无人机数传的工作原理、抗干扰能力、传输距离,以及常用的数据串口类型

zhangzijun

无人机数传在无人机系统中扮演着至关重要的角色：如同无人机的 “神经中枢”，通过无线方式实现无人机与地面站之间的数据传输和控制，实现信息的高效传输。

一、无人机数传的工作原理

无人机数传电台是一种专门用于无人机数据传输的无线通信设备。其工作原理基于无线电波的传输：通过发射和接收特定频率的无线电信号，将无人机上的各种数据(如位置、姿态、传感器数据等)传输到地面控制站，同时也将地面控制站的指令传输给无人机。为了确保数据传输的可靠性和稳定性，无人机数传通常采用了多种先进的技术；例如，跳频扩频（hopping spread spectrum）技术可以有效地避免干扰和提高通信的安全性；前向纠错（FEC，forward error correction）技术可以在信号受到干扰时自动纠正错误，保证数据的完整性。
从发射端来看，无人机上的传感器和控制系统将采集到的数据进行编码和调制，使其变成适合在无线电波上传输的信号。然后，通过发射天线将这些信号以电磁波的形式发射出去。在接收端，地面控制站的数传通过接收天线接收到这些电磁波信号，并进行解调和解码，将其还原成原始的数据。
二、无人机数传电台在不同环境下的抗干扰能力

评估无人机数传在不同环境下的抗干扰能力需要综合考虑多个因素和技术指标。以下是详细的评估方法：1.跳频扩频技术是提高抗干扰能力的重要手段。通过不断改变传输频率，可以有效避免特定频率的干扰信号。一般来说，跳频组合越高，抗干扰能力越强。例如，性能优异的设备可以实现6万个跳频组合。2.对无人机数传进行EMC测试，包括对其与其他电子设备的电磁干扰和抗干扰能力的评估。可以通过专门的测试系统来实现，确保在复杂电磁环境中仍能稳定运行。3.根据无人机的实际应用场景设计测试场景，充分考虑无人机动态特性对接收信号功率的影响，并结合电磁信号在不同场景下的传播模型进行测试。这种方法可以更真实地反映数传在复杂环境中的表现。
三、无人机数传的传输距离通常是多少？

无人机数传的传输距离通常在几百米到上百公里之间；通常由多个因素决定，包括发射功率、接收灵敏度、天线增益、工作频段和环境条件等。具体来说：1.发射功率：发射功率越大，信号覆盖范围越广，通信距离也越远。2.接收灵敏度：接收灵敏度越高，能够接收到的信号越强，从而增加传输距离。3.天线增益：优质的天线可以增强信号的发送和接收能力，从而增加图传距离。4.工作频段：不同频段具有不同的传播特性，一些频段在相同条件下可能具有更远的传输距离。5.环境条件：地理环境(如海平面及陆地无障碍的平直开阔地)、电磁环境和气候条件等都会影响传输距离。

四、无人机数传的数据串口类型1.数传的数据串口类型常用到EIA-485、EIA-232和TTL电平接口。2.EIA-232接口和TTL接口属于点对点型全双工接口，发送数据和接收数据可以同时进行。这两种接口的最简连接方式都是三根信号线，即发送数据TxD、接收数据RxD和地线GND，有时候也会增加流控等握手信号线。

3.EIA-232接口与TTL接口的区别是电平不同。EIA-232接口空号是负电平，传号是正电平；规定空载时电压值是±5~±15V，带载时电压值是±3~±15V。而TTL接口空号是高电平，传号是低电平；高电平常用5V和3.3V，低电平为0V。4.EIA-485接口是一点对多点型的半双工接口，发送数据和接收数据不能同时进行，适合于通信双方交互的应用场景。EIA-485没有规定物理连接器，在使用时应遵循不同设备的A信号线连接在一起，B信号线连接在一起的原则。5.数传模块采用的异步串行接口数据以字节为单位，每个字节由起始位、数据位、校验位和停止位组成。

起始位：固定长度，1位。数据位：8位或7位二进制数据组成，对于采用多机通信的串口应用，数据由9位二进制数据组成。校验位：无校验时该位长度为0，即没有此位。有校验时该位固定长度1位，可以是奇校验、偶校验、Mark校验或Space校验。Mark校验和Space校验极少采用。停止位：固定长度，1位。