本實(shí)用新型涉及無(wú)人機(jī)監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及適用于無(wú)人機(jī)的監(jiān)控裝置。

背景技術(shù)：

無(wú)人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱“無(wú)人機(jī)”。無(wú)人機(jī)具有體積小、重量輕、費(fèi)用低、操作靈活、安全性高的特點(diǎn)。近十幾年來(lái)，無(wú)人機(jī)已被廣泛應(yīng)用于航拍攝影、電力巡檢、環(huán)境監(jiān)測(cè)、森林防火、災(zāi)情巡查、防恐救生、軍事偵察、戰(zhàn)場(chǎng)評(píng)估等領(lǐng)域，能夠有效克服有人駕駛飛機(jī)進(jìn)行空中作業(yè)的不足，降低購(gòu)買(mǎi)與維護(hù)成本，提高運(yùn)載工具的安全性。無(wú)人機(jī)控制技術(shù)研究是目前國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)關(guān)注的熱點(diǎn)之一。然而，技術(shù)保障人員在無(wú)法對(duì)各無(wú)人機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，只能當(dāng)無(wú)人機(jī)發(fā)生故障時(shí)，憑借經(jīng)驗(yàn)給出處置措施，這樣會(huì)大大降低處置成功的概率，造成無(wú)法彌補(bǔ)的經(jīng)濟(jì)損失，給飛行組織指揮帶來(lái)諸多不便。因此，隨著無(wú)人機(jī)多功能化的發(fā)展，現(xiàn)有無(wú)人機(jī)無(wú)法滿足技術(shù)保障人員對(duì)無(wú)人機(jī)各子系統(tǒng)及狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，迫切需要一種用于無(wú)人機(jī)監(jiān)控技術(shù)，使得技術(shù)人員實(shí)時(shí)監(jiān)控各個(gè)無(wú)人機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。有效降低飛行安全風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的旨在至少解決所述的技術(shù)缺陷之一。

為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種適用于無(wú)人機(jī)的監(jiān)控裝置，包括外殼和PCB板，所述PCB板上焊接主控模塊、GPS定位模塊、GPRS無(wú)線通信模塊、電源模塊、串口模塊；所述GPS定位模塊、GPRS無(wú)線通信模塊、電源模塊、串口模塊與外殼連接處分別設(shè)有對(duì)應(yīng)接口；所述GPS定位模塊、GPRS無(wú)線通信模塊、電源模塊、串口模塊分別與主控模塊連接。

所述GPS定位模塊包括GPS芯片、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一電容、第一電感；所述GPS芯片的第一發(fā)送引腳連接第一電阻的一端，GPS芯片的第一接收引腳連接第二電阻的一端，第一電阻的另一端和第二電阻的另一端連接主控芯片的第三信號(hào)輸入端和第三信號(hào)輸出端；GPS芯片的第一電源引腳連接第三電阻的一端、第五電阻的一端、第一電容并聯(lián)在第五電阻的兩端，所述第三電阻的另一端連接第一三極管的發(fā)射極，第一三極管基極連接第二三極管的基極，第二三極管的發(fā)射極連接第五電阻的另一端。

優(yōu)選的，所述GPRS無(wú)線通信模塊進(jìn)一步與串口模塊連接。

優(yōu)選的，所述主控模塊通過(guò)接口電路連接JTAG模塊。

優(yōu)選的，所述GPS定位模塊、GPRS無(wú)線通信模塊、電源模塊分別連接指示燈，所述指示燈設(shè)置在所述外殼外部。

優(yōu)選的，所述GPRS無(wú)線通信模塊通過(guò)對(duì)應(yīng)接口連接GPRS天線。外置天線擴(kuò)大了天線信號(hào)的接受能力，同時(shí)擴(kuò)大了無(wú)人機(jī)通信范圍。

優(yōu)選的，所述GPS定位模塊通過(guò)對(duì)應(yīng)接口連接GPS天線。外置天線擴(kuò)大了天線信號(hào)的接受能力，同時(shí)擴(kuò)大了無(wú)人機(jī)通信范圍。

優(yōu)選的，所述主控模塊的主控芯片采用型號(hào)為STM32F103VCT6的嵌入式芯片。STM32F103VCT6系列芯片采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，能夠擴(kuò)展多種接口，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。

本實(shí)用新型附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)至少具有以下優(yōu)點(diǎn)，

無(wú)人機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)是通過(guò)將衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)模式與傳統(tǒng)通信模式融合在一起，各個(gè)監(jiān)控終端在工作的時(shí)候回傳到監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)。根據(jù)回傳的數(shù)據(jù)生成目錄表格索引，以便方便查詢?cè)O(shè)備工作時(shí)間狀態(tài)?；貍鞯臄?shù)據(jù)要入數(shù)據(jù)庫(kù)。通信寬帶成本降低，并且使得使用范圍提升。

無(wú)人機(jī)的監(jiān)控方法可對(duì)單個(gè)無(wú)人機(jī)的顯示、地圖可以逐級(jí)放大，可顯示當(dāng)前軌跡信息。也可以根據(jù)時(shí)間顯示歷史軌跡信息。

附圖說(shuō)明

本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本實(shí)用新型適用于無(wú)人機(jī)的監(jiān)控裝置的電路連接框圖；

圖2為本實(shí)用新型適用于無(wú)人機(jī)的監(jiān)控裝置的主控模塊電路原理圖；

圖3為本實(shí)用新型適用于無(wú)人機(jī)的監(jiān)控裝置的GPRS無(wú)線通信模塊電路原理圖；

圖4為本實(shí)用新型適用于無(wú)人機(jī)的監(jiān)控裝置的GPS定位模塊電路原理圖；

圖5為本實(shí)用新型適用于無(wú)人機(jī)的監(jiān)控裝置的串口模塊電路原理圖；

圖6為本實(shí)用新型適用于無(wú)人機(jī)的監(jiān)控裝置的電源模塊的穩(wěn)壓電路電路原理圖；

圖7為本實(shí)用新型適用于無(wú)人機(jī)的監(jiān)控裝置的電源模塊的低壓差穩(wěn)壓電路電路原理圖；

圖8為本實(shí)用新型適用于無(wú)人機(jī)的監(jiān)控裝置的JTAG接口的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的適用于無(wú)人機(jī)的監(jiān)控裝置，包括外殼和PCB板，PCB板上焊接主控模塊1、GPS定位模塊2、GPRS無(wú)線通信模塊3、電源模塊4、串口模塊5；GPS定位模塊2、GPRS無(wú)線通信模塊3、電源模塊4、串口模塊5與外殼連接處分別設(shè)有對(duì)應(yīng)接口；GPRS無(wú)線通信模塊3內(nèi)部設(shè)有SIM卡槽，SIM卡槽插入SIM卡；GPS定位模塊2、GPRS無(wú)線通信模塊3、電源模塊4、串口模塊5分別與主控模塊1連接。串口模塊5的接口設(shè)在外殼背面。面板使用4個(gè)螺釘與外殼固定。外殼兩邊焊有金屬片，在金屬片上開(kāi)螺栓孔。

如圖2所示，主控模塊1的主控芯片采用型號(hào)為STM32F103VCT6的嵌入式芯片。如圖8所示，主控模塊1通過(guò)接口電路連接JTAG模塊；通過(guò)JTAG模塊下載程序，通過(guò)既定程序利用主控模塊中的主控芯片實(shí)現(xiàn)既定功能。

如圖3所示GPRS無(wú)線通信模塊3與串口模塊5連接，利用串口模塊5進(jìn)行頻率設(shè)置，配置IP地址。GPRS無(wú)線通信模塊3包括芯片U2、電阻R21、電阻R22、電阻R23、電阻R24、電阻R25、二極管D2、三極管Q1、三極管Q2、極性電容EC41；芯片U2采用型號(hào)為USR-GPRS232-7S2的GPRS芯片，芯片U2的WORK引腳連接電阻R24的一端，電阻R24的另一端連接三極管Q1的基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，集電極連接二極管D2的陰極，二極管D2的陽(yáng)極連接電阻R21的一端，電阻R21的另一端接VCC，芯片U2的信號(hào)輸出端連接電阻R22的一端，芯片U2的信號(hào)輸入端連接電阻R23的一端。

如圖5所示，串口模塊5包括串口芯片U3、電容31、電容32、電容33、電容34；串口芯片U3采用MAX3232CSA芯片；電阻R22和電阻R23的另一端通過(guò)開(kāi)關(guān)選擇鍵S1連接到串口芯片U3的第一信號(hào)輸入端和第一信號(hào)輸出端,同時(shí)連接主控芯片的第二信號(hào)輸入端和第二信號(hào)輸出端；電容C31的兩端串聯(lián)在芯片U3的第1管腳和第3管腳之間；電容C32的兩端串聯(lián)在芯片U3的第4管腳和第5管腳之間；GPRS無(wú)線通信模塊3通過(guò)開(kāi)關(guān)選擇鍵S1與串口模塊5相連接，用于無(wú)人機(jī)起飛之前通過(guò)串口給GPRS無(wú)線通信模塊3配置接口，配置回傳到監(jiān)控中心的ip信息，配置終端編號(hào)信息。

圖4為本實(shí)用新型適用于無(wú)人機(jī)的監(jiān)控裝置的GPS定位模塊電路原理圖,如圖4所示，GPS定位模塊2包括GPS芯片U4、第一電阻R41、第二電阻R42、第三電阻43、第四電阻44、第五電阻46、第一電容C42、第一電感L4；GPS芯片U4選用NEO-6M芯片，芯片U4的第一發(fā)送引腳連接第一電阻R41的一端，GPS芯片U4的第一接收引腳連接第二電阻R42的一端，第一電阻R41的另一端和第二電阻R42的另一端連接主控芯片的第三信號(hào)輸入端和第三信號(hào)輸出端；GPS芯片U4的第一電源引腳連接第三電阻R43的一端、第五電阻R46的一端、第一電容C42并聯(lián)在第五電阻R46的兩端，第三電阻R43的另一端連接第一三極管Q4的發(fā)射極，第一三極管Q4的基極連接第二三極管Q5的基極，第二三極管Q5的發(fā)射極連接第五電阻R46的另一端。

GPS定位模塊2、GPRS無(wú)線通信模塊3、電源模塊4分別連接指示燈，指示燈設(shè)置在外殼外部。GPRS無(wú)線通信模塊3通過(guò)對(duì)應(yīng)接口連接GPRS天線。GPS定位模塊2通過(guò)對(duì)應(yīng)接口連接GPRS天線。通過(guò)外置天線擴(kuò)大了無(wú)人機(jī)的通信范圍，保證通信質(zhì)量，同時(shí)有利于數(shù)據(jù)傳輸不丟失。

如圖6-圖7所示，圖6為本實(shí)用新型電源模塊的穩(wěn)壓電路電路原理圖；輸入信號(hào)VIN首先通過(guò)整流二極管D3整流，經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓芯片V1進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)化，開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓芯片V1的輸出端連接低壓差穩(wěn)壓器V2的輸入端，低壓差穩(wěn)壓器V2的輸出端輸出5V穩(wěn)定電壓，圖7為本實(shí)用新型電源模塊的低壓差穩(wěn)壓電路電路原理圖；低壓差穩(wěn)壓器V2的輸出端連接低壓差線性穩(wěn)壓芯片U5，將5V輸入電壓轉(zhuǎn)換成3.3V給GPS芯片U6供電。電源模塊通過(guò)如圖6所示的穩(wěn)壓電路和如圖7所示的低壓差穩(wěn)壓電路層層控制，確保電壓能穩(wěn)定在3.3V的低壓狀態(tài)，電路層次較高，性能更穩(wěn)定。

本實(shí)用新型在在無(wú)人機(jī)起飛前，由地面監(jiān)控中心對(duì)無(wú)人機(jī)監(jiān)控裝置進(jìn)行配置，包括通過(guò)串口模塊，給無(wú)人機(jī)上的主控模塊寫(xiě)入無(wú)人機(jī)的基本信息并存儲(chǔ)；通過(guò)串口模塊給GPRS無(wú)線通信模塊配置IP地址、進(jìn)行頻率設(shè)置；

無(wú)人機(jī)起飛后，GPS模塊獲取無(wú)人機(jī)的定位信息和姿態(tài)信息；按照GPS報(bào)文通訊技術(shù)，根據(jù)所述定位信息和姿態(tài)信息，生成GPS報(bào)文；GPS模塊將所述GPS報(bào)文通過(guò)串口模塊發(fā)送至主控模塊，主控模塊將內(nèi)部存儲(chǔ)的無(wú)人機(jī)的基本信息和GPS報(bào)文進(jìn)行數(shù)據(jù)打包；主控模塊將打包后的數(shù)據(jù)利用串口模塊發(fā)送至GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)模塊。

GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)模塊接收到打包后的數(shù)據(jù)后將打包后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成射頻信號(hào)，利用GPRS接入Internet網(wǎng)絡(luò)，GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)模塊將打包后的數(shù)據(jù)發(fā)送至地面監(jiān)控中心；地面監(jiān)控中心將接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行解析，得到無(wú)人機(jī)的基本信息和GPS報(bào)文，將該無(wú)人機(jī)的基本信息與預(yù)存的該無(wú)人機(jī)的基本信息進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)成功后將該無(wú)人機(jī)的基本信息，對(duì)應(yīng)的GPS報(bào)文進(jìn)行關(guān)聯(lián)；地面監(jiān)控中心根據(jù)所述GPS報(bào)文計(jì)算出該無(wú)人機(jī)的位置信息和飛行軌跡，并顯示給用戶，以供用戶對(duì)該無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

無(wú)人機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)是通過(guò)將衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)模式與傳統(tǒng)通信模式融合在一起，各個(gè)監(jiān)控終端在工作的時(shí)候回傳到監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)。根據(jù)回傳的數(shù)據(jù)生成目錄表格索引，以便方便查詢?cè)O(shè)備工作時(shí)間狀態(tài)?；貍鞯臄?shù)據(jù)要入數(shù)據(jù)庫(kù)。通信寬帶成本降低，并且使得使用范圍提升。

無(wú)人機(jī)的監(jiān)控方法可對(duì)單個(gè)無(wú)人機(jī)的顯示、地圖可以逐級(jí)放大，可顯示當(dāng)前軌跡信息。也可以根據(jù)時(shí)間顯示歷史軌跡信息。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。