无人机自组网通信系统基于MESH自组网的无线应急通信解决方案

随着无人机技术的蓬勃发展，无人机目前已广泛应用于应急、工业、农业、巡检、救援等多个领域。现阶段运用的是用单架无人机的执行任务，由于这种方式是单机作业，如果任务的作业面积比较大，无人机需要多次往返，多次转场才能覆盖任务区域，耗时较长、效率还是相对比较低；有些地方受制于地形因素限制无人机和地面控制站的通信等诸方面的限制，无人机还无法到达作业区域，影响任务展开区域。相比单架无人机存在的这些问题，无人机自组网系统在解决上述问题时候，具有诸多优势，例如：

●多无人机相互协作完成对任务环境的感知，通过自组网技术实现多无人机之间的信息的快速传递共享，完成对任务区域的大范围监测。

●当视距通信陷入盲区时候，可以通过多机中继实现无死角覆盖。

●无人机群系统不依赖于单独的个体，当部分个体离开或加入群系统时，整个群系统仍具有一定的完整性，可继续执行任务等。

无人机集群超视距自组网通信系统是一种具有分布式、无中心、自组织、多业务、远距离、精准定位等 显著技术特点的动态自治性局部区域无线通信网络。

支持集群中成员的动态加入和退出， 满足了无人机集群大规模、高动态情况下的协同通信需求，也适用于解决各种复杂和特殊环境下的网络通信。

      无人机自组网是由无人机担当网络节点组成的具有任意性、临时性和自治性网络拓扑的动态自组织网络系统。作为网络节点，每架无人机都配备移动自组网络通信模块，既具有路由功能，又具有报文转发功能，可以通过无线连接构成任意的网络拓扑。每架无人机在该网络中兼具任务节点和中继节点两种功能：作为任务节点，可在地面控制站或其他无人机的指令控制下执行任务意图；作为中继节点，可根据网络的路由策略和路由表参与路由维护和分组转发工作。

解决方案：

1.移动指挥（车队动中通）方案

车队移动中通信是车队通信、运输的基本需求，不论是小组作业还是物资运输，指挥员都需要实时了解和掌握车队行进状况。

自组网设备可支持行进间车辆动态组网，可适应城市、山区等复杂地形条件下车队的动中通，可支持车队行进态势、电话会议、视频会议、共享电子白板等多媒体指挥调度功能。

2.抢险救灾应急通信解决方案

当发生重大灾害（如地震、海啸、洪水、泥石流、重大交通事故等）时，通常伴随的都是通信等基础设施的损毁和瘫痪，平时使用的通信手段基本失效，受灾地区基本处于一个信息孤岛的状态，而一个有力的指挥通讯系统是有效开展抢险救灾行动的必要条件。

自组网设备可以迅速在受灾现场展开部署，快速搭建指挥通信网络，为救灾指挥提供实时信息，指挥部可以藉此迅速了解掌握受灾及损失状况，合理部署救灾资源，制定救灾方案、统一指挥各救灾单位联合工作，采取有力措施迅速展开救灾行动,减少灾害损失。

无人机自组网方案特点：

无人机自组网除具有独立组网、自组织、动态拓扑、无约束移动、多跳路由等一般自组网网络本身的技术特点以外，还具有以下的任务使用特点。

1.适用于复杂地形、非视距应用

     单架无人机容易受到地形或其他环境影响，无法实现无人机和地面的实时通信。但无人机自组网中每个无人机都可作为中继机，可以实现复杂地形下和非视距的应用。

2.适用于远距离作业覆盖

     由于地球曲率影响，无线电视距传播受到极大的影响，再加上基站周围地形因素的影响，往往通信距离小于50km。当使用无人机自组网通信链路时，离基站近的无人机除了承担任务机的角色以外，还承担着中继机的角色。当加入中继功能后，数据链的通信距离范围可以到150-200km，免去了无人机往返作业及转场的次数，提高了任务效率。

3.抗干扰能力强

     自组网网络使所有无人机集群间不再是简单的链式结构，即使在链中的环节出现故障，无人机整个系统也不会瘫痪，这就意味着无人机系统的抗干扰能力得到了大幅提高。

4.智能化程度高

     无人机自组网能够及时感知网络变化，自动配置或重构网络，保证数据链路的实时连通，具有高度的自治性和自适应能力。另外，无人机自组网可以实现信息共享，能够将所接受的信息进行处理，并自主决策，实现执行任务智能化。

5.功能多样

     无人机自组网后就具有所有终端的功能，各无人机优势互补、分工协作，形成整体，获得比单机更好的执行任务。

6.多路高清数据传输

     一次任务可实现多次传统任务。如图2、图3所示，此任务以无人机环境保护监测为例，由于环境监测面积较大，采用四架无人机同时进行环境保护作业，地面与无人机控制距离达到50km，无人机与无人机控制距离达到150km，四架无人机可同时采集FHD视频并实时回传地面站。若发现环境异常等情况，可派遣多架无人机前往现场上空进行多角度数据采集，同时可避免数据链因地形复杂、山体遮挡造成失联的情况发生。

      HanhGk-2110065WJ自组网无人机节点设备是一款体积小、重量轻、组网灵活、快速部署、宽覆盖远距离、可靠抗干扰、频谱配置和组网方式灵活、 体积小巧低功耗；提供点对点、点对多点、MESH组网的超长距离无线图像数据一体传 输功能的系列产品，传输距离30-50公里空对地传输. 满足HHGK系列不同形态产品自由组网、具有自动选择路由，自组织、自愈合，自动实现多拓扑工作形态特性；满足高带宽、自建网络需求特种应用场合使用.满足多种复杂环境的高品质音视频数据传输，可广泛应用于空域应急指挥、救援、电力、路政等领域.满足客户在旋翼、固定翼、复合翼、伞翼、扑翼、无人飞艇、氢气球、地面站等多类产品领域；

组网灵活-快速部署

无中心自组成建网，载波带宽灵活可配；具有自动选择路由特性，自组织、自愈合，自动实现多拓扑工作形态-支持如点对多点、链状、网状、混合等任意网络拓扑结构；

核心技术

Hanhgk-H.265+动态压缩编码技术、基于OFDM技术和MESH多跳自组网技术、1.2Mbps传输25帧/s1080高清画质图像；

结构优势

尺寸小（70*50*16mm）、重量轻（105g ）、满足时速300下高数据带宽稳定传输、多业务扩展、组网灵活、快速部署；

组网承载

吞吐量支持 70Mbps、支持中继能力9跳，64个网格节点自组网接入规模、支持动中通工作模式；

动态选择路由

节点可随机快速移动，系统拓扑可随之快速变化更新，动态重构路由，实时智能更新，组建不同形态自组网络；

互联互通

全IP设计，内置 GPS/北斗定位 支持串口透传功能、提供WEB控制界面，支持包括视频观看，语音 对讲和地图信息显示等综合功能；预留5G/4G多卡聚合网关、天通卫星接入模块；

加密模式

提供隧道加密 加密方式DES56/AES128/AES256（可选配）、预留加密机通道;

定制化功能

支持设备频率定制开发、发射功率2W-10W可定制、信号输入支持HDMI 、网络接口.工作频段200MHz-2.5GHz可定制、信号带宽5/10/20/40MHz可调。