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接收信号强度指示(RSSI)

接收信号强度指示(RSSI)

本文介绍如何为飞控配置接收信号强度指示(RSSI)。

在飞控上配置 RSSI

可通过一组可展开的参数专门配置 RSSI。默认情况下,需先根据遥控接收器(RC receiver)的信号强度指示传递给飞控的方式,设置RSSI_TYPE参数,具体参数值及功能如下表所示:
参数值 功能类型 说明
0 禁用(Disabled) 不使用 RSSI
1 模拟引脚(AnalogPin) 信号强度由固定电压(0-3.3V 或 5V)输入到模拟(ADC)引脚来指示
2 遥控通道脉冲宽度调制值(RCChannelPwmValue) 信号强度由特定通道的脉冲宽度调制(PWM)值指示,该值可嵌入到总和信号(cPPM/SBus)中
3 接收器协议(ReceiverProtocol) 支持通过专用接收器协议(如 SUMD 或 ST24)获取 RSSI
4 脉冲宽度调制输入引脚(PWMInputPin) 允许指定一个通用输入输出(GPIO)引脚来读取 PWM 类型的 RSSI 输入
5 遥测无线电 RSSI(TelemetryRadioRSSI) 信号强度由远程遥测无线电报告
RSSI_TYPE设置为非 0 值后,需保存并刷新参数,以展开一组用于进一步指定 RSSI 处理方式的从属参数。
向飞控传递 RSSI 主要有四种基本方式,具体如下:

1. RSSI_TYPE = 1:通过专用引脚输入模拟电压型 RSSI

  • RSSI_ANA_PIN:指定用于读取 RSSI 电压的引脚。在使用当前 ChibiOS 固件的大多数电路板上,该参数默认值为正确的引脚编号。
  • RSSI_PIN_HIGH:信号最强时,RSSI_ANA_PIN 引脚上接收到的电压。
  • RSSI_PIN_LOW:信号最弱时,RSSI_ANA_PIN 引脚上接收到的电压。

2. RSSI_TYPE = 2:嵌入到集合脉冲位置调制(PPM)/ 总和信号(sBus)中的 PWM 通道型 RSSI

  • RSSI_CHANNEL:若使用集合 / 总和信号,遥控接收器用于嵌入 RSSI 的通道编号(5 号及以上通道)。
  • RSSI_CHAN_HIGH:信号最强时,遥控接收器输出的 PWM 值。
  • RSSI_CHAN_LOW:信号最弱时,遥控接收器输出的 PWM 值。

3. RSSI_TYPE = 3:数字接收器协议的信号质量或丢包信息(SUMD/ST24/FPort)

该类型 RSSI 在内部已完成缩放,无需进一步调整。

4. RSSI_TYPE = 4:通过专用 GPIO 引脚输入 PWM 型 RSSI

  • RSSI_ANA_PIN:指定用于读取 PWM 型 RSSI 的 GPIO 引脚。在带有 IOMCU 的电路板上,这些引脚是默认可用作 PWM 输出的辅助(AUX)引脚,也可另行设置为 GPIO 引脚,具体可参考 GPIO 相关说明。
  • RSSI_CHAN_HIGH:信号最强时,遥控接收器输出的 PWM 值。
  • RSSI_CHAN_LOW:信号最弱时,遥控接收器输出的 PWM 值。
注意 1:部分遥控接收器输出的 RSSI 值是反向的(信号最佳时电压 / PWM 值最低),因此为实现正确的内部缩放(缩放至 0-100%),_HIGH参数的实际设置值可能会低于对应的_LOW参数值。
注意 2:若要读取模拟电压型 RSSI,RSSI_ANA_PIN可设置为任一可用的空闲 ADC 引脚。在 Pixhawk/Cube 类型的电路板上,这包括 sBus 输出 / RSSI 输入引脚(引脚编号 103)。使用专用 ADC 引脚时,对应的引脚编号通常与该引脚上使用的 ADC1 通道编号一致,更多参考信息可查看相应处理器的备用功能表中的 DMA1 映射。

在 MissionPlanner 的平视显示器(HUD)上显示遥控接收器的 RSSI 值

当你在飞控上正确配置 RSSI 后,相应的数值会随遥测数据流发送到地面站(GCS),并可在地面站上显示。此外,遥控接收器的 RSSI 会被记录,且可在机载或独立的屏幕显示设备(OSD)上查看。
在 MissionPlanner 的 HUD 上显示遥控接收器 RSSI 的步骤如下:
  1. 打开 MissionPlanner,并连接到飞控。
  2. 在 “飞行数据”(Flight Data)界面,右键点击 HUD,选择 “用户项目”(User Items)。
  3. 在弹出的 “显示此项”(Display this)窗口中,勾选 “rxrssi”。
注意:务必选择 “rxrssi” 来显示遥控链路(RC link)的 RSSI,而 “rssi” 和 “remrssi” 这两个选项分别用于显示无线电调制解调器的地面收发器和远程收发器的信号强度指示。

连接示例

以下是几种典型的遥控接收器 RSSI 连接方案示例:

1. 嵌入到集合 PPM / 总和信号通道中的 RSSI

通常,会通过单根信号线将遥控接收器的所有遥控通道以 cPPM 或 sBus 类型总和信号的形式传递给飞控。大多数超高频(UHF)类型的遥控系统,如 EZUHF、OpenLRS、Crossfire 或 DragonLink,都支持在该集合 / 总和信号流中的特定通道内嵌入 RSSI。
根据 ArduPilot 的默认设置,1-4 号通道用作主要控制(横滚、俯仰、油门、偏航)的输入通道,5 号及以上的任何通道都可用于嵌入 RSSI。通常,这些系统会通过图形用户界面(GUI)将 RSSI 分配到遥控接收器的特定通道槽位,或默认将其设置到标准通道。具体操作可参考相应系统的用户手册。
若遥控接收器已与飞控建立连接,使用嵌入式 RSSI 无需额外布线,具体连接示意图及参数设置可参考原文相关配图及说明。

2. 通过专用引脚输入的模拟电压型 RSSI

若遥控接收器输出模拟电压范围型的 RSSI,可将其接入飞控的模拟 RSSI 输入引脚。典型的电压范围为 0-3.3V 或 0-5V,具体可参考遥控系统手册,或使用万用表测量确认。
注意:尽管大多数飞控的输入引脚理论上可耐受 5V 电压,但除非配备分压器以降低较高的输入电压,否则大多数 ADC(模数转换器)的测量范围仅为 3.3-3.6V。请务必确认遥控接收器的 RSSI 电压与飞控的规格参数,确保二者兼容。
若遥控接收器已与飞控建立连接(包含供电电压和接地),则只需额外连接一根信号线即可。具体连接示意图及参数设置可参考原文相关配图及说明。

3. 通过专用引脚输入的 PWM 型 RSSI

若遥控接收器在专用引脚或焊盘上输出 PWM 型 RSSI,可将其接入飞控的任一 GPIO 引脚。具体可参考 GPIO 相关说明,将 PWM 输出引脚设置为 GPIO 引脚。在 Pixhawk 类型的硬件上,这里指的是辅助(AUX)引脚,因为它们直接连接到电路板的微控制器(MCU),无需经过 IOMCU 协处理器。
Pixhawk 类型硬件上 AUX 引脚与对应的备选 GPIO 编号如下表所示:
AUX 引脚编号 备选 GPIO 编号
1 50
2 51
3 52
4 53
5 54
6 55
例如,将BRD_PWM_COUNT设置为 4,可将 1-4 号引脚设置为 PWM 输出引脚,剩余的 5 号和 6 号引脚则可作为 GPIO 54 和 GPIO 55 使用。
若遥控接收器已与飞控建立连接(包含供电电压和接地),则只需额外连接一根信号线即可。具体连接示意图及参数设置可参考原文相关配图及说明。

特殊使用场景

1. 将非标准 PWM 型 RSSI 转换为模拟电压

对于某些非标准类型的 RSSI(如部分 FrSky 接收器的高频 PWM RSSI),可使用 RC 滤波器对信号进行电平调整,使其能够用于飞控的模拟 RSSI 输入引脚。通常,会使用一个 4.7kΩ 的电阻和一个 10μF 的电容来过滤接收器 RSSI 输出中的脉冲信号,具体电路连接可参考原文相关示意图。

2. 如何利用 Futaba S.BUS2 “帧错误率”(FER)信息作为飞控的 RSSI

帧错误率(FER)用于指示接收器在解码发射器发送的数据包时是否存在困难,其数值功能与 RSSI 类似。FER 信息集成在 Futaba S.BUS2 数据流中,并非以连续值形式传输,而是以 25% 的分辨率发送。

(1)硬件设置

要从 Futaba S.BUS2 数据流中提取 FER 信息,需使用 S.BUS2 转模拟直流电压转换器。原文中展示了使用 Futaba R7008SB 接收器和额外的 S.BUS2 GPS 多传感器的基本设置示意图,类似设置也适用于 Futaba R7003SB 接收器。
注意:要在 Futaba 接收器上启用 S.Bus 和 S.Bus2 协议,需将 R7008SB 接收器设置为 “模式 B” 或 “模式 C”,将 R7003SB 接收器设置为 “模式 A”,具体操作可参考 R7008SB 或 R7003SB 接收器的用户手册。
该转换器设计为:当 100% 的帧正常时,最大输出电压为 3.3V 直流;当连接丢失或接收器进入故障保护模式时,输出电压约为 0.4V 直流。为获得最佳效果,建议使用电压表在 “完全接收” 和 “发射器关闭” 两种状态下校准转换器的输出电压。通常,转换器应输出如下直流电压:
  • 接收器进入故障保护模式→最大输出电压的 12%,约 0.4V 直流
  • 接收器接收的正常帧数≤25%→最大输出电压的 34%,约 1.1V 直流
  • 接收器接收的正常帧数≤50%→最大输出电压的 56%,约 1.85V 直流
  • 接收器接收的正常帧数≤75%→最大输出电压的 78%,约 2.6V 直流
  • 接收器接收的正常帧数≤100%→最大输出电压的 100%,约 3.3V 直流

(2)为支持 Futaba FASSTest 遥测的发射器设置 RSSI 反馈

除了进行 S.BUS2 到模拟信号的转换外,该转换器还会同时将 FER/RSSI 值回传至 S.BUS2 数据流。此功能使所有使用支持 Futaba FASSTest 遥测的发射器用户能够选择设置遥测 RSSI 反馈,还可设置声音和 / 或振动警报,以便在接收信号质量下降时及时提醒。
要使用此功能,需在发射器中启用 “FASSTest-14CH” 协议。原文以 Futaba T14SG 发射器为例,详细展示了设置步骤,其他支持 FASSTest 协议的发射器可参考类似步骤进行设置,具体包括协议选择、遥测启用、传感器分配及警报配置等操作,可参考原文相关配图及说明。
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