巡检时间映射后的二进制数据。本专利技术中，待加密二进制数据为巡检数据判别码、无人机实时雷达坐标数据的二进制数和数据巡检时间的二进制数，三种数据的顺序固定不变。
[0011]作为优选，所述步骤S3包括以下步骤：S31，云平台分别接收到加密数据和密钥后进行分别储存和识别；S32，提取密钥库中的密钥，根据密钥中的巡检数据判别码与云平台的解密台建立解密链；解密链中含有原巡检数据与待加密二进制数据的关系；S33，解密链建立完成后，解密台根据密钥中的渲染像素灰度值以及对应的位置信息，识别保护块位置并进行提取处理；S34，依据密钥的巡检数据判别码获取对应的若干个加密二值化矩阵，转化为若干个4*4的加密二值化矩阵后进行逆反色操作后，根据顺序码和0补位位置重新映射为待加密二进制数据，最终由解密链获取原巡检数据。本专利技术中，利用加密的逆过程进行解密，首先存储并识别加密数据和密钥，，由密钥中的渲染信息提取出保护块，最后根据矩阵的逆变换以及一系列转化得到原巡检数据，整个过程需在云平台中进行，解密过程安全。
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于5G的无人机自动巡检数据实时回传方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，无人机巡检，获取实时巡检数据；S2，对巡检数据进行加密操作；S3，加密形成的加密数据和密钥通过5G分道传输至云平台，云平台依据加密数据和密钥进行解密，重新得到原巡检数据；S4，将原巡检数据通过5G内网传输至测控分析端，对巡检数据进行分析得到测控数据，并通过云平台反馈测控数据至无人机，无人机依据测控数据进行针对性巡检。2.根据权利要求1所述的一种基于5G的无人机自动巡检数据实时回传方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：S21，将巡检数据进行数据筛选，清洗超出预设数据范围的巡检数据；S22，将巡检数据映射为二进制数据，利用哈希算法得到巡检数据判别码并形成待加密二进制数据；S23，将待加密二进制数据以16比特为一组进行按组存储，若不足16比特用0进行补位；S24，将每组的待加密二进制数据映射为二值图像，其中，0定义为黑色，1定义为白色，此处白色像素灰度值为255，黑色像素灰度值为0，反色操作后按顺序码建立起4*4的加密二值化矩阵；S25，在二值化矩阵中随机插入保护块，形成5*5的加密二值化矩阵；S26，巡检数据判别码、0补位位置以及顺序码存储至密钥中。3.根据权利要求1所述的一种基于5G的无人机自动巡检数据实时回传方法，其特征在于，所述密钥的形式为灰度图，所述保护块对应在密钥中的位置进行随机渲染，渲染的像素灰度值范围为1~254，渲染像素灰度值以及对应的位置存储于密钥之中。4.根据权利要求1或2所述的一种基于5G的无人机自动巡检数据实时回传方法，其特征在于，所述待加密二进制数据还包括无人机实时雷达坐标数据映射后的二进制数据和数据巡检时间映射后的二进制数据。5.根据权利要求1或2所述的一种基于5G的无人机...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，李龙，程亮亮，张云峰，许大令，季世超，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司湖州供电公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。