[发明专利]一种基于无人机和无线设备的应急救援通信网络组网方法

权利要求书

1.一种基于无人机和无线设备的应急救援通信网络组网方法，其特征在于：通信网络包括无人机、空中无线设备、地面无线设备、定位设备和远程基站，所述的无人机挂载空中无线设备，组成空中无线网络；所述的地面无线设备上设置定位设备，组成地面无线网络；通过在地面无线网络、空中无线网络以及远程基站之间建立通讯，为发生灾难的区域提供临时通信网络；所述的空中无线设备和地面无线设备采用无线路由器，所述的定位设备采用GPS定位装置；

组网步骤为：

步骤一、为每个无人机分配唯一的UID，每个无线路由器分配唯一的RID，所有的无线设备具有相同的SSID、信道和兼容协议，无需密码即可连接，工作中的路由器都处于桥接模式；

步骤二、灾害发生后，投递无人机把所有的地面无线设备部署到预定地点，部署完成后投递无人机返回，地面无线设备即处于工作状态，同时投递无人机生成一组RID、(x,y)数据发送到远程基站，x，y分别表示所投递地面无线设备所处的经纬度，(x,y)为预定地点经纬度坐标；

步骤三、在部署地面无线设备的过程中，空中的无人机同时飞往目标位置，飞抵后，无人机处于悬停状态，等待与地面无线设备建立连接，在地面无线设备与空中无人机网络部署的过程中，即开始建立网络连接；

步骤四、在无线网络为灾区提供网络服务的过程中，无人机根据地面用户移动导致的流量变化动态调整位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机和无线设备的应急救援通信网络组网方法，其特征在于：地面无线设备作为提供地面无线网络通讯的基础设施，在灾害发生后，应当首先确定灾区的受灾面积、需求投放的无线设备的数量、位置，然后进行地面无线网络部署，具体步骤为：

(1)派遣一个或多个携带高清摄像头的巡查无人机对灾区进行连续高清图像拍摄，拍摄完成后再对图像进行拼接，根据无人机的高度和摄像头的视角计算受灾面积；

(2)根据拼接后的整个灾区地图，划出所有需要紧急救援的居民区，并计算所有居民区的面积；

(3)测定地面无线设备的覆盖范围S_R，按如下公式计算需要部署的无线设备的数量N₁：

式中，S_i表示灾区第i个灾民集中点的面积；i表示灾区第i个灾民集中点；n表示灾区总的灾民集中点的数量；

(4)根据步骤(2)扫描的结果，确定地面无线设备的部署位置，选点完成后，由投递无人机完成所有地面无线设备的投放。

3.根据权利要求2所述的一种基于无人机和无线设备的应急救援通信网络组网方法，其特征在于：步骤(1)中利用巡查无人机对灾区进行扫描，扫描的方式是无人机沿固定的方向、速度和高度对受灾地区进行连续拍摄高清图像，每两次拍摄的照片必须保持一定的重合区域以保证图像能够完整拼接；步骤(4)中地面无线设备的部署位置选择遵循空旷平坦、地势较高、不容易受二次影响且尽量覆盖居民区的原则。

4.根据权利要求3所述的一种基于无人机和无线设备的应急救援通信网络组网方法，其特征在于：当地面无线设备开始部署的时候，即准备无人机的部署，具体步骤为：

(1)确定需要部署的无人机数量，设地面无线设备的最大数据速率是T₁，挂载到无人机上的空中无线设备最大数据速率是T₂，覆盖半径为R₂，灾区到远程基站的最短距离为D，那么需要的无人机的数量按如下公式计算：

其中，k为根据实际需要额外增配的无人机数量；

(2)确定无人机数量以后，把空中无线设备挂载到无人机，设定无人机目的地，由无人机自动飞行到设定地点。