MAVLink mbi MANET: Shpjegohet gjerësia e brezit, humbja e paketave, rrugëtimi dhe dizajni i sigurt për dështimin

Sapo trafiku i MAVLink lë një lidhje direkte radio dhe fillon të kalojë një rrjet celular ad-hoc, problemet më të vështira rrallë janë vetëm diapazoni i papërpunuar. Koha e përbashkët e transmetimit, ndryshimi i shtigjeve të transmetimit, njohjet e vonuara dhe leximet mashtruese të humbjes së paketave mund të ndikojnë në besueshmërinë e komandës shumë përpara se lidhja të duket se dështon. Rruga MANET është ndërtuar për ndryshimin e topologjisë, ndërsa MAVLink shton sjelljen e vet të adresimit, sekuencës dhe dërgimit të komandës.

Të kuptuarit se si ndërveprojnë ato shtresa i ndihmon inxhinierët të përmasojnë gjerësinë e brezit, të interpretojnë saktë humbjen, të kontrollojnë rrugëzimin dhe të përcaktojnë veprime të sigurta për dështimin që mbeten të parashikueshme kur lidhjet degradohen ose zhduken.

 

Filloni me trafikun që duhet të mbajë misioni

Ndani trafikun thelbësor MAVLink nga të dhënat opsionale

Jo çdo bajt ka vlerë të barabartë operacionale. Rrahjet e zemrës, komandat, mirënjohjet, veprimet e urgjencës, pozicioni, gjendja e baterisë dhe shëndeti i navigimit ndikojnë drejtpërdrejt në mbikëqyrjen dhe kontrollin. Ngarkimet e misioneve, transferimet e parametrave, regjistrat, hartat, imazhet, zëri dhe video mund të jenë ende të rëndësishme, por shumica mund të tolerojnë vonesën ose pezullimin kur rrjeti është i stresuar. MAVLink pasqyron këtë ndryshim: telemetria zakonisht publikohet si një transmetim, ndërsa misionet, parametrat dhe komandat përdorin mikroshërbime pikë-për-pikë me sjellje njohjeje ose ritransmetimi.

Detyra e parë e projektimit është të përcaktojë se cilat mesazhe duhet t'i mbijetojnë një lidhjeje të degraduar. Një automjet që vazhdon të dërgojë të dhëna qëndrimi me shpejtësi të lartë ndërsa pranimet e komandës presin në radhë, është prioritizuar gabimisht. Një tingull MAVLink mbi politikën MANET ruan gjendjen e komandës, freskinë e rrahjeve të zemrës, pozicionin, fuqinë, cilësinë e navigimit dhe raportimin e defekteve përpara të dhënave më të pasura të situatës.

Llogaritni kapacitetin e përdorshëm në stafetën më të ngarkuar

Gjerësia e brezit duhet të llogaritet nga aplikacioni jashtë, jo nga specifikimi i radios brenda. Shto madhësinë e mesazhit, frekuencën e përditësimit, numrin e automjeteve, kornizën e MAVLink, kokat e IP/UDP, trafikun e rrugëtimit, ritransmetimet dhe shpërthimet e pritshme. Më pas ekzaminoni stafetën që mban ngarkesën më të madhe totale, sepse një nyje qendrore mund të përcjellë disa automjete edhe kur çdo lidhje individuale duket e përdorur lehtë. Shifra e dobishme është kapaciteti i qëndrueshëm nga skaji në skaj nën lëvizje dhe ndërhyrje, jo norma maksimale e shtresës fizike.

Çdo hop me valë konsumon përsëri kohën e transmetimit. Zbulimi i rrugës, rikuperimi dhe devijimet e përkohshme shtojnë më shumë shpenzime, kështu që planifikimi i kapacitetit ka nevojë për diferencë për lidhjet e dobëta dhe nyjet e reja që bashkohen. Operacioni pranë maksimumit teorik e kthen një ndryshim të vogël të topologjisë në rritje të radhës, nervozizëm dhe komanda të vonuara.

Mbroni trafikun e kontrollit përpara se të mbytni telemetrinë

Cilësia e shërbimit duhet të jetë aktive përpara se të fillojë bllokimi. Vendosni komandat, mirënjohjet, rrahjet e zemrës dhe mesazhet kritike shëndetësore në klasën më të ndjeshme ndaj vonesave, telemetrinë normale poshtë tyre dhe transmetimet e ngarkesës zgjasin. Kur radhët rriten, së pari ndaloni transferimet dhe regjistrat e skedarëve, reduktoni telemetrinë jo thelbësore më pas dhe kufizoni videon e fundit. MAVLink mbi MANET mbetet i dobishëm vetëm kur rrjeti mund të sakrifikojë detaje pa sakrifikuar kontrollin.

Lexoni humbjen e paketave në kontekstin e rrjetit

Dije kur boshllëqet e sekuencës MAVLink bëhen mashtruese

Paketat MAVLink përmbajnë një numër sekuence 8-bitësh që rritet në çdo kanal dhe mbështillet pas 255. Një marrës mund të krahasojë vlerat e njëpasnjëshme dhe t'i trajtojë numrat që mungojnë si paketa të humbura, gjë që ka kuptim kur merr daljen e plotë të një kanali. Ky supozim zakonisht vlen për një lidhje të thjeshtë telemetrike pikë-për-pikë.

Një rrjetë e drejtuar mund të thyejë supozimin pa hequr të dhënat. Një ruter mund të dërgojë mesazhe të kamerës në një pikë fundore dhe të dhëna fluturimi në një tjetër, kështu që stacioni tokësor sheh boshllëqe në sekuencë edhe pse ruteri ka marrë çdo kornizë. Lidhjet e tepërta përdorin numërues të pavarur, ndërsa ndryshimet e rrugës mund të rirenditin ose kopjojnë paketat. Prandaj, një normë e dukshme humbjeje mund të përshkruajë atë që një aplikacion nuk e pa, jo atë që MANET nuk arriti të dorëzonte.

Kombinoni shifrat e humbjeve me matjet e shëndetit operacional

Boshllëqet e sekuencës duhet të çiftohen me moshën e rrahjeve të zemrës, vonesën vajtje-ardhje, nervozizmin, kohën e njohjes së komandave, dublikatat, mbërritjet jashtë rendit, rëniet e radhës së routerit, numërimin e hopeve dhe frekuencën e ndryshimit të rrugës. Gjurmo këto masa sipas sistemit burimor, komponentit, rrugës dhe klasës së trafikut në vend që të kombinosh flotën në një përqindje. Një mesatare e gjatë mund të duket e shëndetshme, ndërkohë që një shpërthim i shkurtër vonesë e ka shtyrë tashmë një transaksion kontrolli përtej afatit të tij.

Matjet e ndërlidhura e bëjnë më të lehtë ndarjen e gabimeve. Cilësia e sinjalit në rënie me gabimet e marrjes tregon drejt shtegut RF; radhët në rritje me statistika të qëndrueshme radio sugjerojnë mbingarkesë; Ndryshimet e shpeshta të rrugës me paketa të rirenditura tregon përmbysjen e rrugës. Nëse vetëm një pikë fundore raporton humbje ndërsa të tjerat mbeten aktuale, politika e përcjelljes mund të jetë përgjegjëse. Pyetja e dobishme është se cili informacion ka humbur në cilin afat operativ dhe ku.

 

Vizatoni një kufi të qartë ndërmjet rrugëtimit MAVLink dhe MANET

Lëreni MANET të zgjedhë shtigjet dhe MAVLink të zgjedhë marrësit

Përfshihen dy shtresa rutimi. MANET zbulon fqinjët, zgjedh shtigjet IP, përcjell paketat përmes releve dhe riparon lidhjen e prishur. MAVLink identifikon sistemet dhe komponentët logjikë, duke lejuar shpërndarjen ose shënjestrimin e transmetimit përmes sistemit të synuar dhe komponentit të synuar. Çdo sistem ka nevojë për një ID unike të sistemit, ndërsa ID-të e komponentëve duhet të jenë unike brenda tij.

Arritja e IP-së nuk garanton dërgimin e saktë të komandave. Dy automjete të arritshme mund të ndajnë një ID të sistemit MAVLink dhe një ruter mund të krijojë një lak të shtresës së aplikacionit edhe kur shtegu MANET është i vlefshëm. Paketat e përcjella duhet të ruajnë përmbajtjen e tyre origjinale, ndërsa trafiku i adresuar duhet të ndjekë vendndodhjet e marra të mësuara në vend që të përmbytet.

Kufizoni transmetimet dhe trajtoni me qëllim shtigjet e tepërta

Telemetria e transmetimit mbështet zbulimin dhe ndërgjegjësimin e përbashkët, por riprodhimi i pakontrolluar bëhet i shtrenjtë ndërsa numri i automjeteve dhe releve rritet. Rrahjet e zemrës dhe mesazhet e kërkuara të zbulimit duhet të arrijnë në pikat përfundimtare përkatëse; transmetimet me normë të lartë duhet të filtrohen ose të synohen pasi të njihen marrësit. Routerët nuk duhet të kthejnë një kornizë përmes ndërfaqes së tij hyrëse dhe njohuritë e vjetra të rrugëtimit duhet të pastrohen pas një rindezjeje në distancë.

Teprica gjithashtu ka nevojë për një politikë të qartë. MAVLink nuk ka asnjë mekanizëm të përgjithshëm për rakordimin e të dhënave identike që vijnë përmes kanaleve të shumta dhe numëruesit e sekuencave të kanaleve nuk mund të identifikojnë me besueshmëri dublikatat e kryqëzuara. Dizajni mund të përdorë një shteg primar me dështim ose heqje të trafikut në një pikë grumbullimi të kontrolluar. Shtigjet me vonesë të lartë ende kërkojnë rregulla të skadimit të komandës dhe përzgjedhjes.

Hartojeni dizajnin në pajisjet ajrore dhe tokësore

Një shteg tipik i të dhënave ndan mesazhet e kontrollit të fluturimit nga transporti themelor i rrjetës:

Kontrolluesi i fluturimit → Ruteri MAVLink → Radio MANET në ajër ⇄ Nyjet rele ⇄ Radio në tokë → GCS

Zgjedhja në anën e avionit kufizohet nga pesha, fuqia, nxehtësia, ndërfaqet, brezat e frekuencës dhe sjellja e rrugës. Seria e lehtë ajrore WDS MIMOmesh mbështet kanale të konfigurueshme, drejtim dinamik të shtresës 2 ose të shtresës 3, stafetë me shumë hop, QoS adaptive, Ethernet transparent dhe transport serik dhe integrimin MAVLink. Një vonesë mesatare nominale me një kalim me një drejtim prej afërsisht 6 ms në 20 MHz duhet të verifikohet ende me kornizën e zgjedhur të ajrit, antenat, topologjinë dhe përzierjen e trafikut.

Në vendin e kontrollit, një nyje automjetesh WDS DDLmesh ose e montuar në raft mund të grumbullojë të dhënat e kontrollit të fluturimit me video, zë ose transmetime të tjera të ngarkesës. Aftësitë e tij përfshijnë QoS adaptive, drejtim dinamik me shumë hop, transport transparent serial dhe Ethernet, prioritet shërbimi të përzgjedhshëm dhe mbështetje për MAVLink. Pajisjet tokësore duhet të kenë madhësinë për ngarkesën më të ngarkuar të stafetës dhe t'u ofrojnë operatorëve shikueshmëri në topologjinë, cilësinë e lidhjes, nivelet e trafikut dhe ndryshimet e rrugës.

 

Bëjeni dështimin e lidhjes një tranzicion të kontrolluar të shtetit

Zbuloni degradimin përpara se lidhja të zhduket

Një flamur binar 'lidhur' reagon shumë vonë dhe shpesh lëkundet. Një kontrollues më i mirë e ndan lidhjen në gjendje të shëndetshme, të degraduara, kritike, të humbura dhe të rikuperuara. Shëndetshëm nënkupton rrahjet aktuale të zemrës, rrugë të qëndrueshme dhe vonesë të pranueshme të komandës; Degradimi fillon kur rriten nervozizmi, radhët, ndryshimet e rrugës ose problemet e dërgimit; Kritike tregon afatet e humbura të kontrollit. Humbja fillon pas një afati të caktuar të rrahjeve të zemrës, ndërsa Recovered kërkon stabilitet të qëndrueshëm.

Përdorni dritare lëvizëse, shkelje të njëpasnjëshme dhe histerezë për ndryshimet e gjendjes. Një rrahje zemre e vonuar nuk duhet të shkaktojë Kthimin, por mirënjohjet e vonuara të përsëritura nuk duhet të fshihen nga një mesatare e mirë. Në funksionimin e degraduar, ulni normat e zgjedhura të telemetrisë, ndaloni transferimet dhe pezulloni videon e ngarkesës. Sistemet e kontrollit të fluturimit mund të ndajnë afatet e lidhjes së të dhënave nga përgjigjet si Mbajtja, Kthimi ose Landi.

Bëjini komandat të sigurta gjatë vonesës, dyfishimit dhe riprovave

Komandat kritike janë transaksionet, jo datagramet e ndezjes dhe harrimit. MAVLink pret një COMMAND_ACK që përputhet duke raportuar nëse një komandë u pranua, u refuzua, dështoi ose mbetet në proces. Nëse nuk arrin asnjë konfirmim, dërguesi mund të ritransmetojë komandën. Kjo përmirëson shpërndarjen, por krijon rrezik të dyfishtë kur komanda origjinale ekzekutohet dhe humbet vetëm njohja e saj.

Bound riprovon kështu që një shteg i dështuar nuk mund të mbushë radhët e tij. Komandat e ndjeshme gjithashtu kanë nevojë për një kusht skadimi të nivelit të aplikacionit, duke parandaluar ekzekutimin e një ndryshimi të modalitetit të vjetër pas ndryshimit të fazës së misionit. Trajtimi i pafuqishëm i bën përsëritjet të sigurta, ndërsa lidhjet e paqëndrueshme duhet të ndalojnë ngarkimet e misionit dhe shkrimin e parametrave. Rifilloni vetëm pasi të keni kontrolluar gjendjen e transaksionit në distancë dhe hidhni operacionet e vjetruara.

Zgjidhni veprimin e lidhjes së humbur nga rreziku i misionit

Asnjë përgjigje e vetme e lidhjes së humbur nuk i përshtatet çdo misioni. Vazhdimi mund t'i përshtatet terrenit të hapur me navigim të vlefshëm dhe energji të mjaftueshme, ndërsa Hold mund të mbulojë një ndërprerje të shkurtër të stafetës. Kthimi është i përshtatshëm vetëm kur rruga, lartësia dhe gjendja e baterisë e bëjnë më të sigurt se qëndrimi. Toka mund të preferohet pranë një vendi të caktuar rikuperimi ose kur fluturimi i vazhdueshëm krijon rrezik më të madh.

Vendimi duhet të përfshijë llojin e automjetit, fazën e fluturimit, terrenin, hapësirën ajrore, cilësinë e lundrimit, rezervën e energjisë, rreziqet e ngarkesës dhe lidhjet rezervë. Rimëkëmbja gjithashtu duhet të jetë e qartë. Disa sisteme mbeten në modalitetin e sigurt pas dështimit pasi rrahjet e zemrës së MAVLink rifillojnë, duke kërkuar një ndryshim të modalitetit të operatorit në vend që të rivendoset në heshtje gjendjen e mëparshme.

Pas rilidhjes, pastroni komandat e vjetruara, rifreskoni rrugët, konfirmoni gjendjen e mjetit dhe misionit dhe verifikoni të dhënat aktuale shëndetësore. Restaurimi automatik mund t'i përshtatet një ndërprerjeje me rrezik të ulët; Konfirmimi manual është më i sigurt pasi të ketë filluar Kthimi ose Toka. Hysteresis duhet të parandalojë ndërrimin e shpejtë kur rruga e rikuperuar mbetet margjinale.

Provoni sjelljen me testimin e përqendruar te dështimi

Demonstrimet e performancës së pikut dhe diapazonit nuk provojnë elasticitetin e kontrollit. Testoni telemetrinë normale me trafikun e ngarkesës, reletë lëvizëse, sinjalet e dobëta, heqjen e nyjeve, ndërrimin e rrugës, dështimin e rrugës, rinisjen e radios dhe ribashkimin e rrjetit. Regjistroni statistikat RF, ngjarjet e rrugëtimit, vulat kohore të MAVLink, mirënjohjet dhe mënyrat e avionit në një afat kohor të sinkronizuar.

Kriteret e pranimit duhet të mbulojnë boshllëqet e rrahjeve të zemrës, përfundimin e komandës, rikuperimin e rrugës, tolerancën e dyfishtë, veprimin e saktë të sigurt nga dështimi dhe rikuperimin e qëndrueshëm. Përsëriteni matricën në intervalet realiste, numërimin e automjeteve, numrin e hopeve dhe ngarkesat e trafikut. Konfigurimi duhet të kalojë me lëvizshmëri dhe ndërhyrje, jo vetëm në një laborator të pa ngarkuar. Kjo dëshmi tregon nëse MAVLink mbi MANET do të degradojë në mënyrë të parashikueshme në vend që të dështojë në mënyrë katastrofike.

 

konkluzioni

Performanca e besueshme e MAVLink mbi MANET varet nga më shumë se xhiroja e disponueshme. Trafiku i kontrollit duhet të ketë përparësi, shifrat e humbjes së paketave duhet të interpretohen në kontekstin e rrugëtimit dhe gjendjet e sigurta ndaj dështimit duhet të mbeten të parashikueshme ndërsa shtigjet ndryshojnë ose zhduken. Një rrjet i projektuar mirë ndan gjithashtu zgjedhjen e rrugës MANET nga sistemi MAVLink dhe adresimi i komponentëve.

Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd. ofron radio të lehta ajrore MIMOmesh dhe pajisje DDLmesh nga toka që mbështesin rrugëzimin me shumë hop, QoS adaptive dhe transport transparent MAVLink. Këto aftësi mund të ndihmojnë integruesit të ruajnë trafikun e komandës, të menaxhojnë ngarkesat e përziera të të dhënave dhe të ndërtojnë arkitektura më elastike komunikimi ajër-tokë.

 

FAQ

Pyetje: A mund të funksionojë MAVLink mbi një MANET?

A: Po. MAVLink mund të ekzekutojë lidhjet MANET të bazuara në IP, duke lejuar automjetet, nyjet rele dhe stacionet tokësore të shkëmbejnë telemetrinë dhe komandat nëpër shtigjet e rrjetit që ndryshojnë.

Pyetje: Sa gjerësi bande kërkon MAVLink mbi MANET?

Përgjigje: Gjerësia e brezit varet nga tarifat e mesazheve, numri i automjeteve, ngarkesa e rrugës dhe trafiku i ngarkesës. Komandat kritike dhe telemetria duhet të kenë përparësi ndaj videove, regjistrave dhe transferimeve të skedarëve.

Pyetje: Si matet humbja e paketave MAVLink në një rrjet rrjetë?

Përgjigje: MAVLink përdor numrat e sekuencës së paketave, por rrugëtimi, lidhjet e tepërta dhe përcjellja selektive mund të krijojnë boshllëqe mashtruese. Humbja duhet të vlerësohet krahas vonesës, nervozizmit dhe moshës së rrahjeve të zemrës.

Pyetje: A kontrollon MAVLink apo MANET kursimin e mesazheve?

Përgjigje: MANET zgjedh shtigjet e rrjetit midis nyjeve, ndërsa MAVLink përdor ID-të e sistemit dhe komponentëve për të drejtuar mesazhet drejt mjetit të duhur, stacionit tokësor ose komponentit në bord.

Pyetje: Çfarë ndodh kur humbet një lidhje MAVLink?

Përgjigje: Përgjigja e konfiguruar autopilot mund të përfshijë mbajtjen e pozicionit, kthimin, uljen ose vazhdimin e misionit. Kohët e ndërprerjeve të rrahjeve të zemrës zakonisht përcaktojnë kur aktivizohet lidhja e të dhënave për dështimin.

Pyetje: Si mund të mbeten të besueshme komandat kritike gjatë humbjes së paketës?

Përgjigje: Komandat kritike duhet të përdorin njohjet, riprovat e kufizuara, rregullat e skadimit dhe prioritizimin e trafikut. Kjo parandalon që udhëzimet e vonuara ose të dyfishta të krijojnë sjellje të pasigurta pas rikuperimit të itinerarit.