在 apm 2 上使用 3dr 电台

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1、在 APM 2 上使用 3DR 电台3DRobotics 的 3DR 电台是设置 APM 和地面站之间的遥测连接的一个理想的方式。它体积小，价格低，范围大，使用开源固件，允许我们做一些其他电台做不到的事情。 电台特性 体积非常小 重量轻（不含天线仅 4 克） 可选择 900MHz 或 433MHz 版本 接收灵敏度为 -121 dBm 发射功率为 20dBm（100mW） 透明的串行链路 空中的数据传输速率高达 250kbps MAVLink 协议帧和状态报告 跳频展频（FHSS） 自适应时分多路复用（TDM） 支持 LBT 和 AFA 可配置占空比 内建错误校正代码（可以矫正高达 25% 的

2、数据位错误） 使用小全向天线可达数公里范围 可用双向放大器获得更大的范围 开源固件 AT 命令配置数传 RT 命令远程配置数传 与 APM 使用时自适应流量控制 基于 HM-TRP 无线模块，带有 Si1000 8051 微控制器和 Si4432 无线模块。 连接 3DR 电台你将需要两个 3DR 电台，飞机上一个，地面站上一个。 如果你看上面的图片，会发现一些电台有一个 USB 接口，因此很容易连接到你的地面站上。FTDI 的驱动可以在 这里下载。 飞机上的带有一个 FTDI 的连接器，可以直接连接到你的 APM 遥测端口。如下图所示，连接到 APM 2 上： 重要提示: 在你的 APM 2

3、 连接到 USB 上时不能连接电台（它们共享同一个端口）。在尝试无线连接之前，确保你从 APM 2 上拔下了 USB 线缆。 电台预先配置的串口速率为 57600，也就是 APM 默认使用的遥测速率，但你可以通过 AT 命令或 APM Planner 的电台设置界面改变成任何你喜欢的速率。 状态 LED3DR 电台有 2 个状态指示灯，一红一绿。LED 不同状态的含义如下： 绿色 LED 闪烁 - 寻找另一个数传 绿色 LED 常亮 - 已经与另一个数传建立链接 红色 LED 闪烁 - 数据传输 红色 LED 常亮 - 固件更新模式 使用 Mission Planner 设置最新版本的 APM

4、 Mission Planner 可以通过简单的图形用户界面设置 3DR 电台。 在 Mission Planner (右上角)中选择已经连接至地面站的 3DR 设置串行端口，波特率请选择 57K。按下 Control-A，就会开启一个窗口。点击 Load Settings，它的数据类似下图所示(远程设置只有在通电并且连接到运行当前代码的 ArduPlane 或 ArduCopter 时才会显示)。 推荐大多数用户使用这个配置方法。 串口和空中速率都是单字节格式SEIRAL_SPEED 和 AIR_SPEED 参数和 APM 使用的 SERIAL3_SPEED EEPROM 参数格式一样。它的

5、单位是 kbps，但是截断成了整数。所以 9就是 9600 bps，38就是 38400，115 就是 115200，依此类推。 选择空中数据传输速率AIR_SPEED 是电台模块控制传输速率的关键参数。预设为 64(指 64kbps)，使用全向天线的传输范围可超过 1 公里。 将 AIR_SPEED 设的越小，传输范围就愈远，不过降低了 AIR_SPEED 也会降低你可传输的数据量。 电台韧体只支持 13 种空中数据传输速率，包括 2, 4, 8, 16, 19, 24, 32, 48, 64, 96, 128, 192 及 250。 如果你的无线运用因为一些原因需要使用不同的速率，我们可能

6、会增加至注册表。 如果你选择了一个未支持的速率，程序就会选择下一个支持的最高速率。 空中数据速率的选择，取决于以下几个因素 需要多大的范围 要传输的速率 主要是单向传输还是双向传输 是否开启了 ECC APM 固件是否有自适应的流量控制 在大部份的遥测应用，主要都是集中在从飞机到地面站这一个方向发送数据。 对大多数人，由地面站飞机发送给飞机的数据量很小，只有偶尔的控制包和心跳包。 如果你是使用游戏遥杆操控你的飞机，那么就会从地面站向飞机发出很多数据。在这种情况下就要需要一个较高的 AIR_SPEED，但是范围会减少。 在给定的 AIR_SPEED 下，ECC 参数会使支持的传输速率有很大的不同

7、。 如果把 ECC 设为 0，就不会发出任何的错误修正信息，电台使用一个简单的 16 Bit CRC 来检测传输错误。 在这种情况下，电台支持的在一个方向的数据传输大约是 AIR_SPEED 的 90%。 如果你开启 ECC(强烈建议)，传输速率就会被减半。 ECC 系统加倍数据。 但这是值得的，错误率将会急剧下降，在较远的范围时能得到一个更加可靠的连接。 如果你有最新版本的 APM 固件(ArduPlane 2.33 或以上，或者 ArduCopter 2.54 或以上)，APM 将会根据数传固件在 MAVLink 流中插入的 MAVLink RADIO 包自动调整对应遥测电台模块的速率。

8、这样就可以允许你超额定义连结，即将 SERIAL_SPEED 设置成大于电台实际上可以处理的。 选用数据传输速率的另一个因素是 TDM 同步时间。 两个数传需要计算对方的跳频模式。原理是在快速变化发射通道的同时缓慢变化接收通道。 这个与其它电台同步的程序在较高的数据传输速率时只需要短短几秒钟，但使用较低的传输速率则较慢。 对于大多数业余无人机应用，通常将 AIR_SPEED 预设为 64，再开启 ECC 的功能就已经很好了。 错误修正器如上所述，如果你的 ECC 参数设置为 1，电台就会支持 12/24 格雷错误纠正代码。 这意谓着每 12 位的数据电台就会送出 24 位，位计算是利用格雷代码

9、参照表。 在接收端的过程是相反的，允许电台校正在每 12 位发送位中的 3 位错误(即 25错误率)。 ECC 选项的缺点是，它的可用带宽会减半，但在大多数的状况它是值得的，你可以在较远的范围内维持可靠的连结。 在串流中你会收到更少的噪声。 MAVLink 框架如果你把 MAVLINK 的选项设为 1，电台将会处于MAVLink 框架下。 MAVLink 协议 APM 用于向地面站传输遥测数据。 当使用 MAVLink 框架，电台会尽力根据 MAVLink 数据包边界来对齐电台数据包。 意思是如果数据包丢失了，你的接收端不用会收到一半 MAVLink 封包 。 这部分封包在地面站控制面板上会显

10、示成线性噪声。 电台固件会试着把多个 MAVLink 封包融入至一个无线数据包，一边达到最好的效率。 最大的电台数据包大小为 252 bytes。 电台的固件支持 MAVLink 0.9 及 MAVLink 1.0 的传输格式。 MAVLink 回报如果你把 MAVLINK 设为 1，电台固件也会去寻找串行端口发出的 MAVLink HEARTBEAT 讯息。 当它收到 HEARTBEAT 的讯息它就会知道 MAVLink 协议正在使用中，它将开始向串行流中注入 MAVLink 电台状态数据包。 电台数据包含链路两端的 RSSI (Received Signal Strength Indica

11、tor) 信息，可以让地面站或飞机在信号不好的时候采取动作。 电台数据包也包含了错误率的相关信息，以及串行传输缓冲区是否足够(百分比) 。 最新版本的 APM 固件可以使用这个信息来自动地配接遥测串流速率至电台能够维持的数据速率。 功率等级你必须非常小心配置电台，在操作时应遵照该国的法律权力限制。 默认的功率等级为 20 dBm 是美国及澳洲所核可的，超过 30 dbm 就需要在跳频调频 915-928MHz LIPD 等级的执照。 所以只要你的天线低于 10 dBi 的增益，你应该就有符合 ISM 的规定。 电台无法支持任意的功率级别。它只能支援下表中的功率级别 Power (dBm) Po

12、wer (milliWatts) 1 1.3 2 1.6 5 3.2 8 6.3 11 12.5 14 25 17 50 20 100 如果你选择一个不支持的功率级别电台，将选择从上述表中的下一个最高功率级别。 请仔细的检查贵国 EIRP (Equivalent isotropically radiated power) 的功率限制，确保你考虑到的天线增益。 3DR 电台是一个 DIY 的电台零件，确保使用它是符合地方性法规是你的责任。 例如，如果你的地方性法规允许 30dBm (1W) EIRP 的最大值，如果你使用的发送增益是 12dB 的传送增益，天线的增益是 3dBi，你的 TXPOW

13、ER 最大只能设定为 14。 如果你不知道如何校验，我们为你做了一个指南: 认识 dB、Watts 及 dBm。 使用 AT 命令设定3DR 电台支持变种的 Hayes AT 调制解调器配置命令。 如果你的串行控制台使用目前串行波特率与 3DR 电台连接，你可以输入+ 告知电台进入 AT 命令模式。 为了防止数据被一连串命令所影响因此有一个防护时间，所以请确认你在序列连接时在一秒前没有输入任何的字符及在你输入之后也是。 当你进入 AT 命令模式你会从电台收到OK的提示，它会由其他的电台发出停止传送数据。 一旦进入 AT 模式，你可以给电台AT命令来控制本地端的电台，或者(如果已成功连接) 你可

14、以使用RT 命令来控制远程的电台。 可用 AT 命令如下： ATI - 显示电台版本 ATI2 - 显示机板型态 ATI3 - 显示机板频率 ATI4 - 显示机板版本 ATI5 - 显示所有用户设定的 EEPROM 参数 ATI6 - 显示 TDM timing 回报 ATI7 - 显示 RSSI 讯号回报 ATO - 离开 AT 命令模式 ATSn? - 显示电台参数编号 n ATSn=X - 设定电台参数编号 n 到 X ATZ - 重启电台 AT&W - 写入目前参数值至 EEPROM AT&F - 重置所有参数至出厂默认值 AT&T=RSSI - 开启 RSSI 侦错回报 AT&T=

15、TDM - 开启 TDM 侦错回报 AT&T - 关闭侦错回报 所有这些命令，除了 ATO，大多可用于连接的远程电台取代“AT”与“RT”。 最有用的命令可能是“ATI5”，它可以显示所有用户可设置 EEPROM 参数。 这将产生一个像这样的报告： S0: FORMAT=22 S1: SERIAL_SPEED=57 S2: AIR_SPEED=64 S3: NETID=25 S4: TXPOWER=20 S5: ECC=1 S6: MAVLINK=1 S7: OPPRESEND=1 S8: MIN_FREQ=915000 S9: MAX_FREQ=928000 S10: NUM_CHANNELS=50 S11: DUTY_CYCLE=100 S12: LBT_RSSI=0如果你想要变更参数，请于第一行的 S 缓存器设置。为了示范，这边把传输功率设为 10dBm，使用 ATS4=10。 大多数的参数会在下次重启时生效。所以设置完你想要的参数后请使用AT&W 将它们写入至EPROM，重启请使用ATZ。 唯一的例外是发射功率，设置完后会立即改变(在重启后会恢复到旧的设定值除非你使用 AT&W)。 各参数的定义如下: FORMAT - EEPROM 的版本格式。不要变更它! SERIAL_SPEED - 序列速度，单位是字节(请见下文) AIR_SPEED - 空中数据速率，单