El sistema consta de dieciséis unidades aéreas Datalink aerotransportadas. (uno por ave), una sola unidad terrestre de enlace de datos, y una estación de control terrestre (GCS). El propósito es especificar interfaces., longitudes de cable, recuentos de puertos, y pruebas de aceptación para que las unidades entregadas por los proveedores interoperen con la FCC existente (computadora de control de vuelo), cámaras (buscadores), y el GCS.
Se requiere una solución completa para establecer un enlace de datos entre un estación terrestre y 4 Unidades aéreas UAV. El sistema debe permitir una comunicación confiable., control, y seguimiento de todos los UAV simultáneamente. Los requisitos técnicos detallados se proporcionan a continuación.
Descripción general:
∙ Configuración: 1 × Unidad de control terrestre (GCU) comunicándose con 4 × Unidades Aéreas (Fuera de) ∙ Tipo de comunicación: Enlace bidireccional punto a multipunto (Ethernet + UART) ∙ Rango: ≥ 80 km línea de visión (LOS)
∙ Banda operativa: 1.4GHz(Banda L)
∙ Esquema de modulación: TDD-OFDM / QPSK / 16-QAM
∙ Requisito de energía: tensión de funcionamiento (12V), Umbral actual (≤2A) ∙ Rango de temperatura: -20°C a 75°C
Rendimiento de datos y ancho de banda:
| Parámetro | Requisito | Notas |
| Velocidad de datos de vídeo (por buscador) | 5 - 9 mbps | 1080pag @ 30 fps Compresión H.264/265 |
| Telemetria + Control (por FCC) | 200 - 300 kbps | Datos de control bidireccional basados en UART |
| Rendimiento de vídeo agregado (4 Fuera de) | 24 - 36 mbps | Enlace ascendente de vídeo combinado |
| Telemetría/Control agregado | 1 mbps | Insignificante en comparación con el vídeo |
| Ancho de banda de enlace ascendente total requerido | ≥ 36 mbps | Con 20% FEC + gastos generales ≈ 42 mbps |
Requisitos de latencia y calidad:
| Parámetro | Requisito | Notas |
| Tasa de error de bits | < 8×10-8 | En rango máximo |
| Retraso de datos | < 1Sra | Requerido para la operación del buscador en tiempo real y la transmisión de datos |
| Pérdida de paquetes | < 1% | Con FEC + Mecanismos ARQ |
| Corrección de errores | FEC + CRC + ARQ | Obligatorio para la confiabilidad de la telemetría |
Presupuesto de enlace & Parámetros de radiofrecuencia:
| Parámetro | Valor objetivo | Notas |
| Transmitir potencia (Unidad Aérea) | 4 – 5 W | – |
| Transmitir potencia (Unidad terrestre) | 4 – 5 W | – |
| Ganancia de antena (Unidad Aérea) | >3dB | Patrón de antena: isotrópico |
| Ganancia de antena (Unidad terrestre) | 12 - 18 dB | Antena direccional |
| Sensibilidad del receptor | –103 dBm a 10 MHz | Por 10⁻⁵ BER |
| Margen del enlace @ 80 km | > 10 dB | Garantiza un vídeo robusto + enlace de datos |
NOTA:
⮚ Para una integración perfecta entre el controlador de vuelo CUAV V5+ y los periféricos externos, Es esencial que el telar UART mantenga una estructura de cableado directa y sencilla. Específicamente, El telar del puerto UART debe diseñarse como un Conexión única en línea recta sin introducir convertidores ni placas intermedias adicionales.. Esto minimiza los posibles puntos de falla., reduce la latencia, y garantiza una arquitectura de cableado ligera y fiable.
⮚ Además, el telar debe funcionar en lógica transistor-transistor (TTL) niveles de voltaje, ya que el controlador de vuelo V5+ se comunica vía TTL UART. Cualquier desviación del TTL (como niveles RS-232 o RS-485) necesitaría cambiadores o convertidores de nivel externos, lo que contradice el requisito de un telar directo. Cumpliendo con los estándares TTL, Se mantiene la compatibilidad de la señal., asegurando:
o Comunicación directa entre el V5+ y los módulos conectados.
o Reducción de la complejidad del hardware al eliminar convertidores o traductores.. o Menor peso y mayor confiabilidad, ya que hay menos componentes involucrados en la ruta de la señal.
o Integridad de la señal mejorada, ya que las etapas de conversión adicionales pueden introducir ruido o desajustes de tiempo.
En conclusión, El diseño del telar debe proporcionar estrictamente un arnés de cableado UART directo que funcione con voltajes TTL., alineándose con las especificaciones eléctricas CUAV V5+ y garantizando un rendimiento óptimo en aplicaciones aéreas.
Descripción general del sistema:
Descripción del sistema de alto nivel:
1. Cuatro vehículos aéreos no tripulados, cada uno equipado con:
oh 1 × Unidad aérea de enlace de datos
oh 1 × FCC (Computadora de control de vuelo, P.EJ., FALSO V5+)
oh 1 × Buscador / Cámara
2. 1 × Unidad terrestre Datalink conectada con la estación de control terrestre (GCS).
Flujo de datos (descripción general): Los datos de vídeo y sensores de cada cámara se proporcionan a su unidad aérea Datalink asociada a través del puerto Ethernet de la cámara.. Los datos de telemetría y control entre la FCC y la Unidad Aérea se transmiten a través de un enlace UART. La Unidad Aérea Datalink transmite estos flujos a través del enlace de datos a la Unidad Terrestre.; la Unidad Terrestre demultiplexa los flujos y los presenta al GCS como un único flujo Ethernet (camara video y datos) y una sola serie (UART/USB) flujo de telemetría.
Requisitos de la unidad aérea:
Cada unidad aérea Datalink (uno por UAV) cumplirá los siguientes requisitos obligatorios:
1. Interfaces & Puertos (mínimo):
oh 1 × puerto UART (mínimo). Este puerto se utilizará para la conectividad de telemetría/control a la FCC. (puertos de telemetría Telem1 / Telem2 en la FCC).
oh 1 × Puerto Ethernet (mínimo). Este puerto se utilizará para recibir datos Ethernet de la cámara/buscador.
2. Conectividad por cable (entregado con la Unidad Aérea):
oh 1 × Cable UART (primario) - longitud: 1.0 metro (± 5%). El cable transportará TX, RX, Tierra y VCC. El cable debe tener una terminación que coincida con el conector Datalink UART en un extremo y el conector de telemetría FCC en el otro.
oh 1 ×Cable Ethernet (primario) - longitud: 1.0 metro (± 5%). El cable será un cable de conexión Cat5e o Cat6 blindado estándar con conectores RJ45.
oh 2 × juegos de repuesto (por unidad aérea) - es decir., Se suministrarán dos cables UART adicionales y dos cables Ethernet adicionales con cada unidad de aire. (total suministrado por unidad = 3 cables UART, 3 cables ethernet).
3. Mecánico & Físico:
o Los cables deben estar codificados por colores. (recomendado) y tener marcas de direccionalidad claras si los pines no son simétricos.
4. Eléctrico/Protocolo:
oh UART: Admite velocidades de baudios comunes de hasta al menos 921600 bps. Proporciona parámetros UART configurables por el usuario.
oh Ethernet: apoyo al menos 100 Operación de Mbps (Preferiblemente Gigabit). Admite protocolos de transporte comunes (UDP, RTSP para vídeo y UDP para control) — la selección de protocolo específico será configurable.
Requisitos de la unidad terrestre:
La Unidad Terrestre realiza la demultiplexación de datos de las cuatro Unidades Aéreas y presenta una interfaz unificada al GCS.. Los requisitos obligatorios son:
1. Interfaces & Puertos (mínimo):
oh 1 × puerto UART (presentado al GCS). La unidad terrestre agregará flujos de telemetría de las cuatro unidades aéreas y los presentará al GCS como una única interfaz UART/USB. (P.EJ., la unidad de tierra UART conectada a una interfaz USB en el GCS).
oh 1 × Puerto Ethernet (presentado al GCS). La Unidad Terrestre agregará flujos de cámara/vídeo y datos de las cuatro unidades aéreas y los presentará como una única interfaz Ethernet al GCS.
2. Comportamiento de agregación:
o La Unidad Terrestre aceptará cuatro flujos de datos entrantes independientes (uno de cada unidad aérea) y demultiplexarlos en un flujo Ethernet combinado y un flujo en serie combinado. Del GCS’ En perspectiva, solo habrá un enlace Ethernet y un enlace UART para configurar y monitorear.
o La agregación debe preservar el direccionamiento de origen, para que el GCS pueda identificar qué corriente proviene de qué pájaro. La Unidad Terrestre no perderá información de identificación por ave.
3. Conectividad por cable (entregado con la unidad terrestre):
oh 1 × Cable UART (primario) - longitud: 400 mm (0.4 metro). El cable permitirá la conexión desde el puerto UART de la unidad de tierra al puerto USB del GCS (si la unidad terrestre UART es una UART directa, Proporcionar un cable adaptador USB-UART.). El cable debe llevar TX, RX, Tierra y VCC.
oh 1 ×Cable Ethernet (primario) - longitud: 400 mm (0.4 metro). El cable será un cable de conexión Cat5e/Cat6 blindado con conectores RJ45.
oh 2 × juegos de repuesto: dos cables UART adicionales y dos cables Ethernet adicionales suministrados como repuestos con la unidad de tierra.
4. Eléctrico/Protocolo:
o La agregación deberá ser transparente con respecto a las tramas Ethernet para video.; cuando sea necesario, la Unidad Terrestre puede volver a empaquetar los flujos en un solo flujo de transporte, pero debe preservar la información de tiempo y la identificación de la fuente por ave.
oh Multiplexación de telemetría: La unidad terrestre deberá multiplexar en el tiempo o empaquetar flujos de telemetría en un único flujo UART con marcos claros y etiquetas opcionales para distinguir los mensajes por identificación de aves.. El protocolo utilizado para la multiplexación debe estar documentado y respaldado por el software GCS..
Conectividad & Especificaciones de cables
Esta sección enumera las especificaciones recomendadas de cables y conectores para garantizar un rendimiento confiable en entornos aéreos y terrestres.
1. cables ethernet (Unidad Aérea -> Unidad de cámara y tierra -> GCS): Cables de conexión Cat5e o Cat6 blindados estándar con terminaciones RJ45. Usar completamente blindado (STP) cable si la instalación tiene alta EMI.
2. Longitud de Ethernet (Unidad Aérea): 1.0 ±5%.
3. Longitud de Ethernet (Unidad terrestre): 400 mm ±5%.
4. Cables UART (Unidad Aérea -> Telemetría FCC): 4-cable conductor (TX, RX, GND, RTS/CTS opcional). Longitud: 1.0 ±5%.
5. cable UART (Unidad Terrestre -> USB/UART): 400 mm ±5% (Incluye adaptador USB-UART si lo requiere el GCS.).
6. Blindaje y puesta a tierra de cables: Proporcione una conexión a tierra común y asegúrese de que el blindaje termine en un extremo según las mejores prácticas para evitar bucles de tierra.. Utilice conectores RJ45 de bloqueo o de pestillo si se espera vibración.
7. Proporcione cables adaptadores para conectar Datalink UART a conectores de telemetría CUAV V5+ (si la unidad Datalink no expone de forma nativa un conector compatible).
8. Donde la cámara admite Power-over-Ethernet (Poe) pero la unidad aérea Datalink no suministra PoE, Proporcionar un inyector PoE.
Funcional & Requisitos de protocolo
Recomendaciones y requisitos funcionales clave:
1. Identificación por ave: Cada flujo de datos (vídeo o telemetría) DEBE estar etiquetado con una identificación de pájaro única para que el GCS pueda asignar corrientes a vehículos.
2. Esquema de multiplexación: La Unidad Terrestre implementará un esquema de multiplexación determinista para telemetría. (UART) permitiendo a GCS analizar y enrutar mensajes por Bird ID. 3. Latencia y rendimiento: El sistema minimizará la latencia de agregación adicional. 4. Fiabilidad: La unidad terrestre debe manejar con gracia la pérdida temporal de una o más unidades aéreas y continuar presentando los flujos restantes al GCS.
5. Interfaz de configuración: Proporcionar un método de configuración. (un documento detallado) para establecer ID de aves, Velocidades de baudios UART, y prioridades por flujo.
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