اختيار أجهزة راديو فعالة من حيث التكلفة بخلاف 2.4 جيجا هرتز لسرب من 20 طائرة بدون طيار من العبيد الرئيسيين
حديثاً, تلقينا استفسارًا من مشغل الطائرات بدون طيار الذي يتطلع إلى تنفيذ سرب الطائرات بدون طيار السيد والعبد مع متطلبات محددة للغاية:
"هل لديك أي أنظمة اتصالات لا ينبغي أن تعمل عليها 2.4 جيجا هرتز للسرب 20 الطائرات بدون طيار?
نحن نستخدم التكوين الرئيسي والتابع للبحث عن ملف 4 كم لوس و 1.5 ارتفاع كم AGL.
تبحث عن حل فعال من حيث التكلفة, نقل الفيديو غير مطلوب.
هل يوجد حل تحت 100 دولار أمريكي أو أقل لكل وحدة? هذه مخصصة للطائرات بدون طيار المستهدفة; سيتم تدميرهم.
هناك 19 طائرات بدون طيار الرقيق التي ستكون في نمط ووضعها 5 مترا على حدة.
الطائرة بدون طيار الرئيسية ستكون 20 مترا على حدة. يجب أن يكون الغاز, غير 2.4 جيجا هرتز.
دعونا نحلل المتطلبات ونستكشفها عملي, حلول اتصالات منخفضة التكلفة لهذا السيناريو.
المتطلبات الرئيسية
- سرب السيد والعبد: 1 يتقن + 19 طائرات بدون طيار الرقيق.
- تباعد الطائرات بدون طيار: العبيد ~ 5 أمتار; سيد ~ 20 مترا.
- نطاق الاتصالات: موثوق 4 كم (خط البصر) الروابط.
- ارتفاع: يصل إلى 1.5 كم AGL.
- نوع البيانات: القياس عن بعد/التحكم فقط - لا يوجد فيديو.
- قيود التردد: يجب تجنب 2.4 جيجاهرتز.
- ميزانية: من الناحية المثالية ≥ $100 لكل وحدة, منذ الطائرات بدون طيار مستهلكة.
الاعتبارات الفنية
مقايضات نطاق التردد
الترددات المنخفضة مثل 433 ميغاهيرتز, 868/915 ميغاهيرتز, أو 1.2 جيجاهرتز نشر أبعد وأكثر موثوقية من 2.4 جيجاهرتز, مما يجعلها مثالية للقياس عن بعد بعيد المدى. تُستخدم هذه النطاقات بشكل شائع في أنظمة القياس عن بعد للطائرات بدون طيار للهواة والصناعية.
المدى مقابل. الهوائي والطاقة
أ 4 يمكن تحقيق وصلة km LOS بقدرة إرسال معتدلة, هوائيات جيدة, وLOS واضحة. ارتفاع الهوائي, يكسب, والاستقطاب أمران حاسمان للحفاظ على اتصالات موثوقة.
طوبولوجيا الشبكة
في أ طوبولوجيا النجوم مع 19 العبيد, إدارة الاصطدام أمر مهم. باستخدام لورا, اكسبريسLRS, أو أجهزة الراديو المماثلة, تحتاج إلى التفكير في تصميم البروتوكول لتجنب تصادم الحزم ومشكلات زمن الوصول.
الاعتبارات التنظيمية
يتم تنظيم نطاقات التردد وقوة الإرسال حسب البلد. تحقق دائمًا من القواعد المحلية (لجنة الاتصالات الفدرالية, هذا, إلخ) قبل النشر. وهذا مهم بشكل خاص لأجهزة الراديو طويلة المدى منخفضة التكلفة.
مقايضات التكلفة والأداء
بينما يمكن لوحدات الهواة تحقيق ذلك 4 كم LOS في ظل الظروف المثالية ل <$100, غالبًا ما تتجاوز أجهزة الراديو المهنية للقياس عن بعد طويلة المدى $100. يعد الاختبار ضروريًا للتحقق من صحة الأداء في ظروف التشغيل الحقيقية.
خيارات عملية
- لورا / وحدات SX127x (868/915 ميغاهيرتز)
- الايجابيات: تكلفة منخفضة للغاية ($30– 60 دولارًا للوحدة), بعيدة المدى في لوس, مناعة تدخل قوية.
- سلبيات: معدلات بيانات منخفضة, القيود المحتملة لدورة العمل, الكمون أطول.
- 900 أجهزة الراديو القياس عن بعد ميغاهيرتز / وحدات ExpressLRS
- الايجابيات: زمن انتقال منخفض, تستخدم على نطاق واسع في السيطرة على الطائرات بدون طيار, رابط قوي, يمكن أن تدعم العقد المتعددة.
- سلبيات: قد تتجاوز الوحدات ذات المدى الطويل المضمون $100; تتطلب الوحدات الأرخص إعدادًا وضبطًا دقيقًا.
- 433 ميغاهيرتز / 1.2 وحدات جيجاهرتز
- الايجابيات: انتشار ممتاز, مثالية للطائرات بدون طيار المستهلكة منخفضة التكلفة.
- سلبيات: قد تكون هناك حاجة إلى هوائيات كبيرة, تختلف الحدود التنظيمية حسب المنطقة.
التوصيات
- النموذج الأولي: اختبار سرب صغير (1 يتقن + 3– 5 عبيد) للتحقق من النطاق, كمون, وإدارة الاصطدام.
- اختر البروتوكول الصحيح: تأكد من أن الراديو يدعم العديد من العبيد أو قم بتنفيذ جدول اقتراع بسيط.
- تحسين الهوائيات: التنسيب المناسب, يكسب, وغالبًا ما يكون للاستقطاب تأثير أكبر من قوة الإرسال.
- ابق قانونيًا: اتبع لوائح التردد والطاقة المحلية.
التعليمات
س 1: هل يمكن لوحدات LoRa الوصول بشكل موثوق 4 كم مع 20 الطائرات بدون طيار?
نعم, يمكن أن تصل وحدات LoRa على 868/915 ميجا هرتز 4 كم في ظروف خط الرؤية المثالية. لكن, يعتمد نطاق العالم الحقيقي على موضع الهوائي, ارتفاع, والتدخل. ل 20 الطائرات بدون طيار, هناك حاجة إلى جدولة وقت البث المناسبة لتجنب الاصطدامات.
س 2: لماذا تجنب 2.4 جيجا هرتز لهذا السرب?
2.4 جيجاهرتز مزدحم وأكثر عرضة للتداخل من شبكة Wi-Fi, بلوتوث, وغيرها من الأجهزة. الترددات المنخفضة مثل 433 ميجا هرتز, 868/915 ميغاهيرتز, أو 1.2 جيجا هرتز يوفر انتشارًا وموثوقية أفضل, خاصة بالنسبة للقياس والتحكم بعيد المدى.
Q3: هل يمكن أن يبقى هذا الإعداد تحت $100 لكل طائرة بدون طيار?
نعم, لورا من فئة الهواة, اكسبريسLRS, أو غالبًا ما يمكن الحصول على أجهزة راديو القياس عن بعد بتردد 433/900 ميجاهرتز من أسفل $100 لكل وحدة. قد ترتفع التكاليف إذا كنت بحاجة إلى طاقة إرسال أعلى, أجهزة المودم الاحترافية, أو هوائيات متخصصة لنطاق مضمون.
خاتمة
ل فعالة من حيث التكلفة, سرب السيد والعبد غير 2.4 جيجا هرتز, الحلول الأكثر عملية هي:
- وحدات لورا/SX127x (868/915 ميغاهيرتز) للقياس عن بعد بمعدل منخفض.
- 900 أجهزة الراديو القياس عن بعد ميغاهيرتز / اكسبريسLRS للتحكم في الكمون المنخفض.
يمكن أن يناسب كلا النهجين أ <$100 الميزانية لكل طائرة بدون طيار في LOS في المجال المفتوح. يعتمد الأداء في العالم الحقيقي على الهوائيات, تصميم البروتوكول, والحدود التنظيمية. أ اختبار النموذج الأولي أمر ضروري قبل التوسع إلى 20 الطائرات بدون طيار.
اطرح سؤالاً
شكرًا لردكم ✨