Сістэма перадачы дадзеных БЛА для надзейнага кіравання некалькімі беспілотнікамі

Сістэма складаецца з шаснаццаці бартавых паветраных блокаў Datalink (па адным на птушку), адзін наземны блок Datalink, і наземная станцыя кіравання (GCS). Мэта складаецца ў тым, каб вызначыць інтэрфейсы, даўжыні кабеляў, порт разлічвае, і прыёмачныя выпрабаванні, каб прылады, пастаўленыя пастаўшчыкамі, сумяшчалі з існуючай FCC (кампутар кіравання палётам), камеры (шукальнікі), і GCS.

Для ўстанаўлення сувязі паміж a наземная станцыя і 4 Авіяпадраздзяленні БПЛА. Сістэма павінна забяспечваць надзейную сувязь, кантраляваць, і маніторынг ўсіх БПЛА адначасова. Падрабязныя тэхнічныя патрабаванні прадстаўлены ніжэй.

Агляд: 

∙ Канфігурацыя: 1 × Наземны блок кіравання (ГКУ) зносіны з 4 × Паветраныя адзінкі (З) ∙ Тып сувязі: Двунакіраваная сувязь "кропка-шматкропка". (Ethernet + UART) ∙ Дыяпазон: ≥ 80 км прамой бачнасці (Калі дыяпазон дыяпазону) 

∙ Аперацыйная паласа: 1.4ГГц(L-дыяпазон) 

∙ Схема мадуляцыі: TDD-OFDM / QPSK / 16-QAM

∙ Патрабаванні да магутнасці: працоўнае напружанне (12V), Бягучы парог (≤2A) ∙ Дыяпазон тэмператур: -20ад °C да 75 °C

Прапускная здольнасць дадзеных і прапускная здольнасць:

ПараметрПатрабаваннеНоты
Хуткасць даных відэа (на шукальніка) 5 - 9 Мбіт / с1080р @ 30 кадраў у секунду, сціск H.264/265
Тэлеметрыя + Кантраляваць (паводле FCC) 200 - 300 кбіт / сДвунакіраваныя даныя кіравання на аснове UART
Сукупная прапускная здольнасць відэа (4  З)24 - 36 Мбіт / сКамбінаванае відэа ўверх
Сукупная тэлеметрыя/кантроль1 Мбіт / сНязначна ў параўнанні з відэа
Агульная неабходная прапускная здольнасць узыходзячага канала≥ 36 Мбіт / сз 20% ВЭК + накладныя выдаткі ≈ 42 Мбіт / с

Патрабаванні да затрымкі і якасці: 

ПараметрПатрабаваннеНоты
Частата бітавых памылак< 8×10-8 На максімальнай далёкасці
Затрымка даных< 1другаНеабходны для працы ГСН і перадачы даных у рэжыме рэальнага часу
Страта пакетаў< 1% З FEC + Механізмы ARQ
Выпраўленне памылакВЭК + CRC + ARQАбавязковы для надзейнасці тэлеметрыі

Спасылка Бюджэт & Параметры ВЧ:

ПараметрМэтавае значэннеНоты
Перадаць сілу (Паветраны блок) 4 – 5 Ш
Перадаць сілу (Наземны блок) 4 – 5 Ш
Каэфіцыент узмацнення антэны (Паветраны блок) >3дБДыяграма накіраванасці антэны: Ізатропны
Каэфіцыент узмацнення антэны (Наземны блок) 12 - 18 дБНакіраваная антэна
Адчувальнасць да прыёмніка–103 дБм пры 10 МГцЗа 10⁻⁵ BER
Поле спасылкі @ 80 км> 10 дБЗабяспечвае надзейнае відэа + сувязь перадачы дадзеных

Запіска: 

⮚ Для бесперашкоднай інтэграцыі паміж кантролерам палёту CUAV V5+ і знешнімі перыферыйнымі прыладамі, вельмі важна, каб ткацкі станок UART падтрымліваў a прамая і нескладаная структура разводкі. Канкрэтна, ткацкі станок ад порта UART павінен быць распрацаваны як a адзінае прамое злучэнне без увядзення дадатковых пераўтваральнікаў або прамежкавых плат. Гэта зводзіць да мінімуму патэнцыйныя кропкі адмовы, памяншае затрымку, і забяспечвае лёгкую і надзейную архітэктуру праводкі.

⮚ Акрамя таго, ткацкі станок павінен працаваць на Transistor-Transistor Logic (TTL) ўзроўні напружання, так як кантролер палёту V5+ звязваецца праз TTL UART. Любое адхіленне ад TTL (напрыклад, ўзроўні RS-232 або RS-485) спатрэбяцца знешнія перамыкачы ўзроўню або пераўтваральнікі, што супярэчыць патрабаванню прамога ткацкага станка. Прытрымліваючыся стандартаў TTL, сумяшчальнасць сігналу захоўваецца, забеспячэнне: 

o Прамая сувязь паміж V5+ і падлучанымі модулямі.

o Зніжэнне апаратнай складанасці шляхам ліквідацыі пераўтваральнікаў або транслятараў. o Меншы вага і павышэнне надзейнасці, як менш кампанентаў задзейнічана ў шляху сігналу.

o Палепшаная цэласнасць сігналу, паколькі дадатковыя этапы пераўтварэння могуць унесці шум або неадпаведнасць часу.

У заключэнне, канструкцыя станка павінна строга забяспечваць прамой джгут правадоў UART, які працуе пры напрузе TTL, адпаведнасць электрычным спецыфікацыям CUAV V5+ і гарантыя аптымальнай прадукцыйнасці ў бартавым прымяненні.

Агляд сістэмы: 

Апісанне сістэмы высокага ўзроўню: 

1. Чатыры БПЛА, кожны абсталяваны: 

о 1 × Паветраны блок Datalink

о 1 × FCC (Кампутар кіравання палётам, Нап., ХЛУСНЯ V5+) 

о 1 × Шукальнік / Камера

2. 1 × Наземны блок перадачы дадзеных, звязаны з наземнай станцыяй кіравання (GCS). 

Паток даных (агляд): Даныя відэа і датчыкаў з кожнай камеры перадаюцца ў звязаны з ёй паветраны блок Datalink праз порт Ethernet камеры. Даныя тэлеметрыі і кіравання паміж FCC і Air Unit перадаюцца па канале UART. Паветраны блок Datalink перадае гэтыя патокі па лініі перадачы даных на наземны блок; Наземны блок демультиплексирует патокі і прадстаўляе іх у GCS як адзіны паток Ethernet (камера відэа і дадзеныя) і адзін серыял (UART/USB)  паток тэлеметрыі.

Патрабаванні да паветранага блока: 

схема падлучэння паветранага блока сістэмы перадачы дадзеных БЛА для надзейнага кіравання некалькімі беспілотнікамі
схема падлучэння паветранага блока сістэмы перадачы дадзеных БЛА для надзейнага кіравання некалькімі беспілотнікамі

Кожны Air Unit Datalink (адзін на БПЛА) павінны адпавядаць наступным абавязковым патрабаванням: 

1. Інтэрфейсы & Парты (мінімум): 

о 1 × Порт UART (мінімум). Гэты порт будзе выкарыстоўвацца для падключэння тэлеметрыі/кантролю да FCC (тэлеметрычныя парты Telem1 / Telem2 на FCC). 

о 1 × Порт Ethernet (мінімум). Гэты порт будзе выкарыстоўвацца для атрымання даных Ethernet камеры/зашукальніка.

2. Кабельнае падключэнне (пастаўляецца з паветраным блокам): 

о 1 × кабель UART (першасны) — даўжыня: 1.0 м (± 5%). Кабель павінен перадаваць TX, RX, GND і VCC. Кабель павінен быць спынены ў адпаведнасці з раздымам Datalink UART на адным канцы і раздымам тэлеметрыі FCC на другім.

о 1 × кабель Ethernet (першасны) — даўжыня: 1.0 м (± 5%). Кабель павінен быць стандартным экранаваным патч-кабелем Cat5e або Cat6 з раздымамі RJ45.

о 2 × запасныя наборы (за паветраную адзінку) — г.зн., два дадатковых кабеля UART і два дадатковых кабеля Ethernet павінны пастаўляцца з кожным Air Unit (агульная колькасць пастаўленых на адзінку = 3 кабеля UART, 3 Кабелі Ethernet). 

3. Механічны & фізічны: 

o Кабелі павінны мець каляровую маркіроўку (рэкамендуецца) і маюць выразныя пазнакі накіраванасці, калі распиновка не сіметрычная.

4. Электрычныя / Пратакол: 

о UART: Падтрымка агульных хуткасцей перадачы да мінімум 921600 bps. Забяспечце наладжвальныя карыстальнікам параметры UART.

о Ethernet: Падтрымаць хоць бы 100 Праца Mbps (Пераважны гігабіт). Падтрымка агульных транспартных пратаколаў (UDP, RTSP для відэа і UDP для кіравання) — выбар канкрэтнага пратаколу павінен быць канфігураваным.

Патрабаванні да наземнага блока: 

схема падлучэння наземнага блока сістэмы перадачы дадзеных БЛА для надзейнага кіравання некалькімі беспілотнікамі
схема падлучэння наземнага блока сістэмы перадачы дадзеных БЛА для надзейнага кіравання некалькімі беспілотнікамі

Наземны блок выконвае демультиплексирование даных з усіх чатырох паветраных блокаў і прадстаўляе адзіны інтэрфейс для GCS. Абавязковыя патрабаванні: 

1. Інтэрфейсы & Парты (мінімум): 

о 1 × Порт UART (прадстаўлены ў GCS). Наземны блок павінен аб'ядноўваць патокі тэлеметрыі ад усіх чатырох паветраных блокаў і прадстаўляць іх у GCS як адзіны інтэрфейс UART/USB (Нап., наземны блок UART, падлучаны да інтэрфейсу USB на GCS). 

о 1 × Порт Ethernet (прадстаўлены ў GCS). Наземны блок павінен аб'ядноўваць камеры/відэа і патокі даных з чатырох паветраных блокаў і прадстаўляць іх як адзіны інтэрфейс Ethernet для GCS.

2. Агрэгацыйныя паводзіны: 

o Наземны блок прымае чатыры незалежныя ўваходныя патокі даных (па адным ад кожнай авіяпадраздзялення) і демультиплексировать іх у камбінаваны паток Ethernet і камбінаваны паслядоўны паток. З GCS’ з пункту гледжання канфігурацыі і кантролю павінна быць толькі адно злучэнне Ethernet і адно злучэнне UART.

o Агрэгацыя павінна захоўваць адрасаванне крыніцы, так што GCS можа вызначыць, які паток ад якой Bird. Наземнае падраздзяленне не павінна страціць ідэнтыфікацыйную інфармацыю кожнай птушкі.

3. Кабельнае падключэнне (пастаўляецца з наземным блокам): 

о 1 × кабель UART (першасны) — даўжыня: 400 мм (0.4 м). Кабель павінен забяспечваць падключэнне ад порта UART зазямляльнага блока да порта USB GCS (калі UART наземнага блока з'яўляецца прамым UART, падайце адаптарны кабель USB-UART). Кабель павінен перадаваць TX, RX, GND і VCC.

о 1 × кабель Ethernet (першасны) — даўжыня: 400 мм (0.4 м). Кабель павінен быць экранаваным патч-кабелем Cat5e/Cat6 з раздымамі RJ45.

о 2 × запасныя камплекты — два дадатковыя кабелі UART і два дадатковыя кабелі Ethernet, якія пастаўляюцца ў якасці запасных частак разам з наземным блокам.

4. Электрычныя / Пратакол: 

o Агрэгацыя павінна быць празрыстай у дачыненні да кадраў Ethernet для відэа;  пры неабходнасці наземны блок можа перапакоўваць патокі ў адзіны транспартны паток, але павінен захоўваць інфармацыю аб часе і ідэнтыфікацыю крыніцы для кожнай птушкі.

о Мультыплексаванне тэлеметрыі: Наземны блок мультыплікуе ў часе або пакетуе патокі тэлеметрыі ў адзіны паток UART з выразным кадраваннем і дадатковымі тэгамі для адрознення паведамленняў па ідэнтыфікатары птушкі. Пратакол, які выкарыстоўваецца для мультыплексавання, павінен быць дакументаваны і падтрымлівацца праграмным забеспячэннем GCS.

Падключэнне & Тэхнічныя характарыстыкі кабеля

У гэтым раздзеле пералічаны рэкамендаваныя спецыфікацыі кабеляў і раздымаў для забеспячэння надзейнай працы ў паветры і на зямлі.

1. Кабелі Ethernet (Паветраны блок -> Камера і наземны блок -> GCS): Стандартныя экранаваныя патч-кабелі Cat5e або Cat6 з канчаткамі RJ45. Выкарыстоўвайце цалкам экранаваныя (STP) кабель, калі ўстаноўка мае высокія электрамагнітныя пашкоджанні.

2. Даўжыня Ethernet (Паветраны блок): 1.0 м ±5%.

3. Даўжыня Ethernet (Наземны блок): 400 мм ±5%.

4. Кабелі UART (Паветраны блок -> Тэлеметрыя FCC): 4-токаправодны кабель (Тэхас, RX, AL злева AR справа, дадатковы RTS/CTS). Даўжыня: 1.0 м ±5%.

5. Кабель UART (Наземны блок -> GCS USB/UART): 400 мм ±5% (уключыце адаптар USB-UART, калі патрабуецца GCS). 

6. Экранаванне і зазямленне кабеля: Забяспечце агульную зямлю і пераканайцеся, што экранаванне спынена на адным канцы ў адпаведнасці з перадавой практыкай, каб пазбегнуць замыкання на зямлю. Калі чакаецца вібрацыя, выкарыстоўвайце раздымы з фіксацыяй RJ45 або фіксатары.

7. Забяспечце адаптарныя кабелі для ўзаемадзеяння Datalink UART з раздымамі тэлеметрыі CUAV V5+ (калі блок Datalink не мае першапачатковага доступу да сумяшчальнага раздыма). 

8. Дзе камера падтрымлівае Power-over-Ethernet (PoE) але Air Unit Datalink не забяспечвае PoE, забяспечыць інжэктар PoE.

Функцыянальны & Патрабаванні да пратаколу

Асноўныя функцыянальныя патрабаванні і рэкамендацыі: 

1. Ідэнтыфікацыя кожнай птушкі: Кожны паток даных (відэа ці тэлеметрыя) ПАВІННЫ быць пазначаны унікальным ідэнтыфікатарам птушкі, каб GCS мог супастаўляць патокі з транспартнымі сродкамі.

2. Схема мультыплексавання: Наземны блок павінен рэалізаваць дэтэрмінаваную схему мультыплексавання для тэлеметрыі (UART) дазваляючы GCS разбіраць і маршрутызаваць паведамленні па Bird ID. 3. Затрымка і прапускная здольнасць: Сістэма павінна звесці да мінімуму дадатковую затрымку агрэгацыі. 4. Надзейнасць: Наземнае падраздзяленне павінна карэктна справіцца з часовай стратай аднаго або некалькіх паветраных падраздзяленняў і працягваць прадстаўляць астатнія патокі GCS.

5. Інтэрфейс канфігурацыі: Пакажыце спосаб канфігурацыі (падрабязны дакумент) каб усталяваць ідэнтыфікатары птушак, Хуткасць перадачы дадзеных UART, і прыярытэты кожнага патоку.

Задайце пытанне

← Назад

Ваша паведамленне адпраўлена