【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及蓝牙mesh网络领域及无人机测控，特别是指一种提升集群无人机机间协同作战能力的组网系统。
技术介绍
1、目前，随着军事斗争环境的日益复杂，多架无人机协同完成任务已成为现在战争中的重要手段。单架无人机在侦查任务时，若中途出现故障，必然会导致任务失败。因此，多无人机协同作战在作战性能、作战范围和摧毁能力体现出巨大优势。然而，多架无人机机间编队分组、协同感应、协同干扰、定时攻击和协同攻击需要信号质量较好的通信链路作为支撑，当多架无人机在进行编队过程中受天线阻挡、障碍物和飞行环境等不确定因素影响，机间通信信号质量将会大大折扣。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出一种提升集群无人机机间协同作战能力的组网系统，其能够满足提高多架飞机机间通信质量、提升集群无人机机间协同作战能力的需求。
2、基于上述目的，本专利技术提供的技术方案是：
3、一种提升集群无人机机间协同作战能力的组网系统，包括无人机和地面控制站；所述地面控制站包括地面数据终端和指挥控制中心；无人机上设置有机载数据终端、蓝牙mesh通信模块以及飞控模块，机载数据终端以异步串口通讯形式与蓝牙mesh通信模块和飞控模块相连接，蓝牙mesh通信模块同以异步串口通讯形式与飞控模块相连接；
4、地面数据终端和机载数据终端组成数据链，数据链采用tdma时分多址接入体制，信道传输采用ofdm调制体制。
5、进一步的，时分网络的链路资源采用动态分配方式，获得时隙资源的节点通过时分方式
6、进一步的，所述蓝牙mesh通信模块采用支持pb-adv承载层方式的静态配网器进行网络配置，配置过程包含以下阶段：
7、阶段一、beaconing阶段
8、无人机节点的未配网设备会持续一定时间以某个频率向外广播未配网设备的信标beacon，配网器收到该信标后，建立连接；信标中包含了各无人机节点蓝牙mesh通信模块设备各自的uuid；
9、阶段二、invitation阶段
10、配网器对无人机节点的未配网设备发出入网邀请，无人机节点的未配网设备则将自己的配网能力发送给配网器，配网能力包含了该配网设备的元素个数、配网算法、公钥类型以及oob内容；
11、阶段三、exchange pubilc keys阶段
12、mesh网络先采用非对称密钥方式计算出对称的加密密钥，然后用计算出的对称密钥对消息进行加密、解密；配网器将配网公钥发送给无人机节点的待配网设备，交互流程结束后，配网器和无人机节点的待配网设备均验证收到的公钥有效性；
13、阶段四、authentication阶段
14、采用静态oob认证方式，认证配网器和无人机节点的待配网设备；
15、阶段五、distribution of provisioning data阶段
16、配网器生成配网数据并分发到无人机节点的未配网设备，配网数据包括“networkkey”的安全密钥和“unicast address”重要数据项，无人机节点的未配网设备在获知了unicast address和network key之后，转化为网络中的通信节点。
17、进一步的，所述蓝牙mesh通信模块的网络数据交互是通过元素和模型实现的，每个元素提供一个单播地址，数据流的交互在模型中实现；本地无人机节点蓝牙mesh网络中共创建58个元素，对应58个飞机节点的mac入口地址；
18、mesh网络采用去中心化的形式，采用控制端模型，即服务端模型和客户端模型相结合；模型结构采用model id、opcode和message结合的方式，服务端模型对应的操作码回调函数处理接收到的其他飞机节点上的蓝牙mesh通信模块发送过来的飞控数据，客户端模型对应的操作码函数用来发送本地飞机节点上机载数据终端发送过来的飞控数据。
19、进一步的，mesh网络采用数据链和蓝牙mesh组网技术结合的方式，在无人机节点上分别布置蓝牙mesh通信模块，机载数据终端分别与飞控模块和本地蓝牙mesh通信模块以串口的形式连接，蓝牙mesh通信模块直接和飞控模块以串口形式连接，当无人机的操作信号导致机间数据链信号质量较差时，飞控模块切换到蓝牙mesh通信模块发送过来的飞控数据，蓝牙mesh通信模块飞控数据是由机载数据终端发送过来。
20、与现有技术相比，本专利技术的优势在于：
21、1、本专利技术在时分系统数据链中采用动态分配时隙的方式，时隙占用无需与地面节点mac和飞机节点mac进行绑定，占用流程简单易行。
22、2、进一步的，本专利技术采用蓝牙mesh组网技术，蓝牙mesh网络配网流程简单、网络可扩展性强和功耗低。
23、3、进一步的，本专利技术蓝牙mesh组网技术具有多路径和自动路由的能力，数据传输过程中具有更高可靠性，有效避免信息丢帧现象。
24、4、进一步的，本专利技术采用数据链组网技术和蓝牙mesh组网技术相结合的方法，蓝牙mesh组网技术弥补了数据链组网技术在不确定因素引起的信号质量差的问题，大大提升了集群无人机机间通信能力。
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1.一种提升集群无人机机间协同作战能力的组网系统，其特征在于，包括无人机和地面控制站；所述地面控制站包括地面数据终端和指挥控制中心；无人机上设置有机载数据终端、蓝牙MESH通信模块以及飞控模块，机载数据终端以异步串口通讯形式与蓝牙MESH通信模块和飞控模块相连接，蓝牙MESH通信模块同以异步串口通讯形式与飞控模块相连接；
2.根据权利要求1所述的一种提升集群无人机机间协同作战能力的组网系统，其特征在于，时分网络的链路资源采用动态分配方式，获得时隙资源的节点通过时分方式进行组网数据传输；全时分网络时隙资源共63个，包含1个时钟同步时隙、1个地面站占用时隙、58架无人机占用时隙、2个随机时隙和1个频谱感知时隙；全网采用竞争网络中心模式，节点占用随机时隙用于广播中心竞争通告帧，来告知全网节点本节点作为此次网络的中心节点，频谱感知时隙进行频谱感知，因此全时分网络能力共支持59个节点同时进行工作，包含1个地面站节点和58个无人机节点。
3.根据权利要求1所述的一种提升集群无人机机间协同作战能力的组网系统，其特征在于，所述蓝牙MESH通信模块采用支持PB-ADV承载层
4.根据权利要求1所述的一种提升集群无人机机间协同作战能力的组网系统，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种提升集群无人机机间协同作战能力的组网系统，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种提升集群无人机机间协同作战能力的组网系统，其特征在于，包括无人机和地面控制站；所述地面控制站包括地面数据终端和指挥控制中心；无人机上设置有机载数据终端、蓝牙mesh通信模块以及飞控模块，机载数据终端以异步串口通讯形式与蓝牙mesh通信模块和飞控模块相连接，蓝牙mesh通信模块同以异步串口通讯形式与飞控模块相连接；
2.根据权利要求1所述的一种提升集群无人机机间协同作战能力的组网系统，其特征在于，时分网络的链路资源采用动态分配方式，获得时隙资源的节点通过时分方式进行组网数据传输；全时分网络时隙资源共63个，包含1个时钟同步时隙、1个地面站占用时隙、58架无人机占用时隙、2个随机时隙和1个频谱感知...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾克，郝亚峰，贾丙强，蔡保海，刘有才，梁晓哲，
申请(专利权)人：中电华鸿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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