UAV Datalink System vir Multi-Drone Control

UAV Datalink System Oorsig

Die UAV Datalink System is ontwerp om betroubaar te maak, intydse kommunikasie, beheer, en monitering vir veelvuldige onbemande vliegtuie (UAV's). Die stelsel bestaan ​​uit vier UAV's, elk toegerus met 'n Datalink-lugeenheid, a Vlugbeheerrekenaar (FCC, Bv., ONWAAR V5+), en 'n kamera/soeker, asook a Datalink Grondeenheid gekoppel aan 'n Grondbeheerstasie (GCS).

Belangrike kenmerke

• Konfigurasie: 1 Grondeenheid kommunikeer met 4 Lugeenhede via 'n punt-na-multipunt tweerigtingskakel (Ethernet + DVB-T/DVB-T2 COFDM Standaarde module met Diversiteit).
• Reikwydte & Prestasie: ≥ 80 km-siglyn met robuuste video- en telemetrieskakels, ondersteun 1080p video by 30 fps en telemetrie/beheerdata teen tot 921600 BP's.
• Koppelvlakke: Lugeenhede voorsien 1 UART-poort vir FCC-telemetrie en 1 Ethernet-poort vir kameradata. Die grondeenheid versamel hierdie strome en bied 'n enkele UART- en Ethernet-koppelvlak aan die GCS.
• Kabel & Bedrading: Reguit-deur TTL UART-verbindings verminder latensie en kompleksiteit. Ethernet-kabels ondersteun standaard Cat5e/Cat6-verbindings met afskerming vir EMI-beskerming.
• Betroubaarheid & Vertraging: Bit fout koers < 8×10⁻⁸, data vertraging < 1 ms, pakkieverlies < 1%, met FEC, CRC, en ARQ-meganismes om deurlopende werking te verseker.
• Stelsel buigsaamheid: Elke datastroom is gemerk met 'n unieke Bird ID, wat die GCS toelaat om individuele UAV's te identifiseer en te bestuur. Die stelsel gaan voort, selfs al verloor een of meer UAV's tydelik verbinding.

Hierdie Datalink System verseker naatlose integrasie tussen UAV's, kameras, en grondbeheer, die verskaffing van 'n liggewig, hoëprestasie-oplossing vir intydse multi-drone-operasies.

Data skakel vereiste dokumente

Die stelsel bestaan ​​uit sestien Datalink Air Units in die lug (een per voël), 'n enkele Datalink Grond-eenheid, en 'n Grondbeheerstasie (GCS). Die doel is om koppelvlakke te spesifiseer, kabel lengtes, hawe tel, en aanvaardingstoetse sodat eenhede wat deur verskaffers gelewer word, met die bestaande FCC sal saamwerk (vlugbeheer rekenaar), kameras (soekers), en die GCS.

'n Volledige oplossing word benodig om 'n dataskakel tussen 'n grond stasie en 4 UAV lug eenhede. Die stelsel moet betroubare kommunikasie moontlik maak, beheer, en monitering van alle UAV's gelyktydig. Gedetailleerde tegniese vereistes word hieronder verskaf.

Oorsig:

• Konfigurasie: 1 × Grondbeheereenheid (GCU) kommunikeer met 4 × Lugeenhede (Uit)
• Tipe kommunikasie: Punt-tot-multipunt tweerigtingskakel (Ethernet + DVB-T/DVB-T2 COFDM Standaarde module met Diversiteit)
• Reikwydte: ≥ 80 km siglyn (Los)
• Bedryfsband: 1.4GHz(L-band)
• Modulasieskema: TDD-OFDM / QPSK / 16-QAM
• Kragvereiste: bedryfspanning (12V), Huidige drempel (≤2A)
• Temperatuurreeks: -20°C tot 75 °C

Data-deurset en bandwydte:

Parameter	Vereiste	Notas
Videodatatempo (per soeker)	5 - 9 Mbps	1080p @ 30 fps H.264/265 kompressie
Telemetrie + Kontrole (per FCC)	200 - 300 kbps	UART-gebaseerde tweerigtingbeheerdata
Samegestelde video-deurset (4 Uit)	24 - 36 Mbps	Gekombineerde video-opskakel
Aggregate Telemetrie/Beheer	1 Mbps	Onbeduidend in vergelyking met video
Totale vereiste opskakelbandwydte	≥ 36 Mbps	Met 20% FEC + oorhoofse ≈ 42 Mbps

Latency en kwaliteit vereistes:

Parameter	Vereiste	Notas
Bitfoutkoers	< 8×10-8	Op maksimum reeks
Data vertraging	< 1ms	Vereis vir intydse soekeroperasie en data-oordrag
Pakkie verlies	< 1%	Met FEC + ARQ meganismes
Fout regstelling	FEC + CRC + ARQ	Verpligtend vir telemetrie-betroubaarheid

Koppel begroting & RF-parameters:

Parameter	Teiken Waarde	Notas
Gelei krag (Lug eenheid)	4 – 5 W	–
Gelei krag (Grondeenheid)	4 – 5 W	–
Antenna -wins (Lug eenheid)	>3dB	Antenne patroon: Isotroop
Antenna -wins (Grondeenheid)	12 - 18 dB	Rigtingantenne
Ontvangergevoeligheid	–103dBm @10 MHz	Vir 10⁻⁵ BER
Skakel Marge @ 80 km	> 10 dB	Verseker robuuste video + data skakel

Noot:

• Vir naatlose integrasie tussen die CUAV V5+ vlugbeheerder en eksterne randapparatuur, dit is noodsaaklik dat die UART-weefgetouw 'n handhaaf direkte en ongekompliseerde bedradingstruktuur. Spesifiek, die weefgetouw van die UART-poort moet ontwerp word as 'n enkele reguitlynverbinding sonder om enige bykomende omskakelaars of tussengangerborde in te voer. Dit verminder potensiële punte van mislukking, verminder latensie, en verseker 'n liggewig en betroubare bedradingsargitektuur.
  • Verder, die weefgetouw moet by Transistor-Transistor Logic werk (TTL) spanningsvlakke, aangesien die V5+-vlugbeheerder via TTL UART kommunikeer. Enige afwyking van TTL (soos RS-232 of RS-485 vlakke) sal eksterne vlakverskuiwings of omskakelaars noodsaak, wat die vereiste van 'n direkte weefgetouw weerspreek. Deur aan TTL-standaarde te voldoen, seinversoenbaarheid word gehandhaaf, verseker:
    • Direkte kommunikasie tussen die V5+ en gekoppelde modules.
    • Verminder hardeware kompleksiteit deur omsetters of vertalers uit te skakel.
    • Laer gewig en verbeterde betroubaarheid, aangesien minder komponente by die seinpad betrokke is.
    • Verbeterde seinintegriteit, aangesien bykomende omskakelingstadiums geraas of tydsberekening wanaanpassings kan veroorsaak.

Ter afsluiting,die weefgetouwontwerp moet streng 'n reguit-deur UART-bedradingsboom verskaf wat teen TTL-spannings werk,in lyn met die CUAV V5+ elektriese spesifikasies en waarborg optimale werkverrigting in toepassings in die lug.

Stelseloorsig:

Hoëvlak stelsel beskrywing:

1. Vier UAV's, elk toegerus met:
   1. 1 × Datalink-lugeenheid
   1. 1 × FCC (Vlugbeheerrekenaar, Bv., ONWAAR V5+)
   1. 1 × Soeker / Kamera
2. 1 × Datalink Grondeenheid gekoppel aan die Grondbeheerstasie (GCS).

Datavloei (oorsig): Video- en sensordata van elke kamera word via die kamera se Ethernet-poort aan sy geassosieerde Datalink-lugeenheid verskaf. Telemetrie- en beheerdata tussen die FCC en die lugeenheid word oor 'n UART-skakel gedra. Die Datalink-lugeenheid stuur hierdie strome oor die dataskakel na die grondeenheid; die grondeenheid demultipleks die strome en bied dit aan die GCS as 'n enkele Ethernet-stroom (kamera video en data) en 'n enkele reeks (UART/USB) telemetrie stroom.

Lugeenheidvereistes:

Elke Datalink-lugeenheid (een per UAV) moet aan die volgende verpligte vereistes voldoen:

1.  Koppelvlakke & Hawens (minimum):

• 1 × UART-poort (minimum). Hierdie poort sal gebruik word vir telemetrie-/beheerverbinding met die FCC (telemetriepoorte Telem1 / Telem2 op die FCC).
  • 1 × Ethernet-poort (minimum). Hierdie poort sal gebruik word om kamera/soeker Ethernet-data te ontvang.

2.  Kabelverbinding (saam met die AirUnit afgelewer word):

• 1 × UART-kabel (primêre) - lengte: 1.0 m (± 5%). Kabel sal TX dra, RX, GND en VCC. Kabel moet getermineer word om by die Datalink UART-aansluiting aan die een kant en die FCC-telemetrie-aansluiting aan die ander kant te pas.
  • 1 × Ethernet-kabel (primêre) - lengte: 1.0 m (± 5%). Kabel moet standaard afgeskermde Cat5e of Cat6 patch kabel wees met RJ45 verbindings.
  • 2 × spaarstelle (per lugeenheid) — d.w.s., twee bykomende UART-kabels en twee bykomende Ethernet-kabels sal by elke lugeenheid voorsien word (totaal verskaf per eenheid = 3 UART kabels, 3 Ethernet kabels).

3.  Meganies & Fisies:

• Kabels moet kleurgekodeer wees (aanbeveel) en het duidelike rigtingmerke as penne nie simmetries is nie.

4.  Elektries / Protokol:

DVB-T/DVB-T2 COFDM Standaarde module met Diversiteit: Ondersteun algemene baud tariewe tot ten minste 921600 BP's. Verskaf gebruiker- konfigureerbare UART-parameters.

Ethernet: Ondersteun ten minste 100 Mbps operasie (Gigabit verkies). Ondersteun algemene vervoerprotokolle (UDP, RTSP vir video en UDP vir beheer) - spesifieke protokolkeuse moet konfigureerbaar wees.

Grondeenheidvereistes:

Die grondeenheid voer demultipleksing van data van al vier lugeenhede uit en bied 'n verenigde koppelvlak aan die GCS. Verpligte vereistes is:

1.  Koppelvlakke & Hawens (minimum):

• 1 × UART-poort (aan die GCS voorgelê). Die grondeenheid sal telemetriestrome van al vier lugeenhede versamel en dit aan die GCS aanbied as 'n enkele UART/USB-koppelvlak (Bv., die Grondeenheid UART gekoppel aan 'n USB-koppelvlak op die GCS).
  • 1 × Ethernet-poort (aan die GCS voorgelê). Die grondeenheid sal kamera-/video- en datastrome van die vier lugeenhede saamvoeg en dit as 'n enkele Ethernet-koppelvlak aan die GCS aanbied.

2.  Aggregasie gedrag:

• Die Grondeenheid sal vier onafhanklike inkomende datastrome aanvaar (een van elke lugeenheid) en demultiplek hulle na 'n gekombineerde Ethernet-stroom en 'n gekombineerde reeksstroom. Van die GCS’ perspektief sal daar slegs een Ethernet-skakel en een UART-skakel wees om te konfigureer en te monitor.
  • Aggregasie moet bronadressering bewaar, sodat die GCS kan identifiseer watter stroom uit watter Voël is. Die Grondeenheid sal nie per-voël identifikasie inligting verloor nie.

3.  Kabelverbinding (saam met die Grondeenheid afgelewer):

• 1 × UART-kabel (primêre) - lengte: 400 mm (0.4 m). Kabel sal verbinding van die grondeenheid UART-poort na die GCS USB-poort toelaat (as die Grondeenheid UART 'n direkte UART is, voorsien 'n USB-UART-adapterkabel). Die kabel moet TX dra, RX, GND en VCC.
  • 1 × Ethernet-kabel (primêre) - lengte: 400 mm (0.4 m). Kabel moet afgeskerm wees Cat5e/Cat6 patch kabel met RJ45 verbindings.
  • 2 × spaarstelle — twee bykomende UART- en twee bykomende Ethernet-kabels word as onderdele saam met die grondeenheid voorsien.

4.  Elektries / Protokol:

• Samevoeging sal deursigtig wees met betrekking tot Ethernet-rame vir video; waar nodig mag die grondeenheid strome in 'n enkele vervoerstroom herverpak, maar moet tydsberekeninginligting en per-voël-bronidentifikasie bewaar.

Telemetrie-multipleksing: Die grondeenheid sal telemetriestrome tydmultipleks of pakketteer in 'n enkele UART-stroom met duidelike raamwerk en opsionele etikette om boodskappe volgens voël-ID te onderskei. Die protokol wat vir multipleksing gebruik word, moet deur die GCS-sagteware gedokumenteer en ondersteun word.

Konnektiwiteit & Kabelspesifikasies

Hierdie afdeling lys die aanbevole kabel- en verbindingspesifikasies om betroubare werkverrigting in die lug- en grondomgewings te verseker.

1. Ethernet kabels (Lug eenheid -> Kamera en grondeenheid -> GCS): Standaard afgeskermde Cat5e of Cat6 patch kabels met RJ45 terminasies. Gebruik ten volle afgeskerm (STP) kabel as die installasie hoë EMI het.
2. Ethernet lengte (Lug Eenheid): 1.0 m ±5%.
3. Ethernet lengte (Grond Eenheid): 400 mm ±5%.
4. UART kabels (Lug eenheid -> FCC telemetrie): 4-geleier kabel (TX, RX, GND, opsionele RTS/CTS). Lengte: 1.0 m ±5%.
5. DVB-T/DVB-T2 COFDM Standaarde module met Diversiteit kabel (Grond Eenheid -> GCS USB/UART): 400 mm ±5% (sluit USB-UART-adapter in indien vereis deur die GCS).
6. Kabelafskerming en aarding: Verskaf gemeenskaplike grond en verseker dat afskerming aan die een kant beëindig word volgens beste praktyk om grondlusse te vermy. Gebruik sluitende RJ45 of grendelverbindings as vibrasie verwag word.

Verskaf adapterkabels om Datalink UART na CUAV V5+ telemetrieverbindings te koppel (as die Datalink-eenheid nie inheems 'n versoenbare verbinding blootstel nie).

• Waar kamera Power-over-Ethernet ondersteun (PoE) maar die Datalink Air Unit verskaf nie PoE nie, voorsien 'n PoE-inspuiter.

Funksioneel & Protokolvereistes

Sleutel funksionele vereistes en aanbevelings:

1. Per-voël identifikasie: Elke datastroom (video of telemetrie) MOET met 'n unieke Voël-ID gemerk word sodat die GCS strome na voertuie kan karteer.
2. Vermenigvuldiging Skema: Die Grondeenheid sal 'n deterministiese multipleksingskema vir telemetrie implementeer (DVB-T/DVB-T2 COFDM Standaarde module met Diversiteit) wat GCS toelaat om boodskappe te ontleed en te stuur deur Bird ID.
3. Vertraging en Deurset: Die stelsel sal addisionele samevoegingsvertraging minimaliseer.
4. Betroubaarheid: Grondeenheid moet tydelike verlies van een of meer lugeenhede grasieus hanteer en voortgaan om oorblywende strome aan die GCS aan te bied.
5. Konfigurasie-koppelvlak: Verskaf 'n konfigurasiemetode ('n gedetailleerde dokument) Voël-ID's in te stel, UART baud tariewe, en prioriteite per stroom.