一种基于总线通讯的小型无人飞行器控制系统

1.一种基于总线通讯的小型无人飞行器控制系统，其特征在于：以CAN总线网络作为信息通讯的基础，使用基于统一的总线通讯协议的总线设备，所述的总线设备包括数传电台、总线传感器、飞控电脑、电源系统、舵机、任务设备和数据记录仪，所述的总线设备分别连接于CAN总线网络的接口，并与所述的CAN总线网络进行双向通讯，所述的总线设备分别以共享型冗余或排他型冗余工作。
2.根据权利要求1所述的基于总线通讯的小型无人飞行器控制系统，其特征在于：所述的CAN总线网络包括有四根传输电缆，所述的四根传输电缆分别是电源正极VCC，电源负极GND，信号线CAN-H，信号线CAN-L，所有的总线设备使用相同标准的接口相互连接。
3.根据权利要求1所述的基于总线通讯的小型无人飞行器控制系统，其特征在于：所述的CAN总线网络具有多个设备接口。
4.根据权利要求1所述的基于总线通讯的小型无人飞行器控制系统，其特征在于：还包括设备组态管理系统，所述的设备组态管理系统与所述的CAN总线网络的接口连接，并与所述的CAN总线网络进行双向通讯，所述的设备组态管理系统用于绑定各个总线设备消费关系，还用于对总线设备进行地址分配、工作速率定义、总线设备参数的初始化、定义各个总线设备之间的生产者数据和消费者数据的映射关系。
5.根据权利要求1所述的基于总线通讯的小型无人飞行器控制系统，其特征在于：还包括地面站管理系统，所述的地面站管理系统与所述的CAN总线网络的接口连接，并与所述的CAN总线网络进行双向通讯，所述的地面站管理系统是所述飞控电脑的数据生产者，也是所述总线设备的数据消费者，用于制定小型无人飞行器的飞行计划，并将计划生成的飞行轨迹数据和任务数据通过地面的CAN总线网络由地面的数传电台发送到机载的CAN总线网络上，由所述的飞控电脑保存并执行所述的轨迹和任务。
6.根据权利要求1所述的基于总线通讯的小型无人飞行器控制系统，其特征在于：所述的总线设备是分别具有计算能力和通讯能力的智能设备，可以完成设备之间数据生产者和消费者关系的映射。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的基于总线通讯的小型无人飞行器控制系统，其特征在于：所述的数传电台为有两个，其中一个数传电台为备用，采用的是排他型冗余设备，实现空中总线网络和地面总线网络桥接工作。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的基于总线通讯的小型无人飞行器控制系统，其特征在于：所述的飞控电脑用于采集来自总线的传感器数据，并根据地面站管理系统的指令或者自身程序控制来实时地计算飞行器的姿态、方向和速度，向总线上广播舵机和任务系统的控制指令；所述的飞控电脑为两个，以排他型冗余的方式工作。
9.根据权利要求1-6任意一项所述的基于总线通讯的小型无人飞行器控制系统，其特征在于：所述的总线传感器包括基于CAN总线网络的多个传感器，所述的传感器包括GPS传感器、温度传感器、转速传感器、气压传感器和由磁罗盘、陀螺仪、加速度传感器组合而成的基于总线通讯的AHRS惯性测量单元。
10.根据权利要求9所述的基于总线通讯的小型无人飞行器控制系统，其特征在于：所述的采集GPS数据的CAN总线GPS传感器为一个或多个，当GPS传感器为多个时，以共享型冗余方式工作，所述的GPS传感器可以各自独立地工作，并同时将各自采集的GPS数据广播到CAN总线上，GPS数据的消费者可以优先使用总线其中一个GPS传感器的数据，也可以同时使用所述两个GPS传感器的数据做集合运算。
11.根据权利要求1-6任意一项所述的基于总线通讯的小型无人飞行器控制系统，其特征在于：所述的舵机为一个或多个，当所述的舵机为多个时，可以分为多组，以共享型冗余方式工作，所述的舵机由总线直接控制；所述的舵机是一种双向通讯的设备，它不仅能接受来自CAN总线的控制指令，还能实时的向CAN总线反馈它自身的状态；所述的舵机可以完成相互自检、相互备份，当某个舵机出现故障时，系统可自动隔离该舵机，该舵机以随动方式运行，提高整个系统的安全性。
12.根据权利要求1-6任意一项所述的基于总线通讯的小型无人飞行器控制系统，其特征在于：所述的电源系统为两个，所述的两个电源系统以共享型冗余方式工作。
13.根据权利要求1-6任意一项所述的基于总线通讯的小型无人飞行器控制系统，其特征在于：所述的总线数据记录仪将CAN总线上所有传递的数据记录到内置的非易失性存储器中，同时提供无线电信标的功能，可用于数据回放，事故分析和飞行器定位，所述的总线数据记录仪本身具有后备电池。
14.根据权利要求1-6任意一项所述的基于总线通讯的小型无人飞行器控制系统，其特征在于：所述的任务设备包括总线云台，总线摄像机和总线照相机，总线开伞设备，所述的任务设备由所述的飞控电脑或者直接由地面站管理系统控制工作，所述的任务设备可以根据需要配置成共享型冗余设备。

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