飛控通信的案例
飛控與外界無(wú)線數(shù)據(jù)通信
除此之外，四旋翼無(wú)人機(jī)還需要與地面站或其他四旋翼有數(shù)據(jù)交互，用于狀態(tài)監(jiān)控，集群協(xié)同等
一 硬件與協(xié)議
無(wú)人機(jī)與外界通信主流方案包括三種：WiFi，藍(lán)牙，2.4G無(wú)線數(shù)傳。其中WiFi與藍(lán)牙也是傳輸信號(hào)也在2.4G頻段，一般硬件設(shè)備都內(nèi)置有WiFi,藍(lán)牙功能，2.4G收發(fā)端都需要額外配置模塊
也有部分?jǐn)?shù)傳模塊可以工作在433MHz、915MHz頻段，相同功率，頻率低衍射性能好，傳輸距離遠(yuǎn)；頻率高則帶寬大一點(diǎn)，傳輸速度快
通常開(kāi)發(fā)這三類硬件需要一個(gè)2.4G射頻芯片，在上層開(kāi)發(fā)協(xié)議棧。這三類方案一些常見(jiàn)產(chǎn)品指標(biāo)對(duì)比如下，其中藍(lán)牙5.0比4.0在帶寬和傳輸距離上有提升，數(shù)傳模塊產(chǎn)品性能區(qū)間較大，可以結(jié)合價(jià)格和場(chǎng)景需要選用
市面上這三種都是模塊產(chǎn)品如ESP8366 WiFi模塊，3DR 915MHz無(wú)線數(shù)傳模塊，對(duì)外屏蔽協(xié)議棧細(xì)節(jié)。與飛控走串口協(xié)議，在PX4中只需要讀寫(xiě)串口解析應(yīng)用層MAVLink協(xié)議即可
二 MAVLink協(xié)議
MAVLink定義了輕量級(jí)無(wú)人機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)格式，支持多種語(yǔ)言和多種平臺(tái)，支持至多255種機(jī)型，并且高度可靠與安全。2009年發(fā)布MAVLink v1，2017年發(fā)布版本MAVLink v2. MAVLink系列無(wú)論是數(shù)據(jù)幀格式還是交互過(guò)程，都和socket十分相似，我們下面一起來(lái)看一下
1 MAVLink實(shí)現(xiàn)
1.1 協(xié)議
MAVLink v2相比于v1，頭部標(biāo)記由8字節(jié)升級(jí)到14字節(jié)，擴(kuò)展性進(jìn)一步提高。
展開(kāi) 2021年中國(guó)無(wú)人機(jī)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀及區(qū)域市場(chǎng)格局分析
中游無(wú)人機(jī)整機(jī)制造包括飛行系統(tǒng)、地面系統(tǒng)、任務(wù)載荷系統(tǒng)三個(gè)方面，是無(wú)人機(jī)制造的核心部分，飛行系統(tǒng)包含動(dòng)力系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和機(jī)體制造等，是無(wú)人機(jī)完成起飛、空中飛行、執(zhí)行任務(wù)和返場(chǎng)回收等整個(gè)飛行過(guò)程的核心系統(tǒng)。無(wú)人機(jī)的細(xì)分市場(chǎng)為軍用無(wú)人機(jī)和民用無(wú)人機(jī)兩大類，其中民用無(wú)人機(jī)分為消費(fèi)無(wú)人機(jī)和工業(yè)無(wú)人機(jī)。
無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈下游是無(wú)人機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景，無(wú)人機(jī)可應(yīng)用于軍用偵察、軍用攻擊、航空拍攝、燈光表演、農(nóng)林植保、災(zāi)難救援、物流運(yùn)輸、電力巡檢等領(lǐng)域。
目前中國(guó)乃至發(fā)達(dá)國(guó)家的民用無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間普遍在半小時(shí)左右，續(xù)航問(wèn)題無(wú)疑是無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要瓶頸。當(dāng)功耗一定時(shí)，電池總?cè)萘吭酱螅m(xù)航時(shí)間越長(zhǎng)。只是，在儲(chǔ)電技術(shù)沒(méi)有根本性變革的前提下，電池儲(chǔ)能密度提升空間不大，要提升儲(chǔ)電總量就需要用更重、更多的電池。
以此方式來(lái)提升續(xù)航時(shí)間并無(wú)太大技術(shù)難度，只是增加電池?cái)?shù)量或單個(gè)重量的同時(shí)，也會(huì)增加機(jī)身重量，從而導(dǎo)致功耗的提升。
如此可見(jiàn)，當(dāng)電池總?cè)萘吭黾拥揭欢ㄖ岛螅瑢?duì)于續(xù)航時(shí)間的提升必然開(kāi)始減弱。這時(shí)候繼續(xù)加大電池投入，邊際效益反而會(huì)逐步下降。在目前階段，無(wú)論是中國(guó)還是其他國(guó)家，無(wú)人機(jī)電池的技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)都較難獲得突破性的進(jìn)展。
無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈區(qū)域熱力圖：廣東的無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈代表性企業(yè)聚集程度最高
從無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈代表性企業(yè)的區(qū)域分布情況來(lái)看，中國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈代表性企業(yè)分布在廣東、江蘇、北京、上海等地區(qū)，廣東的無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈代表性企業(yè)聚集程度最高。
中國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)較少，但行業(yè)市場(chǎng)集中度較高。眾多無(wú)人機(jī)制造商中，深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司的無(wú)人機(jī)研發(fā)、制造實(shí)力最強(qiáng)，為中國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的龍頭企業(yè)。
此外，在細(xì)分行業(yè)中，廣州的極飛科技在農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)領(lǐng)域表現(xiàn)較為突出。北京一鍵智農(nóng)的電動(dòng)單旋翼植保無(wú)人機(jī)在果樹(shù)飛防領(lǐng)域占據(jù)效果優(yōu)勢(shì)。
展開(kāi) 無(wú)人機(jī)巡檢如何更進(jìn)一步？這四點(diǎn)很重要
無(wú)人機(jī)巡檢愈發(fā)受到認(rèn)可
隨著通信、飛控、云臺(tái)等技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)產(chǎn)品性能日益優(yōu)化，應(yīng)用領(lǐng)域愈發(fā)廣泛。無(wú)人機(jī)不僅易于操作、攜帶方便，而且能夠及時(shí)反應(yīng)，對(duì)起飛環(huán)境的要求也不高。在電力巡檢行業(yè)變革中，無(wú)人機(jī)的入局，讓無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)方式受到了業(yè)內(nèi)的關(guān)注與認(rèn)可。
無(wú)人機(jī)巡檢能夠代替人工完成大部分常規(guī)巡檢作業(yè)，可以有效降低巡檢人員工作強(qiáng)度、提高安全性，還能提高電力線路巡檢及維護(hù)效率，保障電力運(yùn)行穩(wěn)定，避免對(duì)用戶產(chǎn)生影響。據(jù)業(yè)內(nèi)專家透露，無(wú)人機(jī)巡線效率比人工作業(yè)要提高了數(shù)十倍。
2014年開(kāi)始，國(guó)家電網(wǎng)開(kāi)始大力推廣無(wú)人機(jī)在電力巡檢作業(yè)中的應(yīng)用。當(dāng)年，國(guó)家電網(wǎng)在山東等省份推動(dòng)無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)基地建設(shè)，并設(shè)立了無(wú)人機(jī)培訓(xùn)中心，不斷完善無(wú)人機(jī)巡檢業(yè)務(wù)流程，使得各地分公司基本具備了無(wú)人機(jī)巡檢業(yè)務(wù)知識(shí)與能力。目前，無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)已經(jīng)成為國(guó)家電網(wǎng)輸電線路精益化考核指標(biāo)中的重要部分。
無(wú)人機(jī)巡檢還有進(jìn)步空間
雖然無(wú)人機(jī)巡檢優(yōu)勢(shì)出眾，深得電力企業(yè)青睞，但是就目前而言，這一作業(yè)方式也有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。例如，無(wú)人機(jī)巡檢過(guò)程中，受無(wú)人機(jī)穩(wěn)定性以及相機(jī)質(zhì)量、專業(yè)性影響，拍攝效果不一，采集數(shù)據(jù)有效性和一致性不佳。另外，無(wú)人機(jī)續(xù)航能力等也有待提升。
從今后行業(yè)有序、健康、持續(xù)發(fā)展角度來(lái)看，需要在四個(gè)方面繼續(xù)推動(dòng)無(wú)人機(jī)巡檢領(lǐng)域的進(jìn)步。
展開(kāi) 無(wú)人機(jī)的反制綜述
目前，無(wú)人機(jī)反制技術(shù)手段豐富，常見(jiàn)的有捕網(wǎng)槍、無(wú)人機(jī)捕網(wǎng)、激光炮、微波槍、聲波干擾、操控信號(hào)干擾、無(wú)線電通信協(xié)議破解、衛(wèi)星定位誘捕以及黑客技術(shù)等。
這些技術(shù)手段總體上可以分為以下幾類：
干擾阻斷類、直接捕捉類、打擊毀傷類、監(jiān)測(cè)控制類。
1.干擾阻斷類
無(wú)人機(jī)通常借助無(wú)線電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)其衛(wèi)星定位系統(tǒng)和飛控系統(tǒng)的通信，如果對(duì)應(yīng)頻段的無(wú)線電信號(hào)被干擾，無(wú)人機(jī)就會(huì)啟動(dòng)內(nèi)置的自保機(jī)制，或被迫降落，或懸停空中，又或折回起飛地點(diǎn)。
干擾阻斷類技術(shù)就是利用了這一機(jī)理，向無(wú)人機(jī)定向發(fā)射高功率無(wú)線電信號(hào)來(lái)干擾其定位系統(tǒng)和遙控系統(tǒng)，以切斷無(wú)人機(jī)與遙控平臺(tái)和定位衛(wèi)星之間的聯(lián)系，使定位和飛控設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行，以此達(dá)到驅(qū)逐或打擊無(wú)人機(jī)的目的。
干擾阻斷的方式主要有：衛(wèi)星定位信號(hào)干擾、飛控信號(hào)干擾、聲波干擾等。
比如說(shuō)， TRD新加坡公司在2020年新加坡航展上推出的新型Orion H+輕型反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)就屬于干擾阻斷類。
該系統(tǒng)是一種便攜式反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，重量不到6公斤，可以連續(xù)運(yùn)行60分鐘以上，或待機(jī)長(zhǎng)達(dá)48小時(shí)。
該系統(tǒng)具有多達(dá)6個(gè)干擾模塊，能夠干擾六種無(wú)線電頻率，可以應(yīng)對(duì)商用無(wú)人機(jī)、自制無(wú)人機(jī)，甚至軍用無(wú)人機(jī)，其對(duì)抗策略是在20秒內(nèi)中斷無(wú)人機(jī)的通信鏈路，觸發(fā)其自動(dòng)著陸或返回規(guī)則。
2.直接捕捉類
常見(jiàn)的捕捉類反制技術(shù)主要有網(wǎng)捕式和鳥(niǎo)捕式兩種。
比如說(shuō)，由無(wú)人機(jī)攜帶抓捕網(wǎng)以及從地面發(fā)射抓鋪網(wǎng)捕捉，或者訓(xùn)練鷹隼等大型飛鳥(niǎo)捕捉無(wú)人機(jī)。
利用捕捉類反制技術(shù)可將抓獲的無(wú)人機(jī)帶回指定區(qū)域，但是需要無(wú)人機(jī)在可視范圍內(nèi)，因此對(duì)無(wú)人機(jī)的作用距離有限。
展開(kāi) 
