Komunikační systém pro bezpilotní letouny založený na mobilních sítích

Bc. Vladimír CHUMAN

Diplomová práce

Mobile network based communication system for unmanned aeriea vehicles

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá problematikou bezdrátového komunikačního systému pro bezpilotní prostředky. Jsou zde popsány základní požadavky na komunikační moduly a systém z pohledu strany pozemní stanice a strany autonomního prostředku. Následně je zde realizován návrh plně duplexního přenosu mezi operátorem a bezpilotním prostředkem pomocí vhodného modulárního řešení. V rámci této diplomové práce byl proveden průzkum v technologiích s cílem najít platformu umožňující stavbu takového systému. Jsou zde nastíněny pohledy na technologie používané při stavbě profesionálních hardwarových řešení, ale i nízkonákladové varianty. V praktické části je realizován systém založený na Wi-Fi technologii s podporou 802.11 b/g/n. Jako základ pro tento systém byl použit jednodeskový mikropočítač typu Raspberry Pi, doplněný 3G/4G USB modemem. Pomocí tohoto hardwaru byl pak prakticky realizován systém, který je schopen navázání data linku mezi bezpilotním prostředkem a pozemní stanicí. V rámci něhož je schopen přenášet online video v HD kvalitě, telemetrické data apod. Technologie prezentované v této práci by měli poukazovat na možné řešení komunikačních systémů pro bezpilotní prostředky. Takováto řešení pak lze aplikovat nejenom v rámci bezpilotních letounů, ale všech dálkově ovládaných systémů. Zároveň je zde kladen důraz na modularitu a budoucí rozvoj celého systému, jako jsou technologie pro komunikaci s rojem bezpilotních prostředků, prodlužování dosahu pomocí technologie MESH sítí apod.

Abstract:

This thesis is dealing with an issue of the wireless communication system for unmanned vehicles. It describes basic requirements on communication modules, and the system from point of views of a ground station and an autonomous vehicle. Subsequently, it depicts a draft of a full duplex transfer between an operator and an unmanned vehicle using a suitable module solution. Within this thesis, the technologies have been surveyed to find a platform allowing building such a system. Several views on technologies used while building professional hardware solutions as well as low-cost options have been outlined. In the practical part, the system based on Wi-Fi technology with the 802.11 b/g/n support has been implemented. The single-board computer of the Raspberry Pi series supplemented by 3G/4G USB modem has been used as a basis for this system. Using this hardware that is able to establish a datalink between an unmanned vehicle and a ground station, the system has been practically implemented. Within the system, it is able to transmit online video in HD quality, telemetric data etc. The technologies presented in this thesis should refer to an optional solution of communication systems for unmanned vehicles. These solutions may be used within unmanned aerial vehicles as well as all remotely controlled systems. The emphasis is placed on modularity and future development of the whole system, such as technologies for communication with a swarm of unmanned vehicles, lengthening the range through the MESH network technology etc.

Klíčová slova

bezpilotní letoun, komunikace, video přenos, WiFi, celulární sítě, komunikační systém

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 5. 2019

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 14. 6. 2019
• Vedoucí: Ing. Ivo Veřtát, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta elektrotechnická

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika a informatika / Telekomunikační a multimediální systémy