一種無人機的射頻信道并行檢測裝置及方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術公開了一種無人機的射頻信道并行檢測裝置及方法，裝置包括多個射頻模塊、多個射頻微機模塊、總控微機模塊、實時時鐘模塊。該裝置將無人機常用的2.4GHz通信頻段劃分成42個信道，然后并行測量每個信道的RSSI以及時間，根據測量的結果利用無人機信號與背景噪聲的RSSI的差異以及無人機信號的帶寬特點來檢測無人機，其中無人機信號主要包括圖傳信號以及遙控器信號。另外該裝置還能檢測出無人機遙控器信號的跳頻序列，根據跳頻序列可以進一步識別出無人機的型號。本發(fā)明專利技術提出的一種無人機的射頻信道并行檢測裝置及方法具有成本低，探測精度高，裝置結構簡單方便部署等優(yōu)點，可以有效地檢測和識別出無人機，能夠廣泛應用和部署在各種需要檢測無人機的區(qū)域。

Radio frequency channel parallel detection device and method for unmanned aerial vehicle

The invention discloses a radio frequency channel parallel detection device and a method of an unmanned air vehicle, wherein the device comprises a plurality of radio frequency modules, a plurality of radio frequency microcomputer modules, a master control microcomputer module and a real-time clock module. The device will be 2.4GHz UAV communication band is divided into 42 common channel, and each channel parallel measurement time and RSSI, according to the measurement results using the difference of UAV signal and background noise of RSSI and the bandwidth of the signal characteristics of UAV to detect UAV, the UAV signal including image transmission and remote control signal signal. In addition, the device can detect the frequency hopping sequence of the UAV remote control signal, and can further identify the UAV model according to the frequency hopping sequence. A UAV radio channel provided by the invention is a parallel detection device and method has the advantages of low cost, high detection precision, has the advantages of convenient deployment device has the advantages of simple structure, can effectively detect and identify UAVs, and can be widely used to detect UAV deployment in various areas.

【技術實現步驟摘要】
一種無人機的射頻信道并行檢測裝置及方法
本專利技術涉及無人機檢測及信號檢測領域，具體涉及一種針對無人機的射頻信道并行檢測裝置及方法。
技術介紹
近年來，隨著小型無人機的用途越來越廣泛以及無人機愛好者數量越來越多，無人機數量迅速增長，由此而導致的無人機“黑飛”現象越來越多。無人機的飛行高度使其能夠飛越絕大多數的障礙物，并可以對關鍵區(qū)域進行高清圖像回傳以及跟蹤拍攝，甚至部分經過改裝的無人機可以擁有非法投放違禁違規(guī)物品的能力從而易被不法人員利用，用于販毒、走私、實施暴力恐怖活動等，這對國家和個人的隱私與人身安全造成了巨大的威脅。同時，由于無人機多數體積較小且飛行高度較低，導致常用的雷達探測手段往往無法檢測和識別出無人機，從而無法探測一些敏感空域是否存在非法無人機入侵，另外一些常用的信號分析設備由于成本高、效用低，導致無法廣泛應用于各種需要防御和探測無人機的場所和區(qū)域。因此，如何能找到一種成本低又能及時有效地對無人機進行檢測和識別，是目前防御制止大量無人機“黑飛”現象出現的一大難題。
技術實現思路
針對現有無人機檢測和識別手段的不足，本專利技術公開了一種無人機的射頻信道并行檢測裝置及方法，該裝置將無人機常用的2.4GHz通信頻段劃分成42個信道，然后并行測量每個信道的RSSI以及時間，根據測量的結果利用無人機信號與背景噪聲的RSSI的差異以及無人機信號的帶寬特點來檢測無人機，其中無人機信號主要包括圖傳信號以及遙控器信號。另外該裝置還能檢測出遙控器信號的跳頻序列，根據跳頻序列可以進一步識別出無人機的型號。本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的：一種無人機的射頻信道并行檢測裝置，該裝置包括多個射頻模塊、多個射頻微機模塊、總控微機模塊、實時時鐘模塊；射頻模塊用于檢測無人機通信頻段上不同信道的信號強度指示RSSI，每個射頻模塊負責檢測一個信道，每個射頻模塊與一個射頻微機模塊相連，射頻微機模塊負責讀取每個射頻模塊測量得到的信道RSSI；實時時鐘模塊與射頻微機模塊相連，用于記錄射頻模塊測量信道RSSI的時刻；多個射頻微機模塊同時與總控微機模塊相連，總控微機模塊負責收集無人機通信頻段上所有信道的RSSI，從而達到并行檢測無人機多個信道的目的。進一步地，所述的射頻模塊基于A7125芯片并通過外接天線來接收射頻信號。射頻微機模塊采用STC12C5A60S2，每個射頻微機模塊控制一個射頻模塊。總控微機模塊采用STC12C5A60S2，總控微機模塊用于匯聚各個射頻微機模塊讀取的信道RSSI數據，同時負責與計算機進行連接并將數據發(fā)送給PC。一種無人機的射頻信道并行檢測方法，包括以下步驟：步驟一，射頻信道并行檢測裝置將2.4GHz到2.484GHz的頻段帶寬分成42個不重疊的信道進行并行檢測，每個信道帶寬是2MHz，并對這42個信道進行編號，共有42個射頻模塊分別負責檢測其中一個信道。射頻模塊的工作模式為接收模式負責測量待檢測信道的RSSI，與每個射頻模塊相連的射頻微機模塊負責讀取射頻模塊測量到的信道RSSI，同時與射頻微機模塊相連的實時時鐘模塊負責記錄射頻模塊測量信道RSSI的時間，然后射頻微機模塊將讀取到的信道的RSSI以及對應的時間打包發(fā)送給與之相連的總控微機模塊，總控微機模塊將收集到的各信道的RSSI以及對應的測量時間發(fā)送給計算機。步驟二，在確保沒有無人機的情況下，利用射頻信道并行檢測裝置測量的信道RSSI計算出每個信道的背景噪聲RSSI。步驟三，在檢測無人機信號過程中，利用射頻信道并行檢測裝置實時測量各個信道的RSSI，根據步驟二計算得出的背景噪聲RSSI，并利用無人機信號與背景噪聲RSSI的差異以及無人機信號的帶寬特點來檢測和區(qū)分出無人機信號，從而檢測出周圍是否有無人機存在，其中無人機信號主要包括無人機圖傳信號以及無人機遙控器信號。進一步地，所述步驟二中，計算每個信道背景噪聲RSSI的過程是：首先，各射頻模塊獲取當前周圍空間內的各信道的RSSI值，然后剔除各信道中與每個信道自身測得的大部分的RSSI相差較大的信道RSSI值后，求出各信道的RSSI平均值，該RSSI平均值即為該信道的背景噪聲RSSI，其中背景噪聲信號指除了無人機信號以外的所有2.4GHz信號。每個信道的背景噪聲RSSI每隔一段時間將會根據上述計算過程重新計算，重新計算的時間間隔可根據需要進行人為設定。進一步地，所述步驟三具體為：當射頻信道并行檢測裝置周圍出現無人機時，無人機會向地面控制站發(fā)送圖傳信號，同時無人機會接收地面發(fā)送過來的遙控器信號，這些與無人機有關的信號與背景噪聲信號疊加，將導致射頻信道并行檢測裝置檢測到的信道RSSI值增大，從而大于信道的背景噪聲RSSI，另外無人機圖傳信號和遙控器信號的RSSI不同，同時無人機圖傳信號和遙控器信號通信時的帶寬也不一樣，這些與無人機有關的信號分布在2.4GHz到2.483GHz頻段上，所以可以根據檢測到的各信道的RSSI與背景噪聲RSSI的差異及其所占有的信道帶寬是否滿足無人機通信時的帶寬來檢測是否有無人機信號存在，同時還能分辨出無人機圖傳信號以及遙控器信號占用了哪些信道。進一步地，所述步驟三中，將無人機的遙控器信號分辨出來之后，根據各個信道檢測RSSI時的時間可以將無人機遙控器信號通信時的跳頻序列檢測出來，由于不同型號無人機與遙控器通信時信號的跳頻序列都是不一樣的，所以可以根據檢測出來的無人機遙控信號跳頻序列來進一步識別出無人機的型號等信息。本專利技術的有益技術效果是：本專利技術針對目前常用的射頻探測設備如低空雷達、信號分析等設備成本高、結構復雜不易于大規(guī)模部署以及探測的效用低等缺點，提出了一種無人機的射頻信道并行檢測裝置及方法，具有成本低，探測精度高，裝置結構簡單方便部署等優(yōu)點，可以有效地檢測和識別出無人機，能夠廣泛地應用于各種需要防御和探測無人機的場所及區(qū)域。附圖說明圖1是本專利技術裝置的結構框圖；圖2是本專利技術方法的流程示意圖。具體實施方式下面結合附圖以及實施例對本專利技術作進一步詳細說明。如圖1所示描述了一種無人機的射頻信道并行檢測裝置，該裝置包括42個射頻模塊、42個射頻微機模塊、總控微機模塊、實時時鐘模塊。射頻模塊用于檢測無人機通信頻段上不同信道的信號強度指示RSSI，每個射頻模塊負責檢測一個信道，每個射頻模塊與一個射頻微機模塊相連，射頻微機模塊負責讀取每個射頻模塊測量得到的信道RSSI，實時時鐘模塊與射頻微機模塊相連，用于記錄射頻模塊測量信道RSSI的時刻，多個射頻微機模塊同時與總控微機模塊相連，總控微機模塊負責收集所有測量得到的無人機通信頻段上的信道RSSI，從而達到并行檢測無人機多個信道的目的。所述的射頻模塊是基于A7125芯片并通過外接天線來接收射頻信號。射頻微機模塊采用STC12C5A60S2，每個射頻微機模塊控制一個射頻模塊。射頻模組的CE、CSN、IRQ口分別與射頻微機模塊STC12C5A60S2的P0.2、P0.1、P0.0相連，作為數據傳輸口。射頻模塊的MOSI、MISO、SCK分別與射頻微機模塊的MOSI/P1.5、MISO/P1.6、SCLK口相連。所述的總控微機模塊也采用STC12C5A60S2，總控微機模塊通過RxD2和TxD2和射頻微機模塊的RxD2和TxD2相連，用于匯聚各個射頻微機模塊本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無人機的射頻信道并行檢測裝置，其特征在于，該裝置包括多個射頻模塊、多個射頻微機模塊、總控微機模塊、實時時鐘模塊；射頻模塊用于檢測無人機通信頻段上不同信道的信號強度指示RSSI，每個射頻模塊負責檢測一個信道，每個射頻模塊與一個射頻微機模塊相連，射頻微機模塊負責讀取每個射頻模塊測量得到的信道RSSI；實時時鐘模塊與射頻微機模塊相連，用于記錄射頻模塊測量信道RSSI的時刻；多個射頻微機模塊同時與總控微機模塊相連，總控微機模塊負責收集無人機通信頻段上所有信道的RSSI，從而達到并行檢測無人機多個信道的目的。

【技術特征摘要】
1.一種無人機的射頻信道并行檢測裝置，其特征在于，該裝置包括多個射頻模塊、多個射頻微機模塊、總控微機模塊、實時時鐘模塊；射頻模塊用于檢測無人機通信頻段上不同信道的信號強度指示RSSI，每個射頻模塊負責檢測一個信道，每個射頻模塊與一個射頻微機模塊相連，射頻微機模塊負責讀取每個射頻模塊測量得到的信道RSSI；實時時鐘模塊與射頻微機模塊相連，用于記錄射頻模塊測量信道RSSI的時刻；多個射頻微機模塊同時與總控微機模塊相連，總控微機模塊負責收集無人機通信頻段上所有信道的RSSI，從而達到并行檢測無人機多個信道的目的。2.根據權利要求1所述的一種無人機的射頻信道并行檢測裝置，其特征在于，所述的射頻模塊基于A7125芯片并通過外接天線來接收射頻信號。射頻微機模塊采用STC12C5A60S2，每個射頻微機模塊控制一個射頻模塊。總控微機模塊采用STC12C5A60S2，總控微機模塊用于匯聚各個射頻微機模塊讀取的信道RSSI數據，同時負責與計算機進行連接并將數據發(fā)送給PC。3.一種基于權利要求1所述裝置的無人機的射頻信道并行檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一，射頻信道并行檢測裝置將2.4GHz到2.484GHz的頻段帶寬分成42個不重疊的信道進行并行檢測，每個信道帶寬是2MHz，并對這42個信道進行編號，共有42個射頻模塊分別負責檢測其中一個信道。射頻模塊的工作模式為接收模式負責測量待檢測信道的RSSI，與每個射頻模塊相連的射頻微機模塊負責讀取射頻模塊測量到的信道RSSI，同時與射頻微機模塊相連的實時時鐘模塊負責記錄射頻模塊測量信道RSSI的時間，然后射頻微機模塊將讀取到的信道的RSSI以及對應的時間打包發(fā)送給與之相連的總控微機模塊，總控微機模塊將收集到的各信道的RSSI以及對應的測量時間發(fā)送給計算機。步驟二，在確保沒有無人機的情況下，利用射頻信道并行檢測裝置測量的信道RSSI計算出每個信道的背景噪聲RSSI。步驟三，在檢測無人機信號過程中，利用射頻信道并行檢測裝置實時測量各個信道的RSSI，根據步驟二...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：陳積明，梁超，史治國，史秀紡，程鵬，徐天晴，陳浩錕，陳愷，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江,33