一種可編程的無人機地面站通用指令面板的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可編程的無人機地面站通用指令面板，包含MCU控制單元，還包含與MCU控制單元相連的若干個帶顯示功能的按鍵(1)和存儲卡；所述存儲卡用于存儲所述按鍵(1)的顯示驅(qū)動程序；所述MCU用于讀取所述顯示驅(qū)動程序并控制按鍵(1)的顯示，以及采集按鍵(1)的按鍵信息并發(fā)送給主機。本實用新型可以以滿足多型無人機地面站在飛行監(jiān)控、任務(wù)監(jiān)控和鏈路監(jiān)控等不同任務(wù)類型、不同等級控制指令對指令面板的需求。
【專利說明】
一種可編程的無人機地面站通用指令面板
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及無人機地面站操控領(lǐng)域，尤其是涉及無人機地面站控制指令的顯示和發(fā)出，是一種可編程的無人機地面站通用指令面板，可滿足多型無人機地面站對飛行監(jiān)控、對地打擊、高空偵察和鏈路監(jiān)控等不同任務(wù)類型、不同等級控制指令的顯示和發(fā)出需求。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無人機技術(shù)的發(fā)展，無人機在武裝偵察、攻擊打擊和戰(zhàn)場支援等不同任務(wù)需求的牽引下，衍生出各種不同的無人機型號。不同型號的無人機需要配備與之任務(wù)需求對應(yīng)的無人機地面控制站，地面站在執(zhí)行飛行監(jiān)控、任務(wù)監(jiān)控和鏈路監(jiān)控等不同任務(wù)時需要配備專用的指令面板，這樣的發(fā)展模式導(dǎo)致指令面板雖然需求巨大，但是形態(tài)太過多樣化，缺乏統(tǒng)一的平臺。
[0003]近期，隨著無人機地面站“通用化”進(jìn)程的推進(jìn)，“一站控多機”、“一站控多型”的操作方式必將成為未來無人機發(fā)展的大趨勢。地面站的通用化必然需要統(tǒng)一的硬件平臺，指令面板作為地面站內(nèi)控制指令發(fā)出的核心設(shè)備，如何適應(yīng)不同無人機平臺和任務(wù)形態(tài)對指令面板的需求成為一個必須面對的技術(shù)難點。為了解決該問題，本發(fā)明即提供了一種可編程的無人機地面站通用指令面板。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的主要目的是為了提供一種可編程的無人機地面站通用指令面板，以滿足多型無人機地面站在飛行監(jiān)控、任務(wù)監(jiān)控和鏈路監(jiān)控等不同任務(wù)類型、不同等級控制指令對指令面板的需求。通過構(gòu)建統(tǒng)一的指令面板硬件平臺，推動無人機地面站通用化的進(jìn)程。同時，通過更好的軟/硬件人機工程學(xué)設(shè)計，為無人機操作員提供更好的控制指令顯示和發(fā)出方案，提高無人機的操作效率和安全性。
[0005]本實用新型的發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]—種可編程的無人機地面站通用指令面板，包含M⑶控制單元，還包含與M⑶控制單元相連的若干個帶顯示功能的按鍵I和存儲卡；
[0007]所述存儲卡用于存儲所述按鍵I的顯示驅(qū)動程序；
[0008]所述MCU用于讀取所述顯示驅(qū)動程序并控制按鍵I的顯示，以及采集按鍵I的按鍵信息并發(fā)送給主機。
[0009]進(jìn)一步，所述存儲卡還與調(diào)試主機相連，所述調(diào)試主機用于對存儲卡上的顯示驅(qū)動程序進(jìn)行編程。
[0010]優(yōu)選地，所述按鍵I為OLED按鍵。
[0011]進(jìn)一步，所述按鍵I有25個，其中9個為重要指令按鍵2。
[0012]所述重要指令按鍵2上設(shè)有按鍵保護(hù)罩3。
[0013]進(jìn)一步，所述的無人機地面站通用指令面板還包含面板4和后蓋板5，所述按鍵I鑲嵌在面板4上，面板4與后蓋板5相接。
[0014]進(jìn)一步，所述后蓋板5上設(shè)有電源接口 6和串口通訊接口 7。
[0015]進(jìn)一步，所述后蓋板5上還均設(shè)有軟件燒錄口。
[0016]優(yōu)選地，所述無人機地面站通用指令面板呈40°安裝于水平的席位臺面上。
[0017]優(yōu)選地，所述面板4和后蓋板5的下部均設(shè)置有防脫螺栓8和固定卡槽9。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于:提供了一種通用的、完善的無人機指令面板解決方案，可以滿足多型無人機地面站不同任務(wù)類型、不同等級控制指令對指令面板的需求。采用統(tǒng)一硬件平臺和接口，可以有效地降低多型指令面板的研制成本，縮短地面站的研制周期;通過更合理的指令顯示、發(fā)出和故障處理邏輯，提高了無人機操作員的操作效率，保證飛行的安全性。同時，該發(fā)明對無人機地面站通用化進(jìn)程有重大的推動作用。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實用新型中按鍵的布局示意圖；
[0021]圖3為本實用新型的工作原理示意圖；
[0022]圖4為本實用新型中按鍵驅(qū)動邏輯框圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0024]—、無人機地面站通用指令面板的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計
[0025]如圖1所示，一種可編程的無人機地面站通用指令面板主要由帶顯示功能的按鍵
1、MCU控制單元、存儲卡、指示燈、接口，面板4和后蓋板5等組成。無人機地面站通用指令面板以40°安裝于水平的席位臺面上，通過與席位臺和座椅的配合，可有效提高控制面板按鍵操作時的可達(dá)性，并避免與其他操作裝置的干涉。
[0026]本實施例中帶顯示功能的按鍵I選用是目前主流的OLED按鍵，但隨著顯示技術(shù)的不斷進(jìn)步，也可以選擇其他帶顯示功能的按鍵。OLED按鍵可顯示96x64像素的字符，數(shù)字和動畫，按鍵觸感清晰，壽命長達(dá)50000小時，顏色表現(xiàn)力高達(dá)65525色。OLED液晶屏驅(qū)動采用SPI通信接口，可以實現(xiàn)高速同步通信，快速實現(xiàn)畫面更新，實時更新顯示字符，每個OLED顯示屏點陣96x64，刷新頻率60Hz，有效的消除視覺閃爍現(xiàn)象。如圖2所示，在本實施例中，共使用25個單態(tài)OLED按鍵，其中上側(cè)三排(共9個)按鍵作為重要指令按鍵2，可用于設(shè)計重要指令。在重要指令按鍵2上設(shè)置按鍵保護(hù)罩3，可有效防止誤按鍵操作。
[0027]面板4上留有鑲嵌按鈕、電源開關(guān)、電源指示燈和信號指示燈的孔洞。電源開關(guān)10上設(shè)置鎖定功能，電源開關(guān)10、電源指示燈11和信號指示燈12可以設(shè)置在無人機地面站通用指令面板的右上部。后蓋板5上設(shè)置有電源接口 6和串口通訊接口 7，且均采用航插設(shè)計。此外，在后蓋板5上還設(shè)置有軟件燒錄口，并采用防脫蓋板形式，方便指令面板軟件調(diào)試。面板4和后蓋板5的下部設(shè)置有防脫螺栓8和固定卡槽9，可使無人機地面站通用指令面板牢固固定于席位臺上，并方便拆卸更換。
[0028]無人機地面站通用指令面板在結(jié)構(gòu)上采用分層式結(jié)構(gòu)，各層的連接均采用臺階式搭接設(shè)計，可較好地滿足高低溫、震動、沖擊、鹽霧霉菌等環(huán)境適應(yīng)性以及電磁兼容性要求，并順利通過各項試驗。
[0029]二、無人機地面站通用指令面板的工作原理
[0030]無人機地面站通用指令面板作為地面站操作員發(fā)出控制指令的裝置，具備對面板上OLED單態(tài)按鍵顯示內(nèi)容進(jìn)行編程控制，以適應(yīng)多型無人機中不同席位臺的按鍵顯示布局，具備通過OLED按鍵向主機發(fā)送RS422控制指令的功能，其工作原理框圖如圖3所示。
[0031]指令面板的核心器件為MCU控制單元，其主要功能有按鍵顯示控制、按鍵采集和RS422發(fā)送模塊、卡鍵故障處理等等。按鍵顯示控制主要完成按鍵上(或者按鍵下)0LED字符信號的顯示和驅(qū)動，為按鍵標(biāo)識不同的功能;按鍵采集功能為完成25個按鍵的掃描和防抖，在有按鍵按下時，能夠及時響應(yīng)處理，并通過RS422收發(fā)模塊向主機發(fā)出相應(yīng)的鍵值。當(dāng)MCU控制單元檢測到某個按鍵出現(xiàn)卡鍵故障時，可將該故障鍵通訊切斷，并保證其余按鍵通訊正常，以保證飛行安全。
[0032]電源采用24V直流供電，并通過DC/DC模塊轉(zhuǎn)換為3.3V直流電源，給OLED以及其他電路提供供電。面板最大輸入電壓36V，最大輸入電流2.5A。
[0033]RS422收發(fā)模塊采用標(biāo)準(zhǔn)串口模塊，將MCU控制單元采集的按鍵信息轉(zhuǎn)換為RS422信號并發(fā)送到主機，波特率為115200.
[0034]RS232板件通訊模塊主要用于多個指令面板之間的聯(lián)動，通信波特率為9200?？杀ＷC多個指令面板之間在進(jìn)行機型和席位選擇時，能保證機型和席位的一致性。
[0035]OLED按鍵驅(qū)動采用SPI通信接口，可以實現(xiàn)高速同步通信，快速實現(xiàn)畫面更新，實時更新顯示字符。SPI通信引腳D/C、SCK、SDI引腳并聯(lián)驅(qū)動，OLED按鍵的SS選擇腳采用由M⑶控制單元控制，可分別或同時選通25個OLED按鍵。通過SPI接口，使用MCU控制模塊完成OLED按鍵的圖像設(shè)置。OLED按鍵像素點陣為96X64，像素大小0.044X0.263mm，當(dāng)顯示16X 16點陣字體時，可顯示24個漢字，當(dāng)顯示32 X 32點陣字體時，可顯示6個漢字控制單元可以根據(jù)要求刷新圖像信息，利用此操作可以完成復(fù)雜按鍵畫面的互動操作。OLED按鍵邏輯框圖如圖4所示。
[0036]存儲卡采用TF卡的存儲形式，可預(yù)先在TF卡中存儲按鍵需要顯示的內(nèi)容。同時，可以通過USB與調(diào)試計算機相連，對顯示內(nèi)容進(jìn)行編程控制。
[0037]三、無人機地面站通用指令面板的主要功能
[0038]1、無人機地面站通用指令面板按鍵編程和調(diào)試功能
[0039]無人機地面站通用指令面板上的所有按鍵I均為獨立的OLED按鍵，可以以全彩的圖片、文字甚至是視頻來顯示按鍵內(nèi)容，所有按鍵均支持獨立編程和控制。指令面板所有機型和席位對應(yīng)的按鍵布局和顯示內(nèi)容均可以事先燒寫在TF卡中，通過既定邏輯進(jìn)行讀取和顯不。
[0040]當(dāng)指令面板顯示內(nèi)容和布局有變更時，只需取下控制面板上的TF卡或者通過調(diào)試線纜與調(diào)試計算機相連，即可通過專用的調(diào)試軟件更改任意按鍵上的顯示內(nèi)容。
[0041 ] 2、機型選擇與席位選擇功能
[0042]可以通過任意指定兩個按鍵為“機型”和“席位”選擇按鍵，該按鍵以輪循的形式顯示當(dāng)前的機型和席位。不同的機型和席位選擇，對應(yīng)有不同的按鍵布局，以滿足多種機型和不同席位按鍵布局要求。
[0043]3、指令面板間聯(lián)動功能
[0044]當(dāng)席位需要設(shè)置多個無人機地面站通用指令面板，且需要保證多個無人機地面站通用指令面板間機型和席位的一致性時，可通過指令面板上的RS232板間通訊模塊實現(xiàn)多個指令面板之間的聯(lián)動。只需選擇某個無人機地面站通用指令面板的機型和席位，其余指令面板均可自動切換至相應(yīng)機型和席位，保證操作安全性。
[0045]4、指令面板提示語告警功能
[0046]當(dāng)某個按鍵被按下且有控制指令發(fā)出時，該按鍵會高亮，同時信號指示燈變?yōu)榫G色，以此來提示操作員某控制指令已發(fā)出。
[0047]當(dāng)某個按鍵出現(xiàn)“卡鍵”故障無法彈起時，MCU控制單元判定該故障之后，會切斷該按鍵對外的通訊并上報自檢故障信息，同時按鍵高亮提示按鍵故障。此時，其余按鍵均能正常使用，以保證安全性。當(dāng)卡鍵故障解除時，按鍵恢復(fù)正常同時上報自檢正常信息。
[0048]可以理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種可編程的無人機地面站通用指令面板，包含MCU控制單元，其特征在于還包含與MCU控制單元相連的若干個帶顯示功能的按鍵(I)和存儲卡； 所述存儲卡用于存儲所述按鍵(I)的顯示驅(qū)動程序； 所述MCU用于讀取所述顯示驅(qū)動程序并控制按鍵(I)的顯示，以及采集按鍵(I)的按鍵信息并發(fā)送給主機。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機地面站通用指令面板，其特征在于所述存儲卡還與調(diào)試主機相連，所述調(diào)試主機用于對存儲卡上的顯示驅(qū)動程序進(jìn)行編程。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機地面站通用指令面板，其特征在于所述按鍵(I)為OLED按鍵。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機地面站通用指令面板，其特征在于所述按鍵(I)有25個，其中9個為重要指令按鍵(2)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無人機地面站通用指令面板，其特征在于在于所述重要指令按鍵(2)上設(shè)有按鍵保護(hù)罩(3)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機地面站通用指令面板，其特征在于還包含面板(4)和后蓋板(5)，所述按鍵(I)鑲嵌在面板(4)上，面板(4)與后蓋板(5)相接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無人機地面站通用指令面板，其特征在于，所述后蓋板(5)上設(shè)有電源接口(6)和串口通訊接口(7)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無人機地面站通用指令面板，其特征在于所述后蓋板(5)上還均設(shè)有軟件燒錄口。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無人機地面站通用指令面板，其特征在于所述無人機地面站通用指令面板呈40°安裝于水平的席位臺面上。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無人機地面站通用指令面板，其特征在于所述面板(4)和后蓋板(5)的下部均設(shè)置有防脫螺栓(8)和固定卡槽(9)。
【文檔編號】G05B19/042GK205450677SQ201620184094
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月10日
【發(fā)明人】施展, 劉國梁, 王建勇, 傅鳴毅, 李佳, 金耀, 尚航, 石吉利
【申請人】中國航空無線電電子研究所