يتألف النظام من ستة عشر وحدة Datalink Air المحمولة جواً (واحد لكل طائر), a single Datalink Ground Unit, ومحطة التحكم الأرضية (GCS). The purpose is to specify interfaces, أطوال الكابلات, port counts, and acceptance tests so that units delivered by suppliers will interoperate with the existing FCC (كمبيوتر التحكم في الطيران), cameras (الباحثين), and the GCS.
مطلوب حل كامل لإنشاء ارتباط البيانات بين محطة أرضية و 4 UAV air units. The system should enable reliable communication, control, and monitoring of all UAVs simultaneously. Detailed technical requirements are provided below.
ملخص:
∙ إعدادات: 1 × وحدة التحكم الأرضية (جي سي يو) التواصل مع 4 × وحدات هوائية (خارج) ∙ Communication Type: Point-to-Multipoint bidirectional link (إيثرنت + UART) ∙ يتراوح: ≥ 80 كم خط البصر (لوس)
∙ نطاق التشغيل: 1.4غيغاهيرتز(L-Band)
∙ مخطط التعديل: تد-OFDM / QPSK / 16-قم
∙ متطلبات الطاقة: جهد التشغيل (12V), العتبة الحالية (≤ 2A) ∙ نطاق درجة الحرارة: -20درجة مئوية إلى 75 درجة مئوية
Data Throughput and Bandwidth:
| المعلمة | متطلبات | Notes |
| معدل بيانات الفيديو (لكل باحث) | 5 - 9 Mbps | 1080ص @ 30 fps H.264/265 compression |
| القياس عن بعد + Control (لكل لجنة الاتصالات الفدرالية) | 200 - 300 كيلو بايت في الثانية | UART-based bidirectional control data |
| إجمالي إنتاجية الفيديو (4 خارج) | 24 - 36 Mbps | وصلة الفيديو المدمجة |
| إجمالي القياس عن بعد / التحكم | 1 Mbps | لا يكاد يذكر مقارنة بالفيديو |
| Total Required Uplink Bandwidth | ≥ 36 Mbps | With 20% FEC + النفقات العامة ≈ 42 Mbps |
متطلبات الكمون والجودة:
| المعلمة | متطلبات | Notes |
| معدل الخطأ في البت | < 8×10-8 | في أقصى مدى |
| تأخير البيانات | < 1آنسة | Required for real-time seeker operation and data transmission |
| فقدان الحزمة | < 1% | مع لجنة الانتخابات الفيدرالية + آليات ARQ |
| تصحيح الخطأ | FEC + CRC + ARQ | Mandatory for telemetry reliability |
ربط الميزانية & معلمات الترددات اللاسلكية:
| المعلمة | Target Value | Notes |
| Transmit Power (وحدة الهواء) | 4 – 5 دبليو | – |
| Transmit Power (الوحدة الأرضية) | 4 – 5 دبليو | – |
| كسب الهوائي (وحدة الهواء) | >3ديسيبل | نمط الهوائي: الخواص |
| كسب الهوائي (الوحدة الأرضية) | 12 - 18 ديسيبل | هوائي اتجاهي |
| Receiver Sensitivity | –103dBm @ 10 MHz | مقابل 10⁻⁵ بير |
| هامش الرابط @ 80 كم | > 10 ديسيبل | يضمن فيديو قوي + رابط البيانات |
NOTE:
⮚ For seamless integration between the CUAV V5+ flight controller and external peripherals, it is essential that the UART loom maintains a direct and uncomplicated wiring structure. خاصة, the loom from the UART port should be designed as a single straight line connection without introducing any additional converters or intermediary boards. This minimizes potential points of failure, يقلل الكمون, and ensures a lightweight and reliable wiring architecture.
⮚ Furthermore, يجب أن يعمل النول وفق منطق الترانزستور-الترانزستور (TTL) voltage levels, كما تتواصل وحدة التحكم في الطيران V5+ عبر TTL UART. أي انحراف عن TTL (مثل مستويات RS-232 أو RS-485) would necessitate external level shifters or converters, which contradicts the requirement of a direct loom. By adhering to TTL standards, يتم الحفاظ على توافق الإشارة, ضمان:
o Direct communication between the V5+ and connected modules.
o Reduced hardware complexity by eliminating converters or translators. o Lower weight and improved reliability, as fewer components are involved in the signal path.
o Improved signal integrity, since additional conversion stages can introduce noise or timing mismatches.
ختاماً, the loom design should strictly provide a straight-through UART wiring harness operating at TTL voltages, aligning with the CUAV V5+ electrical specifications and guaranteeing optimal performance in airborne applications.
System Overview:
وصف النظام عالي المستوى:
1. أربع طائرات بدون طيار, كل منها مجهز:
o 1 × وحدة داتا لينك الهوائية
o 1 × لجنة الاتصالات الفيدرالية (كمبيوتر التحكم في الطيران, على سبيل المثال, كاذبة V5 +)
o 1 × باحث / Camera
2. 1 × وحدة داتا لينك الأرضية متصلة بمحطة التحكم الأرضية (GCS).
تدفق البيانات (ملخص): Video and sensor data from each camera is provided to its associated Datalink Air Unit via the camera’s Ethernet port. Telemetry and control data between the FCC and the Air Unit is carried over a UART link. The Datalink Air Unit transmits these streams over the data link to the Ground Unit; the Ground Unit demultiplexes the streams and presents them to the GCS as a single Ethernet stream (كاميرا الفيديو والبيانات) ومسلسل واحد (وارت/يو إس بي) telemetry stream.
متطلبات وحدة الهواء:
كل وحدة Datalink Air (واحدة لكل طائرة بدون طيار) shall meet the following mandatory requirements:
1. واجهات & الموانئ (الحد الأدنى):
o 1 × منفذ UART (الحد الأدنى). This port shall be used for telemetry/control connectivity to the FCC (منافذ القياس عن بعد Telem1 / Telem2 على لجنة الاتصالات الفيدرالية).
o 1 × منفذ إيثرنت (الحد الأدنى). This port shall be used to receive camera/seeker Ethernet data.
2. اتصال الكابل (delivered with the Air Unit):
o 1 × كابل UART (أساسي) - طول: 1.0 م (±5%). يجب أن يحمل الكابل TX, آر إكس, GND and VCC. Cable must be terminated to match the Datalink UART connector on one end and the FCC telemetry connector on the other.
o 1 × كابل إيثرنت (أساسي) - طول: 1.0 م (±5%). Cable shall be standard shielded Cat5e or Cat6 patch cable with RJ45 connectors.
o 2 × أطقم احتياطية (لكل وحدة الهواء) - أي., two additional UART cables and two additional Ethernet cables shall be supplied with each Air Unit (total supplied per unit = 3 UART cables, 3 كابلات إيثرنت).
3. ميكانيكية & Physical:
o Cables should be color-coded (مُستَحسَن) and have clear directionality markings if pinouts are not symmetric.
4. Electrical/Protocol:
o UART: Support common baud rates up to at least 921600 bps. Provide user configurable UART parameters.
o إيثرنت: دعم على الأقل 100 عملية ميغابت في الثانية (يفضل جيجابت). Support common transport protocols (UDP, RTSP للفيديو وUDP للتحكم) — specific protocol selection shall be configurable.
متطلبات الوحدة الأرضية:
The Ground Unit performs demultiplexing of data from all four Air Units and presents a unified interface to the GCS. المتطلبات الإلزامية هي:
1. واجهات & الموانئ (الحد الأدنى):
o 1 × منفذ UART (تم تقديمه إلى GCS). The Ground Unit shall aggregate telemetry streams from all four air units and present them to the GCS as a single UART/USB interface (على سبيل المثال, الوحدة الأرضية UART متصلة بواجهة USB على GCS).
o 1 × منفذ إيثرنت (تم تقديمه إلى GCS). The Ground Unit shall aggregate camera/video and data streams from the four air units and present them as a single Ethernet interface to the GCS.
2. سلوك التجميع:
o The Ground Unit shall accept four independent incoming data streams (one from each Air Unit) and demultiplex them to a combined Ethernet stream and a combined serial stream. From the GCS’ perspective there shall be only one Ethernet link and one UART link to configure and monitor.
o Aggregation must preserve source addressing, so the GCS can identify which stream is from which Bird. The Ground Unit shall not lose per-bird identification information.
3. اتصال الكابل (يتم تسليمها مع الوحدة الأرضية):
o 1 × كابل UART (أساسي) - طول: 400 مم (0.4 م). Cable shall allow connection from the Ground Unit UART port to the GCS USB port (if the Ground Unit UART is a direct UART, provide a USB-UART adapter cable). The cable must carry TX, آر إكس, GND and VCC.
o 1 × كابل إيثرنت (أساسي) - طول: 400 مم (0.4 م). Cable shall be shielded Cat5e/Cat6 patch cable with RJ45 connectors.
o 2 × spare sets — two additional UART and two additional Ethernet cables supplied as spares with the Ground Unit.
4. Electrical/Protocol:
o Aggregation shall be transparent with respect to Ethernet frames for video; where needed the Ground Unit may repackage streams into a single transport stream but must preserve timing information and per-bird source identification.
o مضاعفة القياس عن بعد: The Ground Unit shall time-multiplex or packetize telemetry streams into a single UART stream with clear framing and optional tags to distinguish messages by bird ID. The protocol used for multiplexing must be documented and supported by the GCS software.
Connectivity & مواصفات الكابل
This section lists the recommended cable and connector specifications to ensure reliable performance in the airborne and ground environments.
1. كابلات إيثرنت (وحدة الهواء -> الكاميرا والوحدة الأرضية -> GCS): Standard shielded Cat5e or Cat6 patch cables with RJ45 terminations. استخدم محمية بالكامل (سان تومي وبرينسيبي) cable if the installation has high EMI.
2. Ethernet length (وحدة الهواء): 1.0 m ±5%.
3. Ethernet length (الوحدة الأرضية): 400 mm ±5%.
4. كابلات UART (وحدة الهواء -> FCC telemetry): 4-conductor cable (تكساس, آر إكس, GND, optional RTS/CTS). Length: 1.0 m ±5%.
5. UART cable (Ground Unit -> GCS USB/UART): 400 mm ±5% (include USB-UART adapter if required by the GCS).
6. Cable shielding and grounding: Provide common ground and ensure shielding is terminated at one end per best-practice to avoid ground loops. Use locking RJ45 or latching connectors if vibration is expected.
7. Provide adapter cables for interfacing Datalink UART to CUAV V5+ telemetry connectors (if the Datalink unit does not natively expose a compatible connector).
8. Where camera supports Power-over-Ethernet (PoE) but the Datalink Air Unit does not supply PoE, provide a PoE injector.
Functional & Protocol Requirements
Key functional requirements and recommendations:
1. Per-Bird Identification: Each data stream (الفيديو أو القياس عن بعد) MUST be tagged with a unique Bird ID so the GCS can map streams to vehicles.
2. Multiplexing Scheme: The Ground Unit shall implement a deterministic multiplexing scheme for telemetry (UART) allowing GCS to parse and route messages by Bird ID. 3. Latency and Throughput: The system shall minimize additional aggregation latency. 4. مصداقية: Ground Unit must handle temporary loss of one or more air units gracefully and continue to present remaining streams to the GCS.
5. Configuration Interface: Provide a configuration method (a detailed document) to set Bird IDs, UART baud rates, and per-stream priorities.
اطرح سؤالاً
شكرًا لردكم ✨