[发明专利]一种基于ZigBee的多四旋翼飞行器间的通信方法有效

专利信息
申请号: 202011047548.3 申请日: 2020-09-29
公开(公告)号: CN112261618B 公开(公告)日: 2022-04-08
发明(设计)人: 冒泽慧;吴潇;吕迅竑;姜斌 申请(专利权)人: 南京航空航天大学
主分类号: H04W4/44 分类号: H04W4/44;H04W4/46;H04W4/80;H04W28/10
代理公司: 江苏圣典律师事务所 32237 代理人: 苏一帜
地址: 211106 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 zigbee 多四旋翼 飞行器 通信 方法
【权利要求书】:

1.一种基于ZigBee的四旋翼飞行器通信方法,其特征在于,所述方法用于一种系统,所述系统包括:至少2个四旋翼飞行器和地面站,每个四旋翼飞行器和所述地面站都安装有ZigBee通信模块,ZigBee通信网络由所有四旋翼飞行器和所述地面站的ZigBee通信模块组网形成,每个ZigBee通信模块接入所述ZigBee通信网络时,都分配唯一的网络地址;

所述方法包括:

步骤一、发送端根据传输数据的数据类型和需求信息,将所有传输数据分类并确定对应的接收端类型,其中,所述需求信息中记录了传输数据的流向;

步骤二、所述发送端根据所述接收端类型确定传输信息,并生成带有传输信息和传输数据的组合数据帧,其中,所述传输信息包括:传输类型、传输地址、传输方式;

步骤三、所述发送端所安装的ZigBee通信模块以所述组合数据帧中记录的传输方式,将所述组合数据帧仅发送到所述组合数据帧中传输地址指向的接收端,而其余接收端不可接收;

步骤四、接收端所安装的ZigBee通信模块接收到所述组合数据帧后,将所述组合数据帧由发送帧格式转换为接收帧格式再传输到所述接收端;

所述步骤一,包括:

将所有传输数据根据数据类型和需求分类并确定对应的接收端类型;

其中,当四旋翼飞行器作为发送端时传输的数据类型包括:四旋翼飞行器的位置和速度、四旋翼飞行器的传感器数据和实时状态数据和对某一个四旋翼的指定信息;

当所述地面站作为发送端时传输的数据类型包括:心跳包和指令信息;

四旋翼飞行器的位置和速度在通信网络中实时共享,此类数据接收端类型为ZigBee通信网络中所有四旋翼及所述地面站;

四旋翼飞行器的传感器数据和实时状态数据发送到所述地面站进行远程监测,此类数据的接收端类型为所述地面站;

当任意两架四旋翼之间进行单独通信时,对其中一个四旋翼的指定信息接收端类型为所述指定信息指向的另一个四旋翼;

在所述地面站与四旋翼间创建通信连接以及保持通信连接时,所述地面站周期性地发送心跳包给所有四旋翼来确保是否连接正常,心跳包的接收端类型为ZigBee通信网络中所有四旋翼;所述地面站根据四旋翼的状态和当前需求向不同四旋翼发送指令信息,此类信息的目的只针对一个四旋翼,此类指令信息接收端类型为所述指令信息指向的单独一个四旋翼飞行器;

接收端与所安装的ZigBee通信模块为有线连接,所述通信模块将接收到组合数据帧处理后通过有线传输发送到接收端;

接收端所安装的ZigBee通信模块接收到发送端发送的组合数据帧发送帧形式后,先将发送帧形式转换为接收帧形式,并在传输类型处填入接收类型,传输地址处填入发送端地址,填入发送端地址为作为发送端的地面站或四旋翼地址,然后将所述组合数据帧通过有线传输发送到接收端;

接收端接收到组合数据帧后,通过组合数据帧中的发送端地址识别发送端,即识别此帧数据发送端是地面站或者某四旋翼,并从组合数据帧中的传输数据获取需求数据。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述发送端类型包括:所述地面站或四旋翼飞行器;

所述接收端类型包括:单独一个四旋翼飞行器、所述地面站或通信网络中所有四旋翼飞行器和所述地面站。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤二,生成组合数据帧,包括:

将传输信息作为组合数据帧的外层进行封装;所述传输信息内容包括:传输类型、是否应答标志、传输地址、传输方式、广播半径和保留位,所述传输方式包括:单播或广播;

根据MAVLink通信协议的消息帧形式,封装传输数据并作为组合消息帧的内层;所述组合数据帧内层填写字段包括:传输的具体数据、所述具体数据的类型、发送端的飞行器编号和组件编号、该组合消息帧的序列号、MAVLink起始帧、长度和校验码。

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