一种基于无人机集群通信中同频组网方法与流程

1.本发明涉及无人机航拍技术领域，具体是一种基于无人机集群通信中同频组网方法。


背景技术：

2.同频组网(sfn，same frequency net)是一种实现零漫游的组网方式，被gartner称为wlan第四代技术。同频组网把网络中的多台物理ap虚拟成一台大的“虚拟ap”，从sta(station，无线工作站)端看，多台ap组成的一个同频组是“一台大ap”，从而sta在移动过程中认为自己一直关联在同一台ap上，无需进行漫游，达到“零漫游”的效果；sta实际关联在哪台物理ap上，由ac根据信号强度和网络负载等因素决策，sta从一台ap切换关联到另一台ap过程中，sta无感知，通信不受影响。
3.现有技术中，通过无人机监控员工生产操作是否规范时，可能因为无人机自身配置问题，导致监控预警无法及时传递出去，为此，现提供一种基于无人机集群通信中同频组网方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于无人机集群通信中同频组网方法。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于无人机集群通信中同频组网方法，包括以下步骤：
6.步骤s1：建立员工名单，建立同频组网；
7.步骤s2：建立无人机与同频组网之间的连接，获取备选无人机；通过无人机监控员工的生产操作，判断其生产操作是否安全合规，监测员工的生产操作是否存在违规动作；
8.步骤s3：当无人机监测到员工存在违规动作时，生成相应的预警信号，并将预警信号递交至预警模块，由预警模块作出相应处理；
9.步骤s4：若检测到无人机无法将预警信号递交至预警模块，则通过同频组网，将预警信号递交至备选无人机，通过备选无人机将预警信号递交至预警模块，由预警模块作出相应处理。
10.进一步的，所述员工名单包括员工序号、姓名、性别、年龄和特征值；员工序号由姓名、性别和年龄加密组合构成；特征值用于存储员工的面部信息。
11.进一步的，建立同频组网的过程为：
12.生产车间设置有不同的作业区域，根据生产车间的作业区域划分载波频率，规定各个作业区域的载波频率范围；
13.设置多台无线访问节点；
14.无线访问节点设置有bssid和密钥，bssid和密钥都具有唯一性，且密钥由64位十六进制数字组成；
15.根据无线访问节点所处位置，将处于同一作业区域的无线访问节点划分至同一载
波频率，即将所述无线访问节点划分至一个同频组中；
16.同频组中的无线访问节点使用同一ssid。
17.进一步的，建立无人机与同频组网连接的方式包括主动建立和被动建立。
18.进一步的，所述主动建立的过程为：
19.设置周期t1；
20.将无人机需要连接的无线访问节点的ssid记作目标id；
21.无人机根据目标id生成探测信号，并根据周期t1，定期广播探测信号；
22.当ssid为目标id的无线访问节点接收到探测信号后，回复自身的bssid和支持传输速率；
23.无人机接收到无线访问节点回复的bssid和支持传输速率后，根据支持传输速率和无线访问节点回复时的信号强度，获取需要连接无线访问节点的bssid，将需要连接的无线访问节点标记为目标节点，并将所述bssid标记为待连接id；
24.获取目标节点的密钥，并生成身份认证信号，发送至bssid为待连接id的无线访问节点，经由所述无线访问节点身份认证通过后，无人机再根据自身参数生成关联请求，所述自身参数包括无人机支持传输速率和接入认证种类，其中，接入认证种类包括psk认证、mac认证和无需认证；
25.将关联请求发送至所述无线访问节点，由无线访问节点根据关联请求判断无人机是否需要接入认证，若关联请求中的接入认证种类为无需认证，则该无人机不需要接入认证，直接接入同频组网，进行通信；若关联请求中的接入认证种类为psk认证或mac认证，则对该无人机进行psk认证或mac认证，认证通过后，该无人机接入同频组网，进行通信；若认证失败，则生成二级预警信号，并将二级预警信号递交至预警模块；
26.若所述无线访问节点对接收到的身份认证信号不予通过，则无人机身份认证失败，生成一级预警信号，将一级预警信号发送至预警模块，由预警模块做出相应处理。
27.进一步的，所述被动建立的过程为：
28.设置周期t2；
29.无线访问节点根据自身的bssid及ssid生成广播信息，根据周期t2定期发送广播信息；
30.无人机在接收到广播信息后，筛选出为目标id的无线访问节点，并标记为可访问节点，再根据可访问节点发送广播信息时的信号强度，获取合适的无线访问节点的bssid，将所述无线访问节点标记为目标节点，同时，将所述bssid标记为待连接id；
31.获取目标节点的密钥，生成身份认证信号，并将身份认证信号发送至目标节点，目标节点对该无人机进行身份认证，若身份认证不予通过，则生成一级预警信号，并将一级预警信号递交至预警模块，由预警模块做出相应处理；若身份认证通过，则无人机根据自身参数生成关联请求，并将关联请求发送至目标节点，目标节点根据关联请求判断该无人机是否需要进行接入认证，若不需要接入认证，则该无人机直接接入同频组网；若需要接入认证，则根据关联请求对其进行接入认证，若接入认证通过，则该无人机接入同频组网，若认证失败，则生成二级预警信号。
32.进一步的，获取备选无人机的过程为：
33.获取同一同频组网中的无线访问节点，生成相应的节点集合point；
34.分别获取各个无线访问节点之间的数据传输时间，生成时间集合t
p
；
35.获取同一无线访问节点上连接的无人机的mac地址，生成相应的地址集合mac
uav
，其中，且可直接通过mac地址指代无人机；
36.分别获取各个无人机与无线访问节点之间的数据传输时间，生成时间集合tu；
37.根据时间集合t
p
和时间集合tu生成时间集合t
u-u
，用于记录各个无人机之间的数据传输时间；
38.设定数值x，根据时间集合t
u-u
将其他无人机与当前无人机数据传输时间从小到大依次进行排序，获取前x个的无人机作为当前无人机的备用无人机；并根据大小排序，依次将备用无人机标记为第一备用无人机、第二备用无人机、
……
、第x备用无人机；
39.设定周期t3，根据周期t3对时间集合t
u-u
进行更新，并根据新的时间集合t
u-u
获取无人机新的备用无人机。
40.进一步的，监测员工的生产操作中是否存在违规动作的过程为：
41.无人机设置有摄像头和警报装置；
42.摄像头用于获取员工的生产操作画面，实时分析摄像头捕获的画面，判断员工是否存在违规动作，若检测到员工存在违规动作，则根据员工的面部信息获取该员工的员工序号，并根据员工序号生成三级预警信号，并将预警信号递交至预警模块，由预警模块作出相应处理；
43.同时对该无人机进行检测处理：
44.设置时间阈值和警告阈值；
45.将生成三级预警信号时刻标记为起始时刻，从起始时刻开始计时，当计时时间到达时间阈值时，任检测到相同员工序号的员工存在违规动作，则再次生成三级预警信号，递交至预警模块，并开始计数，将本次预警记作1，若计数到达警告阈值，则判断该无人机无法将预警信号传递至预警模块，则该无人机将预警信号递交至第一备用无人机，由第一备用无人机将预警信号递交至预警模块，且第一备用无人机自行进行检测处理，若第一备用无人机成功将预警信号递交至预警模块，则无需进行后续处理，若第一备用无人机无法将预警信号递交至预警模块，则第一备用无人机回复失败信号，当该无人机接受到失败信号后，将预警信号递交至第二备用无人机，由第二备用无人机将预警信号递交至预警模块；
46.重复以上操作，直至将预警信号递交至预警模块；
47.若该无人机和备用无人机均递交失败，则所述无人机通过警报装置进行警报。
48.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本方法通过设置备选无人机，使无人机在监控员工生产操作时，若检测到员工存在违规动作，且无法将预警信息传递出去时，可通过将预警信息传递至备选无人机，通过备选无人机将预警信息传递出去。
附图说明
49.图1为本发明的流程图。
具体实施方式
50.如图1所示，一种基于无人机集群通信中同频组网方法，包括以下步骤：
51.步骤s1：建立员工名单，建立同频组网；
52.步骤s2：建立无人机与同频组网之间的连接，获取备选无人机；通过无人机监控员工的生产操作，判断其生产操作是否安全合规，监测员工的生产操作是否存在违规动作；
53.步骤s3：当无人机监测到员工存在违规动作时，生成相应的预警信号，并将预警信号递交至预警模块，由预警模块作出相应处理；
54.步骤s4：若检测到无人机无法将预警信号递交至预警模块，则通过同频组网，将预警信号递交至备选无人机，通过备选无人机将预警信号递交至预警模块，由预警模块作出相应处理；
55.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，建立员工名单的过程为：
56.所述员工名单包括员工序号、姓名、性别、年龄和特征值；其中，员工序号由姓名、性别和年龄加密组合构成，确保了员工序号的唯一性；所述特征值用于存储员工的面部信息；
57.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，建立同频组网的过程为：
58.生产车间设置有不同的作业区域，各个作业区域进行不同类型的作业；
59.根据生产车间的作业区域划分载波频率，规定各个作业区域的载波频率范围；
60.设置多台无线访问节点；
61.无线访问节点设置有bssid和密钥，bssid和密钥都具有唯一性，且密钥由64位十六进制数字组成；
62.根据无线访问节点所处位置，将处于同一作业区域的无线访问节点划分至同一载波频率，即将所述无线访问节点划分至一个同频组中；
63.同频组中的无线访问节点使用同一信道，并通过信道传输数据；同时，同频组中的无线访问节点使用同一ssid；
64.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，建立无人机与同频组网连接的过程为：
65.所述建立连接包括主动建立和被动建立；
66.所述主动建立的过程为：
67.设置周期t1；
68.将无人机需要连接的无线访问节点的ssid记作目标id；
69.无人机根据目标id生成探测信号，并根据周期t1，定期广播探测信号；
70.当ssid为目标id的无线访问节点接收到探测信号后，回复自身的bssid和支持传输速率；
71.无人机接收到无线访问节点回复的bssid和支持传输速率后，根据支持传输速率和无线访问节点回复时的信号强度，获取需要连接无线访问节点的bssid，将需要连接的无线访问节点标记为目标节点，并将所述bssid标记为待连接id；
72.获取目标节点的密钥，并生成身份认证信号，发送至bssid为待连接id的无线访问节点，经由所述无线访问节点身份认证通过后，无人机再根据自身参数生成关联请求，所述自身参数包括无人机支持传输速率和接入认证种类，其中，接入认证种类包括psk认证、mac认证和无需认证；
73.将关联请求发送至所述无线访问节点，由无线访问节点根据关联请求判断无人机是否需要接入认证，若关联请求中的接入认证种类为无需认证，则该无人机不需要接入认证，直接接入同频组网，进行通信；若关联请求中的接入认证种类为psk认证或mac认证，则
对该无人机进行psk认证或mac认证，认证通过后，该无人机接入同频组网，进行通信；若认证失败，则生成二级预警信号，并将二级预警信号递交至预警模块；
74.若所述无线访问节点对接收到的身份认证信号不予通过，则无人机身份认证失败，生成一级预警信号，将一级预警信号发送至预警模块，由预警模块做出相应处理；
75.其中，所述身份认证过程为：
76.目标节点在接收到身份认证信号后，生成密文a，使用密钥对密文a进行加密，加密后获得密文b，将密文b发送至无人机，无人机根据获取的目标节点的密钥，对密文b进行解密，解密后获得密文c，将密文c发送至目标节点，若密文c与密文a一致，则身份认证通过，若密文c与密文a不同，则身份认证不予通过；
77.所述被动建立的过程为：
78.设置周期t2；
79.无线访问节点根据自身的bssid及ssid生成广播信息，根据周期t2定期发送广播信息；
80.无人机在接收到广播信息后，筛选出为目标id的无线访问节点，并标记为可访问节点，再根据可访问节点发送广播信息时的信号强度，获取合适的无线访问节点的bssid，将所述无线访问节点标记为目标节点，同时，将所述bssid标记为待连接id；
81.获取目标节点的密钥，生成身份认证信号，并将身份认证信号发送至目标节点，目标节点对该无人机进行身份认证，若身份认证不予通过，则生成一级预警信号，并将一级预警信号递交至预警模块，由预警模块做出相应处理；若身份认证通过，则无人机根据自身参数生成关联请求，并将关联请求发送至目标节点，目标节点根据关联请求判断该无人机是否需要进行接入认证，若不需要接入认证，则该无人机直接接入同频组网；若需要接入认证，则根据关联请求对其进行接入认证，若接入认证通过，则该无人机接入同频组网，若认证失败，则生成二级预警信号；
82.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，获取备选无人机的过程为：
83.获取同一同频组网中的无线访问节点，生成相应的节点集合point＝{point1，point2，
……
，pointn}，其中，n为正整数；
84.分别获取各个无线访问节点之间的数据传输时间，生成时间集合分别获取各个无线访问节点之间的数据传输时间，生成时间集合其中，m和n均为正整数，即表示pointm和pointn之间的数据传输时间；
85.获取同一无线访问节点上连接的无人机的mac地址，生成相应的地址集合mac
uav
＝{uav1，uav2，
……
，uavn}，其中，n为正整数，且可直接通过mac地址指代无人机，即uavi可直接指代mac地址为uavi的无人机；
86.分别获取各个无人机与无线访问节点之间的数据传输时间，生成时间集合tu＝{t1，t2，
……
，tn}，其中，n为正整数，tn即表示uavn与无线访问节点之间的数据传输时间；
87.根据时间集合t
p
和时间集合tu生成时间集合生成时间集合用于记录各个无人机之间的数据传输时间，其中，m、n、i和j均为正整数，即表示与pointm连接的uavi和与pointn连接的uavj之间的数据传输时间；
88.设定数值x，根据时间集合t
u-u
将其他无人机与当前无人机数据传输时间从小到大依次进行排序，获取前x个的无人机作为当前无人机的备用无人机；并根据大小排序，依次将备用无人机标记为第一备用无人机、第二备用无人机、
……
、第x备用无人机；
89.设定数值x＝3，根据时间集合t
u-u
获取其中与pointn连接的无人机uavi相关的数据传输时间，例如，对所述相关数据传输时间按照从小到大进行排序，依次获取前x个数据传输时间，根据所述数据传输时间中的下标，获取无人机uavi的备用无人机，若前3个数据传输时间从小到大依次为则将与pointn连接的uav3、uav7和uav
11
标记uavi的备用无人机，且uav3为第一备用无人机，uav7为第二备用无人机，uav
11
为第三备用无人机；
90.设定周期t3，根据周期t3对时间集合t
u-u
进行更新，并根据新的时间集合t
u-u
获取无人机的备新用无人机；
91.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，监测员工的生产操作中是否存在违规动作的过程为：
92.无人机设置有摄像头和警报装置；
93.摄像头用于获取员工的生产操作画面，实时分析摄像头捕获的画面，判断员工是否存在违规动作，若检测到员工存在违规动作，则根据员工的面部信息获取该员工的员工序号，并根据员工序号生成三级预警信号，并将预警信号递交至预警模块，由预警模块作出相应处理；
94.同时对该无人机进行检测处理：
95.设置时间阈值ta和警告阈值tx；
96.将生成三级预警信号时刻标记为起始时刻，从起始时刻开始计时，当计时时间到达时间阈值ta时，任检测到相同员工序号的员工存在违规动作，则再次生成三级预警信号，递交至预警模块，并开始计数，将本次预警记作1，若计数到达警告阈值tx，则判断该无人机无法将预警信号传递至预警模块，则该无人机将预警信号递交至第一备用无人机，由第一备用无人机将预警信号递交至预警模块，且第一备用无人机自行进行检测处理，若第一备用无人机成功将预警信号递交至预警模块，则无需进行后续处理，若第一备用无人机无法将预警信号递交至预警模块，则第一备用无人机回复失败信号，当该无人机接受到失败信号后，将预警信号递交至第二备用无人机，由第二备用无人机将预警信号递交至预警模块；
97.重复以上操作，直至将预警信号递交至预警模块；
98.若该无人机和备用无人机均递交失败，则所述无人机通过警报装置进行警报；
99.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种基于无人机集群通信中同频组网方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1：建立员工名单，建立同频组网；步骤s2：建立无人机与同频组网之间的连接，获取备选无人机；通过无人机监控员工的生产操作，判断其生产操作是否安全合规，监测员工的生产操作是否存在违规动作；步骤s3：当无人机监测到员工存在违规动作时，生成相应的预警信号，并将预警信号递交至预警模块，由预警模块作出相应处理；步骤s4：若检测到无人机无法将预警信号递交至预警模块，则通过同频组网，将预警信号递交至备选无人机，通过备选无人机将预警信号递交至预警模块，由预警模块作出相应处理。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机集群通信中同频组网方法，其特征在于，所述员工名单包括员工序号、姓名、性别、年龄和特征值；员工序号由姓名、性别和年龄加密组合构成；特征值用于存储员工的面部信息。3.根据权利要求2所述的一种基于无人机集群通信中同频组网方法，其特征在于，建立同频组网的过程为：生产车间设置有不同的作业区域，根据生产车间的作业区域划分载波频率，规定各个作业区域的载波频率范围；设置多台无线访问节点；无线访问节点设置有bssid和密钥，bssid和密钥都具有唯一性，且密钥由64位十六进制数字组成；根据无线访问节点所处位置，将处于同一作业区域的无线访问节点划分至同一载波频率，即将所述无线访问节点划分至一个同频组中；同频组中的无线访问节点使用同一ssid。4.根据权利要求3所述的一种基于无人机集群通信中同频组网方法，其特征在于，建立无人机与同频组网连接的方式包括主动建立和被动建立。5.根据权利要求4所述的一种基于无人机集群通信中同频组网方法，其特征在于，所述主动建立的过程为：设置周期t1；将无人机需要连接的无线访问节点的ssid记作目标id；无人机根据目标id生成探测信号，并根据周期t1，定期广播探测信号；当ssid为目标id的无线访问节点接收到探测信号后，回复自身的bssid和支持传输速率；无人机接收到无线访问节点回复的bssid和支持传输速率后，根据支持传输速率和无线访问节点回复时的信号强度，获取需要连接无线访问节点的bssid，将需要连接的无线访问节点标记为目标节点，并将所述bssid标记为待连接id；获取目标节点的密钥，并生成身份认证信号，发送至bssid为待连接id的无线访问节点，经由所述无线访问节点身份认证通过后，无人机再根据自身参数生成关联请求，所述自身参数包括无人机支持传输速率和接入认证种类，其中，接入认证种类包括psk认证、mac认证和无需认证；将关联请求发送至所述无线访问节点，由无线访问节点根据关联请求判断无人机是否
需要接入认证，若关联请求中的接入认证种类为无需认证，则该无人机不需要接入认证，直接接入同频组网，进行通信；若关联请求中的接入认证种类为psk认证或mac认证，则对该无人机进行psk认证或mac认证，认证通过后，该无人机接入同频组网，进行通信；若认证失败，则生成二级预警信号，并将二级预警信号递交至预警模块；若所述无线访问节点对接收到的身份认证信号不予通过，则无人机身份认证失败，生成一级预警信号，将一级预警信号发送至预警模块，由预警模块做出相应处理。6.根据权利要求5所述的一种基于无人机集群通信中同频组网方法，其特征在于，所述被动建立的过程为：设置周期t2；无线访问节点根据自身的bssid及ssid生成广播信息，根据周期t2定期发送广播信息；无人机在接收到广播信息后，筛选出为目标id的无线访问节点，并标记为可访问节点，再根据可访问节点发送广播信息时的信号强度，获取合适的无线访问节点的bssid，将所述无线访问节点标记为目标节点，同时，将所述bssid标记为待连接id；获取目标节点的密钥，生成身份认证信号，并将身份认证信号发送至目标节点，目标节点对该无人机进行身份认证，若身份认证不予通过，则生成一级预警信号，并将一级预警信号递交至预警模块，由预警模块做出相应处理；若身份认证通过，则无人机根据自身参数生成关联请求，并将关联请求发送至目标节点，目标节点根据关联请求判断该无人机是否需要进行接入认证，若不需要接入认证，则该无人机直接接入同频组网；若需要接入认证，则根据关联请求对其进行接入认证，若接入认证通过，则该无人机接入同频组网，若认证失败，则生成二级预警信号。7.根据权利要求6所述的一种基于无人机集群通信中同频组网方法，其特征在于，获取备选无人机的过程为：获取同一同频组网中的无线访问节点，生成相应的节点集合point；分别获取各个无线访问节点之间的数据传输时间，生成时间集合t
p
；获取同一无线访问节点上连接的无人机的mac地址，生成相应的地址集合mac
uav
，其中，且可直接通过mac地址指代无人机；分别获取各个无人机与无线访问节点之间的数据传输时间，生成时间集合t
u
；根据时间集合t
p
和时间集合t
u
生成时间集合t
u-u
，用于记录各个无人机之间的数据传输时间；设定数值x，根据时间集合t
u-u
将其他无人机与当前无人机数据传输时间从小到大依次进行排序，获取前x个的无人机作为当前无人机的备用无人机；并根据大小排序，依次将备用无人机标记为第一备用无人机、第二备用无人机、
……
、第x备用无人机；设定周期t3，根据周期t3对时间集合t
u-u
进行更新，并根据新的时间集合t
u-u
获取无人机新的备用无人机。8.根据权利要求7所述的一种基于无人机集群通信中同频组网方法，其特征在于，监测员工的生产操作中是否存在违规动作的过程为：无人机设置有摄像头和警报装置；摄像头用于获取员工的生产操作画面，实时分析摄像头捕获的画面，判断员工是否存在违规动作，若检测到员工存在违规动作，则根据员工的面部信息获取该员工的员工序号，
并根据员工序号生成三级预警信号，并将预警信号递交至预警模块，由预警模块作出相应处理；同时对该无人机进行检测处理：设置时间阈值和警告阈值；将生成三级预警信号时刻标记为起始时刻，从起始时刻开始计时，当计时时间到达时间阈值时，任检测到相同员工序号的员工存在违规动作，则再次生成三级预警信号，递交至预警模块，并开始计数，将本次预警记作1，若计数到达警告阈值，则判断该无人机无法将预警信号传递至预警模块，则该无人机将预警信号递交至第一备用无人机，由第一备用无人机将预警信号递交至预警模块，且第一备用无人机自行进行检测处理，若第一备用无人机成功将预警信号递交至预警模块，则无需进行后续处理，若第一备用无人机无法将预警信号递交至预警模块，则第一备用无人机回复失败信号，当该无人机接受到失败信号后，将预警信号递交至第二备用无人机，由第二备用无人机将预警信号递交至预警模块；重复以上操作，直至将预警信号递交至预警模块；若该无人机和备用无人机均递交失败，则所述无人机通过警报装置进行警报。

技术总结
本发明公开了一种基于无人机集群通信中同频组网方法，涉及无人机航拍技术领域，建立员工名单，建立同频组网；建立无人机与同频组网之间的连接，获取备选无人机；通过无人机监控员工的生产操作，判断其生产操作是否安全合规，监测员工的生产操作是否存在违规动作；当无人机监测到员工存在违规动作时，生成相应的预警信号，并将预警信号递交至预警模块，由预警模块作出相应处理；若检测到无人机无法将预警信号递交至预警模块，则通过同频组网，将预警信号递交至备选无人机，通过备选无人机将预警信号递交至预警模块，由预警模块作出相应处理；本方法通过设置备选无人机，从而避免了无人机自身无法传递信息的问题。人机自身无法传递信息的问题。人机自身无法传递信息的问题。


技术研发人员：吴子羽 吴利峰
受保护的技术使用者：深圳安谱信息技术有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/8/28