本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于小型機(jī)站的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)技術(shù)的逐漸興起，更多的人關(guān)注無(wú)人機(jī)市場(chǎng)。但與之匹配的小型機(jī)站卻非常少，市面現(xiàn)有的成型的小型機(jī)站遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更少。而在已有的多數(shù)的系統(tǒng)中，功能多不完善。目前最為成熟的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，擁有的傳感器數(shù)量十分有限，同時(shí)只具備wifi遠(yuǎn)程傳輸信號(hào)，遠(yuǎn)程和無(wú)人機(jī)通信以及半自動(dòng)收容無(wú)人機(jī)等功能。實(shí)際應(yīng)用中，現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)wifi連接無(wú)人機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)粗略引導(dǎo)，由于精確度不夠，收容后往往會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)造成磨損。而機(jī)站本身無(wú)法實(shí)現(xiàn)云傳輸，達(dá)不到真正意義上的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。無(wú)法對(duì)外部環(huán)境變化監(jiān)測(cè)，對(duì)于不同環(huán)境下是否適合無(wú)人機(jī)起飛無(wú)法做出判斷。同時(shí)，由于沒(méi)有對(duì)自身系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，導(dǎo)致磨損和故障頻發(fā)，修復(fù)成本很高。因此現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還遠(yuǎn)達(dá)不到用戶所需標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決現(xiàn)有無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)粗略引導(dǎo)，存在精確度低，無(wú)人機(jī)收容后造成對(duì)無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)造成的磨損，同時(shí)，存在無(wú)法檢測(cè)外部環(huán)境對(duì)無(wú)人機(jī)造成影響等問(wèn)題，提供一種應(yīng)用于小型機(jī)站的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

應(yīng)用于小型機(jī)站的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括主控制器、兩個(gè)風(fēng)速傳感器、gps信號(hào)模塊、兩組溫濕度傳感器、4g模塊、wifi模塊、自鎖模塊和虹膜識(shí)別模塊；

所述兩個(gè)風(fēng)速傳感器分別設(shè)置在機(jī)站內(nèi)部和外部，設(shè)置在機(jī)站內(nèi)部的風(fēng)速傳感器通過(guò)用于判斷無(wú)人機(jī)的槳葉是否旋轉(zhuǎn)，設(shè)置在機(jī)站外部的風(fēng)速傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)外部風(fēng)速；

兩組溫濕度傳感器分別設(shè)置在機(jī)站內(nèi)部和外部，外部溫濕度傳感器用于監(jiān)測(cè)機(jī)站外部環(huán)境的溫度和濕度，內(nèi)部溫濕度傳感器用于監(jiān)測(cè)機(jī)站內(nèi)部的溫度和濕度，主控制器根據(jù)內(nèi)部溫濕度傳感器實(shí)時(shí)采集內(nèi)部溫度和濕度值；

所述主控制器通過(guò)采集gps模塊的信號(hào)，實(shí)時(shí)傳輸機(jī)站位置，并將所述機(jī)站位置上傳至云端遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；主控制器通過(guò)4g模塊的信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸機(jī)站內(nèi)部溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)；

所述wifi模塊用于與外部設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和讀出機(jī)站內(nèi)部數(shù)據(jù)；

自鎖模塊設(shè)置在機(jī)站門處，當(dāng)無(wú)人機(jī)出倉(cāng)或收容完成時(shí)，主控制器啟動(dòng)自鎖模塊，將機(jī)站滑蓋鎖?。?/p>

虹膜識(shí)別模塊設(shè)置在機(jī)站內(nèi)部，用于維修人員的身份識(shí)別。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了和無(wú)人機(jī)的遠(yuǎn)程互聯(lián)，并通過(guò)機(jī)站內(nèi)部風(fēng)速傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)準(zhǔn)確降落的二次判斷，充分保證了無(wú)人機(jī)和機(jī)站安全。通過(guò)虹膜識(shí)別技術(shù)和自鎖模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)站自身安全的管理和監(jiān)護(hù)。通過(guò)采用兩組溫濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)外部環(huán)境變化，判斷無(wú)人機(jī)是否適宜出倉(cāng)；內(nèi)部實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度濕度，通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部溫度濕度恒定，保證機(jī)站內(nèi)環(huán)境適宜存儲(chǔ)無(wú)人機(jī)的條件。通過(guò)內(nèi)部攝像頭監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)對(duì)機(jī)站內(nèi)部關(guān)鍵機(jī)械部件監(jiān)測(cè)，保證了機(jī)站的使用壽命和使用安全，在出現(xiàn)意外立即停止工作，并上傳到云服務(wù)端，保證了無(wú)人機(jī)安全。而機(jī)站實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)云端，保證了各項(xiàng)參數(shù)均可以遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了真正意義的遠(yuǎn)程監(jiān)控，并保證安全。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述的無(wú)人機(jī)出倉(cāng)回倉(cāng)的控制方法中機(jī)站的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述的無(wú)人機(jī)出倉(cāng)回倉(cāng)的控制方法中機(jī)站的外殼結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明所述的無(wú)人機(jī)出倉(cāng)回倉(cāng)的控制方法中機(jī)站的升降裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明所述的無(wú)人機(jī)出倉(cāng)回倉(cāng)的控制方法中機(jī)站的歸位裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的無(wú)人機(jī)收容換電裝置中機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的無(wú)人機(jī)收容換電裝置中機(jī)械手夾持部分主視圖；

圖7為本發(fā)明的無(wú)人機(jī)收容換電裝置中機(jī)械手夾持部分示意圖；

圖8為本發(fā)明所述的應(yīng)用于小型機(jī)站的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理框圖。

其中：1、外殼，101、殼體，102、滑蓋，103、滑臺(tái)，104、電動(dòng)滑軌，2、升降裝置，201、升降平臺(tái)，202、滑槽，203、絲杠電機(jī)，3、歸位裝置，301、歸位桿，302、電動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，303、十字轉(zhuǎn)桿，304、推桿，305、耳件，306、擋板，4、換電池裝置，401、機(jī)械手，402、電池管家，403、機(jī)械手搭載平臺(tái)，404、第一夾鉗，405、第二夾鉗，406、第一連接板，407、第二連接板，408、推桿，409、推板，410、外殼體，411、電動(dòng)推桿，5、無(wú)人機(jī)。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一、結(jié)合圖1至圖7說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施為應(yīng)用于小型機(jī)站的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，機(jī)站的具體結(jié)構(gòu)為：包括外殼1，所述外殼1包括殼體101和設(shè)置在殼體101上并相對(duì)殼體101滑動(dòng)的滑蓋102，所述殼體101上端相對(duì)位置設(shè)置有滑臺(tái)103；

所述的滑蓋102和所述殼體101滑動(dòng)配合具體為：所述殼體101上端相對(duì)位置設(shè)置有電動(dòng)滑軌104，所述滑蓋102分為左右兩部分，滑蓋102的左右兩部分的兩端分別和相對(duì)設(shè)置的電動(dòng)滑軌104滑動(dòng)配合實(shí)現(xiàn)開(kāi)合，

設(shè)置在所述外殼1內(nèi)的升降裝置2，所述升降裝置2包括升降平臺(tái)201和驅(qū)動(dòng)升降平臺(tái)201升降的升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述升降平臺(tái)201上開(kāi)有十字型的滑槽202；

設(shè)置在升降平臺(tái)201上的歸位裝置3，所述歸位裝置3包括設(shè)置在升降平臺(tái)201上端面的四個(gè)歸位桿301和設(shè)置在升降平臺(tái)201下端面的歸位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；四個(gè)歸位桿301分別和升降平臺(tái)201上的十字型的滑槽202的一端垂直設(shè)置，所述歸位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)穿過(guò)十字型的滑槽202的四端和四個(gè)歸位桿301固定連接，通過(guò)歸位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)四個(gè)歸位桿301向同步內(nèi)或向外運(yùn)動(dòng)；

還包括控制器，所述控制器控制電動(dòng)滑軌104、升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和歸位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施方式中，所述換電池裝置4包括和所述殼體101上的滑臺(tái)103滑動(dòng)配合的機(jī)械手搭載平臺(tái)403、固定設(shè)置在機(jī)械手401搭在平臺(tái)下端的機(jī)械手401以及通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)設(shè)置在升降平臺(tái)201上端面的電池管家402；

本實(shí)施方式所述的歸位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：固定在升降平臺(tái)201下端面和十字型的滑槽202中心位置相對(duì)應(yīng)的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)302；

中心位置和所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)302固定連接的十字轉(zhuǎn)桿303；

四個(gè)推桿304，所述四個(gè)推桿304的一端分別和十字轉(zhuǎn)桿303的一個(gè)端部鉸接，所述四個(gè)推桿304的另一端分別和一個(gè)耳件305鉸接；

以及分別和四個(gè)耳件305連接的四個(gè)擋板306，所述四個(gè)擋板306分別穿過(guò)升降平臺(tái)201上的滑槽202的四端和四個(gè)歸位桿301固定連接。

本實(shí)施方式所述電動(dòng)滑軌104結(jié)構(gòu)為：將齒輪與電機(jī)輸出軸固連，齒輪齒條與滑蓋102固連，齒輪與齒條嚙合，滑蓋的側(cè)緣與導(dǎo)軌上的滑塊連接。動(dòng)力來(lái)自于電機(jī)，利用齒輪齒條傳動(dòng)，通過(guò)控制電機(jī)，使滑蓋可以在導(dǎo)軌上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施方式所述的升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括絲杠電機(jī)203和絲杠，所述升降平臺(tái)201分別和均勻分布的多個(gè)絲杠的一端螺紋連接，多個(gè)絲杠的另一端分別和一個(gè)絲杠電機(jī)203連接。

本實(shí)施方式所述的升降平臺(tái)201為方形升降平臺(tái)201，所述絲杠的數(shù)量為四個(gè)，分別和升降平臺(tái)201的四角處配合。

本實(shí)施方式所述的機(jī)械手搭載平臺(tái)403上設(shè)置有紅外對(duì)管。對(duì)機(jī)械手搭載平臺(tái)403提供定位保障，使偏差縮小到實(shí)現(xiàn)功能所能接受的范圍內(nèi)。紅外對(duì)管利用紅外線發(fā)射裝置發(fā)射紅外光束，當(dāng)接收未檢測(cè)到發(fā)出信號(hào)時(shí)，機(jī)械手搭載平臺(tái)403在系統(tǒng)的控制下進(jìn)行歸位，當(dāng)接收端檢測(cè)到紅外信號(hào)時(shí)，機(jī)械手搭載平臺(tái)403停止運(yùn)動(dòng)，完成歸位。

結(jié)合圖5至圖7說(shuō)明本實(shí)施方式，所述機(jī)械手401包括：

固定在機(jī)械手搭載平臺(tái)403下端面的外殼體410；

設(shè)置外殼體410內(nèi)的推板409；

上端和推板409下端面鉸接的第一連接板406和第二連接板407；

分別與第一連接板406和第二連接板407另一端鉸接的第一夾鉗404和第二夾鉗405，所述第一夾鉗404和第二夾鉗405上端交叉鉸接設(shè)置，鉸接處設(shè)置有扭簧，并且兩端和所述外殼體410連接，扭簧自然狀態(tài)時(shí)，所述第一夾鉗404和第二夾鉗405處于夾緊狀態(tài)，所述第一夾鉗404和第二夾鉗405下端位于外殼外部，所述第一連接板406、第二連接板407、第一夾鉗404和第二夾鉗405構(gòu)成平行四邊形機(jī)構(gòu)；

一端和推板409上端面固定連接的推桿408，所述推桿408上端穿過(guò)外殼體410上端面和機(jī)械手搭載平臺(tái)403；

以及固定在機(jī)械手搭載平臺(tái)403上端面的電動(dòng)推桿411，所述電動(dòng)推桿411和所述推桿408上端配合驅(qū)動(dòng)推桿408上下運(yùn)動(dòng)；

所述機(jī)械手右側(cè)的l型桿件為觸頭，用于按動(dòng)電池開(kāi)關(guān)，焊在機(jī)械手401外殼體410上，該型號(hào)無(wú)人機(jī)的電池需要先短按，再長(zhǎng)按啟動(dòng)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)通過(guò)升降平臺(tái)201的升降來(lái)完成。

本發(fā)明利用扭簧，使機(jī)械手401在未被驅(qū)動(dòng)時(shí)，就處于夾緊狀態(tài)。電動(dòng)推桿工作時(shí)，機(jī)械手401處于放開(kāi)狀態(tài)。

具體實(shí)施方式二、結(jié)合圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)具體實(shí)施方式一中所述的機(jī)站的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括主控制器、兩組風(fēng)速傳感器、gps信號(hào)模塊、兩組溫濕度傳感器、4g模塊、wifi模塊、攝像頭模塊、自鎖模塊、和虹膜識(shí)別模塊；

風(fēng)速傳感器一個(gè)安置在機(jī)站內(nèi)部，通過(guò)采集風(fēng)速傳感器值判斷無(wú)人機(jī)的槳葉是否旋轉(zhuǎn)，以便于控制出倉(cāng)回收等操作。另一個(gè)安置在機(jī)站外部，用于檢測(cè)外部風(fēng)速，判斷是否無(wú)人機(jī)適合在當(dāng)前天氣條件下起飛。內(nèi)部風(fēng)速傳感器值在3.0m/s～4.5m/s時(shí)，則可判斷無(wú)人機(jī)槳葉旋轉(zhuǎn)，如低于1.5m/s可判斷槳葉停轉(zhuǎn)。外部風(fēng)速傳感器值大于17m/s時(shí)，則無(wú)人機(jī)不可起飛。低于17m/s時(shí)，無(wú)人機(jī)可以正常起飛。

溫濕度傳感器在機(jī)站內(nèi)部各外部各設(shè)置一個(gè)。外部溫濕度傳感器主要用于監(jiān)測(cè)機(jī)站外部環(huán)境的溫度和濕度，判斷是否可以正常出倉(cāng)。當(dāng)外部溫度低于閾值(-5℃)時(shí)，不適宜無(wú)人機(jī)飛行，機(jī)站則不會(huì)打開(kāi)滑蓋，不會(huì)使無(wú)人機(jī)起飛。內(nèi)部溫濕度傳感器主要用于監(jiān)測(cè)機(jī)站內(nèi)部的溫度和濕度。主控制器根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的內(nèi)部溫度值，通過(guò)pid算法控制調(diào)節(jié)，配合制冷發(fā)熱裝置，實(shí)時(shí)保證機(jī)站內(nèi)部溫度處在合理閾值(10℃-20℃)范圍內(nèi)，以保護(hù)無(wú)人機(jī)和電池以及機(jī)站內(nèi)部的電子設(shè)施正常工作。

gps模塊安置在機(jī)站內(nèi)部，主控制器通過(guò)采集gps信號(hào)，實(shí)時(shí)傳輸機(jī)站位置。主控制器也可上傳至云端控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)則可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)站位置。

4g模塊信號(hào)安置在機(jī)站內(nèi)部，主控制器通過(guò)4g信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸機(jī)站內(nèi)傳感器數(shù)據(jù)。主控制器實(shí)時(shí)采集和分析4g信號(hào)的穩(wěn)定程度，當(dāng)信號(hào)較弱時(shí)，主控制器控制4g模塊信號(hào)旋轉(zhuǎn)以便找到最佳信號(hào)位置(3-5格信號(hào))。

wifi模塊安置在機(jī)站內(nèi)部，主要用于外部設(shè)備的接入，便于遠(yuǎn)程控制和讀出機(jī)站內(nèi)部數(shù)據(jù)，主要方便維護(hù)工作者的工作需要。

攝像頭模塊安置在機(jī)站內(nèi)部，攝像頭模塊用于實(shí)時(shí)傳輸外部圖像。當(dāng)機(jī)站結(jié)構(gòu)被外力強(qiáng)制破壞時(shí)，可以記錄破壞人的頭像或體貌特征，并實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)上傳至云端遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。主控制器通過(guò)simplecv算法優(yōu)化處理圖像數(shù)據(jù)，內(nèi)部處理后將最高質(zhì)量的圖像上傳至云端服務(wù)器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

自鎖模塊主要安置在機(jī)站門處，當(dāng)出倉(cāng)或收容完成時(shí)，自鎖模塊啟動(dòng)，將機(jī)站開(kāi)口鎖住。開(kāi)鎖的方式除了主控制器內(nèi)部指令控制外，若想從外部開(kāi)鎖需要配套的一一對(duì)應(yīng)的射頻芯片。此模塊在嵌入式系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)管理范圍內(nèi)，當(dāng)機(jī)站出現(xiàn)意外或故障時(shí)，主控制器可以控制自鎖模塊鎖定。

虹膜識(shí)別模塊安置在機(jī)站內(nèi)部，主要用于維修人員的身份識(shí)別。當(dāng)虹膜身份確認(rèn)時(shí)，自鎖開(kāi)關(guān)打開(kāi)，以便于維修人員的維護(hù)。

本實(shí)施方式中，還包括led顯示屏，主控制器控制led顯示屏實(shí)時(shí)顯示整合過(guò)的風(fēng)速、溫濕度數(shù)據(jù)等，led顯示屏上分布顯示機(jī)站的安全情部(正?；蚬收?，gps信息(經(jīng)緯度的坐標(biāo))。

本實(shí)施方式中，機(jī)站內(nèi)部還包括對(duì)內(nèi)外部溫濕度傳感器、外部風(fēng)速傳感器數(shù)值的監(jiān)測(cè)功能等。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳感器數(shù)據(jù)的不同閾值，來(lái)判斷機(jī)站或者傳感器功能是否異常。若外部溫濕度傳感器或風(fēng)速傳感器數(shù)據(jù)過(guò)大(例如超過(guò)100℃或風(fēng)速大于50m/s等)，主控制器判斷傳感器故障。此時(shí)主控制器控制機(jī)站相關(guān)電機(jī)，連動(dòng)機(jī)械裝置將機(jī)站封閉。同時(shí)啟動(dòng)自鎖模塊，主控制器控制其鎖定，等待維修人員的到來(lái)。

本實(shí)施方式所述的主控制器為單片機(jī)。

本實(shí)施方式所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)搭載采用操作系統(tǒng)的主控制器，采集安裝在機(jī)站內(nèi)部的傳感器數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示在機(jī)站屏幕上并進(jìn)行機(jī)站動(dòng)作前的校對(duì)和判斷，同時(shí)上傳數(shù)據(jù)至云端服務(wù)器控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，方便遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控，同時(shí)也方便維修人員的維護(hù)管理。