一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统的制作方法

1.本发明涉及无人机运行识别技术领域，特别涉及一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统。


背景技术：

2.随着无人驾驶航空器(以下简称无人机)在我国的逐渐普及，航空安全和公共安全也面临着新的挑战，为促进无人机产业的快速健康发展、保障无人机航空安全与公共安全，无人机行业迫切需要对无人机进行科学有效合理的管理，而其中的关键则是对无人机进行运行识别和数据监视。
3.无人机系统运行识别通过面向运行场景和运行风险分析进行可靠识别飞行，以达到降低航空活动出现碰撞风险的目的，在遵守实施成本和国际技术及标准的兼容下，确保无人机系统的运行安全、数据运行识别高效执行与共享，从而提升无人机的安全水平和运行效率。
4.但是，现有的无人机基本都是以飞控为核心进行，依靠外接机载端微型计算机处理无人机状态信息，对外接机载端微型计算机造成了不必要的负担，大大降低了无人机运行识别和数据监视的效率，影响了无人机整体性能。
5.因此，如何提供一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明针对上述研究现状和存在的问题，提供了一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统，其可独立识别无人机运行数据，并基于物联网安全防护方法保证无人机运行数据传输的安全性。
7.本发明提供的一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统，包括：物联网平台、独立设置在无人机上的机载端，包括识别数据生成模块和识别数据传输模块，以及设置在管理平台的识别数据接收与管理模块；其中，
8.所述识别数据生成模块用于独立采集无人机的运行识别数据，并发送至所述识别数据传输模块；
9.所述识别数据传输模块通过物联网将所述运行识别数据无线广播给公众，和/或无线传输至识别数据接收与管理模块；
10.物联网平台在无线广播与无线传输过程中执行身份识别、密钥认证和设备行为识别的动作。
11.优选的，所述运行识别数据包括：识别码数据和飞行动态数据；所述识别码数据包括具有唯一性的独立式无人机运行识别系统码数据和注册权限码数据；所述飞行动态数据包括时间戳、无人机飞行实时位置与运动状态数据。
12.优选的，运动状态数据包含无人机累计飞行时间、飞行速度、航迹与运行状态。
13.优选的，所述运行识别数据还包括：遥控识别数据；所述遥控识别数据识别数据生成模块所采集的数据，包括遥控台所在位置与飞行目的指示数据。
14.优选的，所述独立式无人机运行识别系统设置有唯一的远程识别id，所述身份识别的动作包括：
15.公众与管理平台通过远程识别id访问传输至物联网平台上的所述运行识别数据，访问过程中验证访问者的管理和/或访问权限，只允许拥有管理和/或访问权限的访问者访问所述运行识别数据。
16.优选的，所述密钥认证的动作包括：
17.在识别数据传输模块接入物联网时：获取物联网平台颁发的密钥进行独立式无人机运行识别系统的身份认证，采取一机一密的方式，烧录系统证书并存储；
18.在识别数据传输模块无线广播与无线传输过程中：利用系统证书进行身份认证，并利用密钥加密无线广播与无线传输的运行识别数据。
19.优选的，所述设备行为识别的动作包括：
20.基于无人机的历史运行识别数据，依据设定的规则判断并拒绝可疑行为，以及阻止恶意指令执行。
21.优选的，所述机载端集成于同一壳体内，所述壳体与无人机外壳相适配。
22.优选的，所述识别数据生成模块通过支持物联网协议的计算芯片主控arm，对无人机的运行识别数据进行分析与打包。
23.优选的，所述识别数据传输模块至少包括如下中的一种：公网通信单元、wifi&bt通信单元。
24.优选的，所述机载端还包括独立的定位与导航设备，包括gnss单元。
25.优选的，所述机载端还包括惯性测量单元imu和气压计，所述识别数据生成模块采集惯性测量单元imu和气压计的监测数据。
26.优选的，所述机载端还包括供电单元，包括可充电电池。可充电电池可以为机载端内部硬件提供电源，同时机载端壳体外部提供充电接口，可与无人机电源相连接，实现机载端充电。
27.本发明相较现有技术具有以下有益效果：
28.通过支持物联网协议的计算芯片主控arm，实现运行识别模块对无人机状态信息的数据分析与打包，通过公网网络或wifi&蓝牙网络传输实时数据至管理平台。
29.通过支持公网蜂窝移动网络与wifi&蓝牙通信网络，实现运行识别模块接入网络环境，实现对识别数据的网络传输。
30.通过支持gnss、气压计等传感器，实现运行识别模块对无人机各种状态信息的实时监测，并上传数据于计算芯片主控arm处。
31.通过支持无人机电池供电，实现运行识别模块持续工作，保障对无人机的长时监管。
32.通过支持物联网安全中的身份识别技术、远程识别id技术、设备密钥认证技术和设备行为锁定功能技术，实现对无人机状态信息与运行人相关信息的隐私保护，保护空域安全。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
34.图1是本发明实施例提供的基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统原理图；
35.图2是本发明实施例提供的机载端原理图。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
38.如图1所示，本发明实施例的一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统，为独立式物联网识别数据系统，本系统可以与无人机相连接，实时获取无人机相关飞行数据。包括：物联网平台、独立设置在无人机上的机载端，包括识别数据生成模块和识别数据传输模块，以及设置在管理平台的识别数据接收与管理模块；其中，
39.识别数据生成模块用于独立采集无人机的运行识别数据，并发送至识别数据传输模块；
40.识别数据传输模块通过物联网将运行识别数据无线广播给公众，和/或无线传输至识别数据接收与管理模块；
41.物联网平台在无线广播与无线传输过程中执行身份识别、密钥认证和设备行为识别的动作。
42.本实施例中，可以独立于无人机，实时监测无人机状态信息，可以采取联网上报和无线广播两种传输方式上传至无人机管理平台，实现管理部门对无人机飞行状态的实时监控。利用物联网安全中的身份识别、密钥认证与设备行为锁定功能等防篡改加密方法将无人机状态信息传输至管理平台或其他用户，确保在无人机及运行人的隐私数据得到保护的前提下，实现对无人机有效地监视与识别。从而降低了运行识别数据被篡改和伪造的可能性，保证了无人机运行识别数据在生成、传输、接收和管理过程中的真实性，有效防范网络安全风险。
43.管理平台会通过对数据进行监测，从而了解无人机状态是否出现异常、空域是否可靠、航线是否需要修正等问题。
44.在一个实施例中，运行识别数据包括：识别码数据和飞行动态数据；识别码数据包括具有唯一性的独立式无人机运行识别系统码数据和注册权限码数据；飞行动态数据包括时间戳、无人机飞行实时位置与运动状态数据。
45.本实施例中，识别码数据包含远程识别id与实名登记号，通过识别码数据可以精准识别该识别数据传输模块与实名登记号。
46.需要说明的是，实名登记号为无人机使用者登记号，包括无人机使用者的具体信息。
47.本实施例中，独立式无人机运行识别系统码数据用于远程识别当前无人机，实时采集位置、高度、加速度并通过物联网协议上报至统一管控平台，可以远程更新固件，
48.本实施例中，运动状态数据包含无人机累计飞行时间、飞行速度、航迹与运行状态。
49.需要说明的是，无人机飞行实时位置为当前无人机所在空间位置，返回数据包括坐标系类型、经纬度、高和高度，默认均采取国家标准。无人机累计飞行时间与上报识别数据的时间戳，接收平台通过接收时间戳信息可以识别出无线电的回放攻击。无人机水平速度和垂直速度，接受平台通过数据可以预测出无人机的飞行轨迹和运行风险。无人机上报信息的准确性与运行状态，可以分析出当前飞机处于正常状态或失控等紧急状态。
50.在一个实施例中，运行识别数据还包括：遥控识别数据；遥控识别数据来源于识别数据生成模块所采集的数据，包括遥控台所在位置与飞行目的指示数据。
51.在一个实施例中，独立式无人机运行识别系统设置有唯一的远程识别id，身份识别的动作包括：
52.公众与管理平台通过远程识别id访问传输至物联网平台上的运行识别数据，访问过程中验证访问者的管理和/或访问权限，只允许拥有管理和/或访问权限的访问者访问运行识别数据。公共与管理方可以通过数字方式接收有关无人机的基本信息，从而实现对无人机操作的有组织管理，确保空域安全。
53.进一步的，识别数据传输模块通过蜂窝网络将识别数据发送时，其他用户可以通过远程识别id对其进行访问，但身份识别功能会拒绝无管理权限的公众进行访问，只允许管理者拥有访问的权限。
54.在一个实施例中，密钥认证的动作包括：
55.在识别数据传输模块接入物联网时：获取物联网平台颁发的密钥进行独立式无人机运行识别系统的身份认证，采取一机一密的方式，烧录系统证书并存储，保证了无人机与运行人的相关隐私保护。
56.在识别数据传输模块无线广播与无线传输过程中：利用系统证书进行身份认证，并利用密钥加密无线广播与无线传输的运行识别数据。
57.在一个实施例中，设备行为识别的动作包括：
58.基于无人机的历史运行识别数据，依据设定的规则判断并拒绝可疑行为，保障无人机飞行安全，以及阻止恶意指令执行，提升无人机飞行安全性与可靠性。
59.在一个实施例中，识别数据生成模块通过记录历史飞行数据，通过分析当前飞行数据与历史飞行数据是否吻合，从而判断当前无人机飞行状态是否出现异常，并实时反馈给管理平台和无人机使用者，可以自动拒绝可疑行为，能够具备数据准确性和完整性的自检功能与实时输出自检结果的能力，有效防止了数据被篡改和伪造。
60.在一个实施例中，机载端集成于同一壳体内，壳体与无人机外壳相适配。可安装于无人机机身前后，具有极佳的无人机机型自适应性，集成度高，适配性强，安全性好，质量轻，尺寸小，可以保障长时间的监督无人机飞行状态，降低了无人机机载电脑的硬件需求，提高了无人机整体机载端的性能。
61.在一个实施例中，如图2所示，识别数据生成模块通过支持物联网协议的计算芯片主控arm，对无人机的运行识别数据进行分析与打包。识别数据生成模块采集识别数据生成模块后在模块内部传输到主控arm处，便于后续数据传输。
62.在一个实施例中，识别数据传输模块至少包括如下中的一种：公网通信单元、wifi&bt通信单元。支持接入移动蜂窝网络的公网模块与内置天线，支持wifi&蓝牙协议的网络传输通信模块与内置天线，同时外置天线接口。通过无人机上独立的数据识别模块接入蜂窝移动网络与wifi&蓝牙通信网络，实现网络连接并上传至远端管理平台。
63.在一个实施例中，机载端支持移动定位的gnss与北斗导航系统，包括独立的定位与导航设备，如gnss单元、gps和北斗定位导航单元。
64.在一个实施例中，机载端支持监控无人机飞行状态信息的传感器，包括惯性测量单元imu和气压计，识别数据生成模块采集惯性测量单元imu和气压计的监测数据。
65.在一个实施例中，机载端还包括供电单元，支持插线供电与免充电等功能。包括可充电电池。可充电电池可以为机载端内部硬件提供电源，同时机载端壳体外部提供充电接口，可与无人机电源相连接，实现机载端充电，延长使用时间。
66.在一个实施例中，识别数据接收与管理模块部署于远端管理平台，还部署于公众平台或管理部门的设备与系统中，功能包括但不限于识别数据的分析、存储与共享。
67.以上对本发明所提供的一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
68.在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

技术特征：
1.一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统，其特征在于：包括：物联网平台、独立设置在无人机上的机载端，包括识别数据生成模块和识别数据传输模块，以及设置在管理平台的识别数据接收与管理模块；其中，所述识别数据生成模块用于独立采集无人机的运行识别数据，并发送至所述识别数据传输模块；所述识别数据传输模块将所述运行识别数据通过无线广播和/或公网传输至识别数据接收与管理模块；物联网平台在无线广播与无线传输过程中执行身份识别、密钥认证和设备行为识别的动作。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统，其特征在于，所述运行识别数据包括：识别码数据和飞行动态数据；所述识别码数据包括具有唯一性的独立式无人机运行识别系统码数据和注册权限码数据；所述飞行动态数据包括时间戳、无人机飞行实时位置与运动状态数据。3.根据权利要求2所述的一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统，其特征在于，运动状态数据包含无人机累计飞行时间、飞行速度、航迹与运行状态。4.根据权利要求1所述的一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统，其特征在于，所述运行识别数据还包括：遥控识别数据；所述遥控识别数据来源于识别数据生成模块所采集的数据，包括遥控台所在位置与飞行目的指示数据。5.根据权利要求1所述的一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统，其特征在于，所述独立式无人机运行识别系统设置有唯一的远程识别id，所述身份识别的动作包括：公众与管理平台通过远程识别id访问传输至物联网平台上的所述运行识别数据，访问过程中验证访问者的管理和/或访问权限，只允许拥有管理和/或访问权限的访问者访问所述运行识别数据。6.根据权利要求1所述的一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统，其特征在于，所述密钥认证的动作包括：在识别数据传输模块接入物联网时：获取物联网平台颁发的密钥进行独立式无人机运行识别系统的身份认证，采取一机一密的方式，烧录系统证书并存储；在识别数据传输模块无线广播与无线传输过程中：利用系统证书进行身份认证，并利用密钥加密无线广播与无线传输的运行识别数据。7.根据权利要求1所述的一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统，其特征在于，所述设备行为识别的动作包括：基于无人机的历史运行识别数据，依据设定的规则判断并拒绝可疑行为，以及阻止恶意指令执行。8.根据权利要求1所述的一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统，其特征在于，所述机载端集成于同一壳体内，所述壳体与无人机外壳相适配。9.根据权利要求1所述的一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统，其特征在于，所述识别数据生成模块通过支持物联网协议的计算芯片主控arm，对无人机的运行识别数据进行分析与打包。
10.根据权利要求1所述的一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统，其特征在于，所述识别数据传输模块至少包括如下中的一种：公网通信单元、wifi&bt通信单元。

技术总结
本发明公开了一种基于物联网安全的独立式无人机运行识别系统，包括：物联网平台、独立设置在无人机上的机载端，包括识别数据生成模块和识别数据传输模块，以及设置在管理平台的识别数据接收与管理模块；识别数据生成模块用于独立采集无人机的运行识别数据，并发送至识别数据传输模块；识别数据传输模块通过物联网将运行识别数据无线广播给公众，和/或无线传输至识别数据接收与管理模块；物联网平台在无线广播与无线传输过程中执行身份识别、密钥认证和设备行为识别的动作。本发明可独立识别无人机运行数据，降低了无人机机载电脑的硬件需求，并基于物联网安全防护方法保证无人机运行数据传输的安全性。数据传输的安全性。数据传输的安全性。


技术研发人员：刘莹 谢拥军 张太华 徐利军 董俊博
受保护的技术使用者：珠海安擎科技有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/10/15