O sistema compreende dezesseis unidades aéreas Datalink Air (um por ave), uma única unidade terrestre Datalink, e uma estação de controle terrestre (GCS). O objetivo é especificar interfaces, comprimentos de cabo, contagem de portas, e testes de aceitação para que as unidades entregues pelos fornecedores interoperem com o FCC existente (computador de controle de vôo), câmeras (buscadores), e o GCS.
É necessária uma solução completa para estabelecer um link de dados entre um estação terrestre e 4 Unidades aéreas UAV. O sistema deve permitir uma comunicação confiável, controlar, e monitoramento de todos os UAVs simultaneamente. Os requisitos técnicos detalhados são fornecidos abaixo.
Visão geral:
∙ Configuração: 1 × Unidade de Controle de Solo (GCU) comunicando-se com 4 × Unidades Aéreas (Fora de) ∙ Tipo de comunicação: Link bidirecional ponto-multiponto (Ethernet + UART) ∙ Alcance: ≥ 80 linha de visão km (A)
∙ Banda Operacional: 1.4GHz(Banda L)
∙ Esquema de Modulação: TDD-OFDM / QPSK / 16-QAM
∙ Requisito de energia: tensão operacional (12V), Limite atual (≤2A) ∙ Faixa de Temperatura: -20°C a 75 °C
Taxa de transferência de dados e largura de banda:
| Parâmetro | Exigência | Notas |
| Taxa de dados de vídeo (por buscador) | 5 - 9 Mbps | 1080p@ 30 compressão H.264/265 fps |
| Telemetria + Controlar (por FCC) | 200 - 300 kbps | Dados de controle bidirecional baseados em UART |
| Taxa de transferência de vídeo agregada (4 Fora de) | 24 - 36 Mbps | Uplink de vídeo combinado |
| Telemetria/Controle Agregado | 1 Mbps | Insignificante em comparação com o vídeo |
| Largura de banda de uplink total necessária | ≥ 36 Mbps | Com 20% FEC + sobrecarga ≈ 42 Mbps |
Requisitos de latência e qualidade:
| Parâmetro | Exigência | Notas |
| Taxa de erro de bits | < 8×10-8 | No alcance máximo |
| Atraso de dados | < 1Senhora | Necessário para operação do buscador em tempo real e transmissão de dados |
| Perda de pacotes | < 1% | Com FEC + Mecanismos ARQ |
| Correção de erros | FEC + CRC + ARQ | Obrigatório para confiabilidade da telemetria |
Link Orçamento & Parâmetros de RF:
| Parâmetro | Valor alvo | Notas |
| Transmitir energia (Unidade Aérea) | 4 – 5 W | – |
| Transmitir energia (Unidade Terrestre) | 4 – 5 W | – |
| Ganho de antena (Unidade Aérea) | >3dB | Padrão de antena: Isotrópico |
| Ganho de antena (Unidade Terrestre) | 12 - 18 dB | Antena Direcional |
| Sensibilidade do receptor | –103dBm a 10 MHz | Por 10⁻⁵ BER |
| Margem do link @ 80 km | > 10 dB | Garante vídeo robusto + link de dados |
OBSERVAÇÃO:
⮚ Para integração perfeita entre o controlador de vôo CUAV V5+ e periféricos externos, é essencial que o tear UART mantenha uma estrutura de fiação direta e descomplicada. Especificamente, o tear da porta UART deve ser projetado como um conexão em linha reta única sem introdução de conversores adicionais ou placas intermediárias. Isso minimiza possíveis pontos de falha, reduz a latência, e garante uma arquitetura de fiação leve e confiável.
⮚ Além disso, o tear deve operar na Lógica Transistor-Transistor (Ttl) níveis de tensão, enquanto o controlador de vôo V5+ se comunica via TTL UART. Qualquer desvio do TTL (como níveis RS-232 ou RS-485) exigiria deslocadores ou conversores de nível externos, o que contradiz a exigência de um tear direto. Ao aderir aos padrões TTL, a compatibilidade do sinal é mantida, garantindo:
o Comunicação direta entre o V5+ e os módulos conectados.
o Redução da complexidade do hardware, eliminando conversores ou tradutores. o Menor peso e maior confiabilidade, já que menos componentes estão envolvidos no caminho do sinal.
o Melhor integridade do sinal, já que estágios de conversão adicionais podem introduzir ruído ou incompatibilidades de tempo.
Para concluir, o projeto do tear deve fornecer estritamente um chicote elétrico UART direto operando em tensões TTL, alinhando-se com as especificações elétricas CUAV V5+ e garantindo ótimo desempenho em aplicações aéreas.
Visão geral do sistema:
Descrição do sistema de alto nível:
1. Quatro UAVs, cada um equipado com:
ó 1 × Unidade Aérea Datalink
ó 1 ×FCC (Computador de controle de vôo, Por exemplo, FALSO V5+)
ó 1 × Buscador / Câmera
2. 1 × Unidade Terrestre Datalink conectada à Estação de Controle Terrestre (GCS).
Fluxo de dados (visão geral): Os dados de vídeo e sensor de cada câmera são fornecidos à sua unidade Datalink Air associada através da porta Ethernet da câmera. Os dados de telemetria e controle entre a FCC e a Unidade Aérea são transportados por um link UART. A Unidade Aérea Datalink transmite esses fluxos através do link de dados para a Unidade Terrestre; a Unidade Terrestre demultiplexa os fluxos e os apresenta ao GCS como um único fluxo Ethernet (vídeo e dados da câmera) e uma única série (UART/USB) fluxo de telemetria.
Requisitos da Unidade Aérea:
Cada unidade aérea Datalink (um por UAV) deve atender aos seguintes requisitos obrigatórios:
1. Interfaces & Portas (mínimo):
ó 1 × porta UART (mínimo). Esta porta será usada para conectividade de telemetria/controle com a FCC (portas de telemetria Telem1 / Telem2 na FCC).
ó 1 × Porta Ethernet (mínimo). Esta porta deve ser usada para receber dados Ethernet da câmera/buscador.
2. Conectividade de cabo (entregue com a unidade aérea):
ó 1 × Cabo UART (primário) - comprimento: 1.0 m (± 5%). O cabo deve transportar TX, RX, GND e VCC. O cabo deve ter terminação correspondente ao conector UART do Datalink em uma extremidade e ao conector de telemetria FCC na outra.
ó 1 × Cabo Ethernet (primário) - comprimento: 1.0 m (± 5%). O cabo deve ser um patch cable Cat5e ou Cat6 blindado padrão com conectores RJ45.
ó 2 × conjuntos sobressalentes (por Unidade Aérea) - ou seja, dois cabos UART adicionais e dois cabos Ethernet adicionais devem ser fornecidos com cada unidade aérea (total fornecido por unidade = 3 cabos UART, 3 Cabos Ethernet).
3. Mecânico & Fisica:
o Os cabos devem ser codificados por cores (recomendado) e possuem marcações de direcionalidade claras se as pinagens não forem simétricas.
4. Elétrica/Protocolo:
ó UART: Suporta taxas de transmissão comuns de até pelo menos 921600 bps. Fornece parâmetros UART configuráveis pelo usuário.
ó Ethernet: Apoie pelo menos 100 Operação em Mbps (Gigabit preferido). Suporta protocolos de transporte comuns (UDP, RTSP para vídeo e UDP para controle) — a seleção de protocolo específico deve ser configurável.
Requisitos da Unidade Terrestre:
A Unidade Terrestre realiza a demultiplexação dos dados de todas as quatro Unidades Aéreas e apresenta uma interface unificada para o GCS. Os requisitos obrigatórios são:
1. Interfaces & Portas (mínimo):
ó 1 × porta UART (apresentado ao GCS). A Unidade Terrestre deverá agregar fluxos de telemetria de todas as quatro unidades aéreas e apresentá-los ao GCS como uma única interface UART/USB (Por exemplo, a unidade terrestre UART conectada a uma interface USB no GCS).
ó 1 × Porta Ethernet (apresentado ao GCS). A Unidade Terrestre deverá agregar fluxos de câmera/vídeo e dados das quatro unidades aéreas e apresentá-los como uma única interface Ethernet para o GCS.
2. Comportamento de agregação:
o A Unidade Terrestre aceitará quatro fluxos de dados de entrada independentes (um de cada Unidade Aérea) e demultiplexá-los em um fluxo Ethernet combinado e um fluxo serial combinado. Do GCS’ perspectiva, deverá haver apenas um link Ethernet e um link UART para configurar e monitorar.
o A agregação deve preservar o endereçamento de origem, para que o GCS possa identificar qual fluxo é de qual Bird. A Unidade Terrestre não perderá informações de identificação por ave.
3. Conectividade de cabo (entregue com a Unidade Terrestre):
ó 1 × Cabo UART (primário) - comprimento: 400 milímetros (0.4 m). O cabo deve permitir a conexão da porta UART da unidade terrestre à porta USB do GCS (se o UART da Unidade Terrestre for um UART direto, forneça um cabo adaptador USB-UART). O cabo deve transportar TX, RX, GND e VCC.
ó 1 × Cabo Ethernet (primário) - comprimento: 400 milímetros (0.4 m). O cabo deve ser um patch cable Cat5e/Cat6 blindado com conectores RJ45.
ó 2 × conjuntos sobressalentes — dois cabos UART adicionais e dois cabos Ethernet adicionais fornecidos como peças sobressalentes com a unidade terrestre.
4. Elétrica/Protocolo:
o A agregação deve ser transparente em relação aos quadros Ethernet para vídeo; quando necessário, a Unidade Terrestre pode reempacotar os fluxos em um único fluxo de transporte, mas deve preservar as informações de tempo e a identificação da fonte por ave.
ó Multiplexação de telemetria: A Unidade Terrestre deve multiplexar no tempo ou empacotar fluxos de telemetria em um único fluxo UART com enquadramento claro e tags opcionais para distinguir mensagens por identificação de pássaro. O protocolo usado para multiplexação deve ser documentado e suportado pelo software GCS.
Conectividade & Especificações do cabo
Esta seção lista as especificações recomendadas de cabos e conectores para garantir um desempenho confiável em ambientes aéreos e terrestres.
1. Cabos Ethernet (Unidade Aérea -> Câmera e Unidade Terrestre -> GCS): Cabos patch Cat5e ou Cat6 blindados padrão com terminações RJ45. Use totalmente blindado (STP) cabo se a instalação tiver alta EMI.
2. Comprimento Ethernet (Unidade Aérea): 1.0 m ±5%.
3. Comprimento Ethernet (Unidade Terrestre): 400 mm ±5%.
4. Cabos UART (Unidade Aérea -> Telemetria FCC): 4-cabo condutor (Texas, RX, GND, opcional RTS/CTS). Comprimento: 1.0 m ±5%.
5. Cabo UART (Unidade Terrestre -> GCS USB/UART): 400 mm ±5% (inclui adaptador USB-UART se exigido pelo GCS).
6. Blindagem e aterramento de cabos: Forneça um aterramento comum e garanta que a blindagem seja terminada em uma extremidade de acordo com as práticas recomendadas para evitar loops de aterramento. Use conectores RJ45 com trava ou travamento se houver expectativa de vibração.
7. Fornece cabos adaptadores para interface do Datalink UART com conectores de telemetria CUAV V5+ (se a unidade Datalink não expor nativamente um conector compatível).
8. Onde a câmera suporta Power-over-Ethernet (PoE) mas a unidade aérea Datalink não fornece PoE, forneça um injetor PoE.
Funcional & Requisitos de protocolo
Principais requisitos funcionais e recomendações:
1. Identificação por ave: Cada fluxo de dados (vídeo ou telemetria) DEVE ser marcado com um Bird ID exclusivo para que o GCS possa mapear fluxos para veículos.
2. Esquema de multiplexação: A Unidade Terrestre deverá implementar um esquema de multiplexação determinística para telemetria (UART) permitindo que o GCS analise e encaminhe mensagens por Bird ID. 3. Latência e taxa de transferência: O sistema deve minimizar a latência de agregação adicional. 4. Confiabilidade: A Unidade Terrestre deve lidar com a perda temporária de uma ou mais unidades aéreas normalmente e continuar a apresentar os fluxos restantes ao GCS.
5. Interface de configuração: Forneça um método de configuração (um documento detalhado) para definir IDs de pássaros, Taxas de transmissão UART, e prioridades por fluxo.
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