【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信，具体为一种基于lora协议的无人机集群无线数传系统与方法。
技术介绍
1、随着无人机技术的迅猛发展，无人机已经成为许多领域中极为关键的工具。要充分利用无人机的优势，实时的数据回传是非常重要的，无人机数传系统的技术突破正在不断推动这一领域的发展。在过去，无人机数据传输主要依赖于一般的无线通信技术，如wi-fi、蓝牙和雷达等，但这些技术存在着诸多限制。例如，wi-fi和蓝牙的传输距离较短且易受干扰，而雷达则较为耗电。为了解决这些问题，科研人员开始探索更广范围和更稳定的数据传输技术。
2、在当今数字化时代，无线通信技术的发展日新月异。lora协议作为一种低功耗、长距离的无线通信协议，解决了现有无人机数传系统存在传输距离短、干扰多、数据传输速率低以及对无人机集群协同作业造成影响等一系列问题，这一技术正逐渐成为物联网领域的热门技术。应用这一技术之后，无人机在农业、航拍、巡逻、运输等领域被广泛应用，其性能与功能也不断提升。为此我们提出一种基于lora协议的无人机集群无线数传系统与方法。
技术实现思路
1、基于无人机数传系统传输距离短、干扰多、数据传输速率低等问题，对无人机集群协同作业造成影响，解决方法包括：
2、提出了一种能够实现多个无人机协同作业、传输距离远、可靠性高，且适用于多种复杂环境下的无线数传系统，即基于lora协议的无人机集群无线数传系统；通过对无人机的自主协同控制，提高无人机数量与协调作业的能力。
3、为实现以上目的，本
4、无人机集群：所述无人机集群包括五架无人机；其中，每架无人机由基于px4的四轴旋翼机与基于树莓派4b的机载计算机组成，并通过uart通信；
5、地面站系统：地面站系统基于x86计算机开发，并通过2.4g无线通信与机载计算机建立通信链路；
6、通信系统：通信系统使无人机能够传递数据和命令；无人机和地面站系统之间使用无线电通信；
7、地面站系统作为接收与转发中心，无人机集群和地面站系统通过无线数传通信，按照通信协议将收到的数据解析并显示，同时将数据实时存储到数据中心，数据中心对所有数据进行存储整合与处理；
8、所述系统采用基于sx1262芯片的亿佰特e22-900t30s模块作为数传的主要核心模块。
9、优选的，所述地面站系统通常为一个计算机和一套通信设备；地面站系统可以与无人机进行通信，并监测其状态和活动；地面站可以接收传感器数据，并在无人机飞行过程中进行实时监测和跟踪。
10、优选的，所述通信系统还可用于接收实时数据流，以及与地面站进行交互，以获取任务、发送和接收命令和调整无人机的行动。
11、优选的，所述核心模块工作频率为850.125～930.125mhz，空中速度为0.3k～62.5k。
12、优选的，所述核心模块具有以下特点：lora扩频技术；空中唤醒；rssi信号强度指示功能；自动中继；通信加密；lbt功能；看门狗。
13、一种基于lora协议的无人机集群无线数传系统的控制方法，lora是一种低功耗、长距离的无线通信技术，可以用于物联网设备之间的通信；数据传输的过程包括以下步骤：数据采集；数据编码；数据加密；lora调制；信号传输；lora解调；解码与解密；数据存储；
14、lora协议支持多连接性，即一个地面站可以同时与多个终端设备进行通信；无人机、地面站与数据中心通过lora协议进行无线通信；通过数据传输的过程来进行多个设备之间的通信；
15、无人机通过自主协同控制，即通过编队控制来使所有无人机调整自己的位置状态以达到规定的几何形状；地面站可视化软件提供了无人机集群控制，用户只需在基于web的可视化页面上提交预期的控制任务（编队控制），即可实现无人机集群的控制。
16、优选的，所述数据传输的过程具体为：
17、①数据采集：通过无人机上的接收器获取需要传输的数据；
18、②数据编码：将采集到的数据通过编码转换为二进制数据；
19、③数据加密：可对数据进行加密以提高安全性；
20、④lora调制：将编码后的数据进行调制，通过不同的频率和时序来表示数字信号的不同值，使之能够在无线通信信道上传输；
21、⑤信号传输：利用lora模块将调制后的信号传输到接收端；
22、⑥lora解调：接收端的lora模块将接收到的信号进行解调以还原数字信号；
23、⑦解码与解密：将解调后的数据进行解码转换为原始数据，并进行解密以还原原始数据；
24、⑧数据存储：将还原的数据进行存储，以供后续的处理或应用。
25、本专利技术提供了一种基于lora协议的无人机集群无线数传系统与方法，具备以下有益效果：
26、1、该基于lora协议的无人机集群无线数传系统与方法，传输距离远、可靠性高；通过采用lora协议进行无线数传，可以实现数百米到数公里的远距离传输，且具有适应复杂信道环境的能力，提高了数据传输的可靠性。
27、2、该基于lora协议的无人机集群无线数传系统与方法，适用于多种复杂环境下的应用场景；lora协议具有低功耗的特点，对于无人机在复杂环境下的长时间工作表现良好，可以胜任更多的应用场景。
28、3、该基于lora协议的无人机集群无线数传系统与方法，可实现多个无人机的协同作业；本专利技术通过应用地面站可视化软件基于web的可视化页面上的控制任务即编队控制，大大提高作业效率与质量，可以胜任更多的飞行任务。
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1.一种基于Lora协议的无人机集群无线数传系统，其特征在于：所述系统包括无人机集群、地面站系统以及通信系统，所述无人机上分别安装有接收器与发射器；
2.根据权利要求1所述的一种基于Lora协议的无人机集群无线数传系统，其特征在于：所述地面站系统通常为一个计算机和一套通信设备；地面站系统可以与无人机进行通信，并监测其状态和活动；地面站可以接收传感器数据，并在无人机飞行过程中进行实时监测和跟踪。
3.根据权利要求2所述的一种基于Lora协议的无人机集群无线数传系统，其特征在于：所述通信系统还可用于接收实时数据流，以及与地面站进行交互，以获取任务、发送和接收命令和调整无人机的行动。
4.根据权利要求3所述的一种基于Lora协议的无人机集群无线数传系统，其特征在于：所述核心模块工作频率为850.125～930.125MHz，空中速度为0.3k～62.5k。
5.根据权利要求4所述的一种基于Lora协议的无人机集群无线数传系统，其特征在于：所述核心模块具有以下特点：Lora扩频技术；空中唤醒；RSSI信号强度指示功能；自动中继；通信加密；L
6.根据权利要求1-5任意所述的一种基于Lora协议的无人机集群无线数传系统的控制方法，其特征在于：Lora是一种低功耗、长距离的无线通信技术，可以用于物联网设备之间的通信；数据传输的过程包括以下步骤：数据采集；数据编码；数据加密；Lora调制；信号传输；Lora解调；解码与解密；数据存储；
7.根据权利要求6所述的一种基于Lora协议的无人机集群无线数传系统的控制方法，其特征在于：所述数据传输的过程具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于lora协议的无人机集群无线数传系统，其特征在于：所述系统包括无人机集群、地面站系统以及通信系统，所述无人机上分别安装有接收器与发射器；
2.根据权利要求1所述的一种基于lora协议的无人机集群无线数传系统，其特征在于：所述地面站系统通常为一个计算机和一套通信设备；地面站系统可以与无人机进行通信，并监测其状态和活动；地面站可以接收传感器数据，并在无人机飞行过程中进行实时监测和跟踪。
3.根据权利要求2所述的一种基于lora协议的无人机集群无线数传系统，其特征在于：所述通信系统还可用于接收实时数据流，以及与地面站进行交互，以获取任务、发送和接收命令和调整无人机的行动。
4.根据权利要求3所述的一种基于lora协议的无人机集群无线数传系统，其特征在于：所述核心模块工作频率为...
【专利技术属性】
技术研发人员：李翔，李泽宇，王振翼，
申请(专利权)人：太原龙翔科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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