一种基于FPGA的无人机信息传输系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于FPGA的无人机信息传输系统，包括无人机测控系统和飞行器，所述无人机测控系统和飞行器的通信链路之间连接有任务载荷设备，所述无人机测控系统包括协同航路平台，所述协同航路平台的输入端连接有数据链检测单元，协同航路平台的输出端连接有飞行控制单元；所述飞行器包括FPGA核心控制器，FPGA核心控制器的输出端连接有数据控制站；所述任务载荷设备的输出端还连接有外部任务载荷控制器，所述任务载荷设备还包括载荷数据存储器，所述载荷数据存储器的输出端连接有载荷数据检测模块和载荷状态显示模块，采用层次结构化设计方法，设计了一种基于分布式无线局域网络的数据传输系统，保证了无人机系统有效、可靠的工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信息传输系统
，具体为一种基于FPGA的无人机信息传输系统。
技术介绍
信息的数字化和网络的发展使得人们对信息的处理和传输能力得到了很大的提高，采用传统方式对信息处理和传输，已经无法满足人们对信息的要求，对于通信系统来说，信息的有效性是它的一个重要的特征，所获得的信息时间的延迟对其有效性将会产生巨大的影响，有时甚至会产生负面作用，当前的无人机单机飞行就可能会导致这种情况的出现，而利用无人机组网的工作方式可以从很大程度上使这个问题得到改善。但是，我国无人机系统的研制仍面临诸多挑战。比如，在掌握复杂的无人机技术方面仍存在困难，我国曾在珠海航展上展出过不少无人机模型，但却没有批量生产实体机我国无人机的发展滞后于部队的需要，侦察手段还比较落后，在汉川地震中为了搜救失事直升机，派出上万人进山搜索，在搜救过程中一名民兵不幸牺牲。此外，我国在无人机宽带数据链的研发方面还处于起始阶段，跟国外相比，传输速率低、链路容量小，点对点孤立使用，还未达到由点到面的网络化程度，这严重制约了无人机系统的效能。从整个发展来看，各单位、各军兵种还处在各自为政的状态，缺乏统一的规划和设计，缺乏明确的装备性能路标，平台的通用性、系统的模块化发展与世界先进水平相比差距较大，无人机作战方法和应用较单一，与欧美相比对无人机未来发展的方向和定位尚未明确。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种基于FPGA的无人机信息传输系统，从无人机自组网络的稳健性和无人机数据传输系统的强抗干扰性、高隐蔽性及低截获概率需求出发，采用层次结构化设计方法，设计了一种基于分布式无线局域网络的数据传输系统，可以有效解决
技术介绍
中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于FPGA的无人机信息传输系统，包括无人机测控系统和飞行器，所述无人机测控系统和飞行器的通信链路之间连接有任务载荷设备，所述无人机测控系统包括协同航路平台，所述协同航路平台的输入端连接有数据链检测单元，协同航路平台的输出端连接有飞行控制单元；所述飞行器包括FPGA核心控制器，FPGA核心控制器的输出端连接有数据控制站，所述FPGA核心控制器的输入端连接有无线超距测试单元，FPGA核心控制器的输出端还连接有中心节点单元；所述任务载荷设备的输出端还连接有外部任务载荷控制器，且外部任务载荷控制器的数据端与语音通信系统相连接，所述任务载荷设备还包括载荷数据存储器，所述载荷数据存储器的输出端连接有载荷数据检测模块和载荷状态显示模块，所述载荷数据检测模块与无人机测控系统进行数据交换，载荷状态显示模块与数据控制站进行数据交换。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述协同航路平台包括遥控接收单元，所述遥控接收单元的输出端与中继站链路系统相连接，所述中继站链路系统的数据端与遥控遥测计算机相连接。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述数据链检测单元包括扩频调制器和信道解码器，所述扩频调制器和信道解码器的输出端均连接有功率放大器，所述功率放大器的输出端连接有扩频码生成器。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述飞行控制单元包括数据采集卡，所述数据采集卡的输出端连接有位置编码器，所述位置编码器的输出端与无刷伺服电机相连接，且无刷伺服电机上还设置有电动机控制器，所述电动机控制器的输入端连接有传感器组。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述无线超距测试单元包括图像采集设备，图像采集设备的输出端与图像发射设备相连接，所述图像发射设备的数据端连接有无线信号收发器。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述中心节点单元的输出端连接有用户控制界面，所述用户控制界面包括飞行实时控制器和飞行状况监测器，所述飞行实时控制器和飞行状况监测器的输出端均与地图导航模块相连接。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述载荷数据检测模块的输出端与射频发生器相连接，所述载荷状态显示模块的输出端与数据流处理模块相连接。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述载荷状态显示模块还连接有全景摄像头和伺服系统相连接，所述全景摄像头的输出端连接有数据缓存模块。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该基于FPGA的无人机信息传输系统，无人机测控系统可以划分为测控站和机载设备两部分，但是，由于无人机是机动飞行器，机上有独立的导航与飞行控制系统，随着机上导航与飞行控制系统逐渐完善，以及测控信号数字化的逐步实现，无人机测控系统与传统测控系统的内涵区别逐渐增大，其中数据链包括地面控制站与无人机之间的数据传输以及空中无人机群间的数据共享两部分，而该系统是由无人机测控系统、飞行器和任务载荷三部分组成的，其中，无人机测控系统是无人机系统的生命线，其性能和规模在很大程度上决定了整个无人机系统的性能和规模而空中无人机群之间的数据链传输网络，保证了无人机系统有效、可靠的工作。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术电路结构示意图。图中：1-无人机测控系统；2-飞行器；3-任务载荷设备；4-协同航路平台；5-数据链检测单元；6-飞行控制单元；7-FPGA核心控制器；8-无线超距测试单元；9-中心节点单元；10-载荷数据存储器；11-载荷数据检测模块；12-载荷状态显示模块；13-遥控接收单元；14-中继站链路系统；15-遥控遥测计算机；16-扩频调制器；17-信道解码器；18-功率放大器；19-扩频码生成器；20-数据采集卡；21-位置编码器；22-无刷伺服电机；23-电动机控制器；24-数据控制站；25-图像采集设备；26-图像发射设备；27-无线信号收发器；28-传感器组；29-用户控制界面；30-飞行实时控制器；31-飞行状况监测器；32-地图导航模块；33-语音通信系统；34-射频发生器；35-数据流处理模块；36-外部任务载荷控制器；37-伺服系统；38-全景摄像头；39-数据缓存模块。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例：请参阅图1和图2，本专利技术提供一种技术方案：一种基于FPGA的无人机信息传输系统，包括无人机测控系统1和飞行器2，所述无人机测控系统1和飞行器2的通信链路之间连接有任务载荷设备3，所述无人机测控系统1包括协同航路平台4，所述协同航路平台4包括遥控接收单元13，所述遥控接收单元13的输出端与中继站链路系统14相连接，所述中继站链路系统14的数据端与遥控遥测计算机15相连接，所述协同航路平台4的输入端连接有数据链检测单元5，所述数据链检测单元5包括扩频调制器16和信道解码器17，所述扩频调制器16和信道解码器17的输出端均连接有功率放大器18，所述功率放大器18的输出端连接有扩频码生成器19，协同航路平台4的输出端连接有飞行控制单元6，所述飞行控制单元6包括数据采集卡20，所述数据采集卡20的输出端连接有位置编码器21，所述位置编码器21的输出端与无刷伺服电机22相连接，且无刷伺服电机22上还设置有电动机控制器23，所述电动机控制器23的输入端连接有传感器组28；所述飞行器2包括FPGA核心控制器7，FPGA核心控制器7的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FPGA的无人机信息传输系统，包括无人机测控系统(1)和飞行器(2)，所述无人机测控系统(1)和飞行器(2)的通信链路之间连接有任务载荷设备(3)，其特征在于：所述无人机测控系统(1)包括协同航路平台(4)，所述协同航路平台(4)的输入端连接有数据链检测单元(5)，协同航路平台(4)的输出端连接有飞行控制单元(6)；所述飞行器(2)包括FPGA核心控制器(7)，FPGA核心控制器(7)的输出端连接有数据控制站(24)，所述FPGA核心控制器(7)的输入端连接有无线超距测试单元(8)，FPGA核心控制器(7)的输出端还连接有中心节点单元(9)；所述任务载荷设备(3)的输出端还连接有外部任务载荷控制器(36)，且外部任务载荷控制器(36)的数据端与语音通信系统(33)相连接，所述任务载荷设备(3)还包括载荷数据存储器(10)，所述载荷数据存储器(10)的输出端连接有载荷数据检测模块(11)和载荷状态显示模块(12)，所述载荷数据检测模块(11)与无人机测控系统(1)进行数据交换，载荷状态显示模块(12)与无线信号收发器(27)进行数据交换。

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的无人机信息传输系统，包括无人机测控系统(1)和飞行器(2)，所述无人机测控系统(1)和飞行器(2)的通信链路之间连接有任务载荷设备(3)，其特征在于：所述无人机测控系统(1)包括协同航路平台(4)，所述协同航路平台(4)的输入端连接有数据链检测单元(5)，协同航路平台(4)的输出端连接有飞行控制单元(6)；所述飞行器(2)包括FPGA核心控制器(7)，FPGA核心控制器(7)的输出端连接有数据控制站(24)，所述FPGA核心控制器(7)的输入端连接有无线超距测试单元(8)，FPGA核心控制器(7)的输出端还连接有中心节点单元(9)；所述任务载荷设备(3)的输出端还连接有外部任务载荷控制器(36)，且外部任务载荷控制器(36)的数据端与语音通信系统(33)相连接，所述任务载荷设备(3)还包括载荷数据存储器(10)，所述载荷数据存储器(10)的输出端连接有载荷数据检测模块(11)和载荷状态显示模块(12)，所述载荷数据检测模块(11)与无人机测控系统(1)进行数据交换，载荷状态显示模块(12)与无线信号收发器(27)进行数据交换。2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的无人机信息传输系统，其特征在于：所述协同航路平台(4)包括遥控接收单元(13)，所述遥控接收单元(13)的输出端与中继站链路系统(14)相连接，所述中继站链路系统(14)的数据端与遥控遥测计算机(15)相连接。3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的无人机信息传输系统，其特征在于：所述数据链检测单元(5)包括扩频调制器(16)和信道解码器(17)，所述扩频调制器(16)和信道解码器(17)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春松，
申请(专利权)人：芜湖扬展新材料科技服务有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34