¿Cuál es la tecnología para la transmisión de imágenes UAV? ¿Por qué el WiFi no tiene una señal tan fuerte?
El sistema de transmisión de imágenes del UAV utiliza tecnología apropiada de compresión de video, tecnología de procesamiento de señales, tecnología de codificación de canales y tecnología de modulación y demodulación para transmitir de forma inalámbrica el video capturado por la cámara transportada por el UAV a una ubicación remota en tiempo real. receptor.
Si los sistemas de transmisión de imágenes UAV se clasifican según el tipo de equipo, normalmente se pueden dividir en dos categorías: transmisión de imágenes analógicas y transmisión de imágenes digitales. Debido a que la calidad de vídeo y la estabilidad de la transmisión de imágenes digitales son muy superiores a los sistemas de transmisión de imágenes analógicas, la transmisión de imágenes digitales se utiliza a menudo en aplicaciones industriales.
La transmisión de imágenes UAV utiliza principalmente tres bandas de frecuencia: 1,2G, 2,4G y 5,8G y WiFi pertenece a la misma banda de frecuencia 1,2G; En la actualidad, no existe una banda de frecuencia de aficionados abierta de 1,2G en China, y sólo pueden utilizarla legalmente los radioaficionados que hayan obtenido certificados de calificación. La banda de frecuencia 5.8G ha sido clasificada como banda de frecuencia abierta para aficionados. Hay menos dispositivos que funcionan con 5,8G y hay menos interferencias. Las antenas de alta frecuencia se pueden miniaturizar. Sin embargo, cuanto mayor es la frecuencia, mayor es el coste de los componentes electrónicos, mayores son los requisitos de precisión para la antena y más fácil es generar calor. El magnetizador cerca del transmisor es más sensible que el de baja frecuencia y es más difícil generar alta potencia que baja frecuencia.
Las principales tecnologías actuales para la transmisión de imágenes con drones incluyen OFDM, WiFi, etc. OFDM (multiplexación por división de frecuencia ortogonal) es un tipo de modulación multiportadora que es más adecuada para la transmisión de datos de alta velocidad. También puede enviar grandes cantidades de datos dentro de un ancho de banda de banda estrecha y puede resistir el desvanecimiento selectivo de frecuencia o la interferencia de banda estrecha. Sin embargo, OFDM también tiene algunas deficiencias, como el desplazamiento de la frecuencia de la portadora, la sensibilidad al ruido de fase y el desplazamiento de la frecuencia de la portadora, y una alta relación pico-promedio. La transmisión de imágenes WiFi es una tecnología rentable de transmisión de imágenes con drones. Sin embargo, el WiFi tiene muchas limitaciones técnicas y muchos fabricantes utilizan directamente soluciones para construirlo. No importa cuál sea el formato de diseño del chip, no se puede modificar. La estrategia de gestión de interferencias en la transmisión de imágenes WiFi no es muy en tiempo real y la tasa de utilización de la señal es relativamente baja.
El sistema de transmisión de imágenes del UAV consta de cuatro partes: servidor remoto, aeronave, retransmisión de tienda y control de vídeo por teléfono móvil. Por ejemplo, hay dos módulos WiFi de alta potencia, respectivamente integrados en la base del dron y en el relé de tierra.
El módulo WiFi de alta potencia utilizado por el dron tiene una potencia de transmisión de 28dBm y una distancia de transmisión de hasta 2 kilómetros. El módulo WiFi de alta potencia no solo puede transmitir vídeo aéreo en tiempo real, sino también transmitir señales de control desde terminales móviles terrestres, como teléfonos móviles.
¿Por qué la señal WiFi del enrutador inalámbrico no puede llegar tan lejos? Con la misma frecuencia, los drones pueden transmitir imágenes a largas distancias, pero la señal WiFi de los enrutadores inalámbricos está muy lejos pero no hay señal. Esto se debe en gran parte a que la potencia de los enrutadores inalámbricos, teléfonos móviles y otros terminales móviles es insuficiente. Según las regulaciones nacionales, la potencia de transmisión de los enrutadores inalámbricos no debe exceder los 100 mW (20 dBm) y la ganancia de la antena es generalmente de 3 dBi y 5 dBi. Algunos productos WiFi utilizan antenas de ganancia de 6 dBi y 7 dBi para resaltar las capacidades de penetración en la pared. La mejora de la intensidad de la señal de la ganancia de la antena aún es muy limitada, por lo que es bueno que un enrutador inalámbrico cubra 200 m sin obstáculos.
Además, los teléfonos móviles y computadoras de baja potencia en la vida diaria también han causado grandes limitaciones, lo que resulta en el fenómeno de que la señal WiFi es obviamente buena, pero aún no se puede acceder a Internet o el La calidad de la red es mala.
Es como si dos personas se adentraran en la montaña al mismo tiempo. Después de cierta distancia, una voz pequeña puede escuchar una voz fuerte y la voz pequeña responde a la voz grande. La voz grande no puede escuchar nada y, naturalmente, no habrá respuesta.
De hecho, los teléfonos móviles, etc. Para acceder a Internet a través de WiFi, deben pasar por un proceso de protocolo de enlace de tres vías antes de poder establecer una conexión a Internet. Si el terminal de señal WiFi transmite una potencia alta y el teléfono móvil excede la distancia máxima a la que puede responder a la señal, causará una situación en la que la señal WiFi es muy fuerte y se puede recibir información, pero no se puede enviar información. importa qué.
Además, los drones vuelan en zonas abiertas al aire libre para la transmisión de imágenes, mientras que el router WiFi se utiliza generalmente en entornos complejos y con muchos obstáculos. Por lo tanto, es bueno que la señal WiFi del enrutador de su hogar pueda cubrir 10 metros.
WiFi es una de las tecnologías inalámbricas que permite la transmisión de imágenes de drones.
Entonces, ¿por qué la señal WiFi transmitida por mapas de drones es más potente que la de los dispositivos WiFi normales?
1. Potencia de transmisión del módulo WiFi de transmisión de imágenes UAV (SKW77):
2. Potencia de transmisión del módulo WiFi normal (tomando como ejemplo el módulo WiFi MTK, otros son básicamente iguales). ):
La potencia de transmisión máxima del módulo WiFi del dron es de 28 dBm (aproximadamente 640 mW), mientras que la potencia de transmisión máxima del módulo WiFi normal es generalmente de 20 dBm, 100 mW (18 dBm en la leyenda), que es un gran diferencia.
Esta es la razón por la que la señal WiFi de transmisión de imágenes del dron es más fuerte que el módulo WiFi normal.
Como todos sabemos, los drones deben usarse en exteriores, mientras que los dispositivos WiFi comunes, como teléfonos móviles, AP, etc., generalmente se usan en interiores. La frecuencia y la potencia utilizadas en diferentes escenarios de uso son diferentes, que es la mayor diferencia entre los dos.
Los UAV se utilizan en exteriores y requieren larga distancia de transmisión, evitación de obstáculos, penetración, etc. , por lo que generalmente se usa en la banda de frecuencia de 2,4 GHz, porque la banda de frecuencia de 5,8 GHz tiene poca penetración debido a su alta frecuencia. Y la potencia será mayor que la del módulo WiFi interior. ¿Cuál es la distancia máxima de transmisión del módulo WiFi exterior?
Echemos un vistazo a los datos de los productos puente de UBNT, uno de los mejores productos puente para exteriores. El puente de red de UBNT adopta tecnología TDMA basada en el protocolo WiFi, con alta potencia de transmisión y antena especial, y la distancia de transmisión efectiva puede alcanzar los 15 km.
Para los dispositivos WiFi de interior normales, la distancia entre dispositivos es relativamente cercana, normalmente varios cientos de metros. Y teniendo en cuenta la radiación que recibe el cuerpo humano, la potencia máxima de un enrutador/AP inalámbrico general es de 20 dBm (100 mW). Algunos enrutadores inalámbricos tienen funciones mejoradas, pero lo que realmente aumenta es la potencia de transmisión.
En otras palabras, las señales WiFi no siempre son débiles, sino que adoptarán diferentes intensidades de señal según los escenarios de uso y los requisitos de distancia.
La transmisión de imágenes es esencialmente el mismo sistema de transmisión y distribución de información de TDD que WiFi.
En la aplicación de drones, la transmisión de imágenes se utiliza principalmente para enviar datos en tiempo real recopilados por las cámaras a los terminales de los usuarios.
La transmisión de imágenes puede funcionar a 400M y 800M. Por supuesto, la gran mayoría de los drones civiles funcionan en la banda de frecuencia médica y de ingeniería de 2,4G. En la banda de frecuencia de 2400-2083,5MHz, el control de vuelo del dron utiliza señales de salto de frecuencia similares a WiFi. Esta señal de salto de frecuencia dispersa la energía de radiofrecuencia, aumentando así la capacidad antiinterferencia, con un ancho de banda de aproximadamente 18M. El sistema de transmisión de imágenes ocupa unos diez megabytes de ancho de banda. Si desea transmitir imágenes de alta calidad a alta velocidad y de manera estable, la recopilación, codificación y compresión de imágenes requieren una gran solidez técnica. Actualmente, DJI realiza su propio control de vuelo y transmisión de imágenes, y sus capacidades son bastante buenas.
Porque el UAV también es un sistema integral con calidad limitada, potencia limitada y área de espacio limitada. El poder de transmisión de imágenes debe ser limitado.
La potencia WiFi que mencionas no es tan alta como la del sistema de transmisión de imágenes del drone. Esto debería ser una ilusión, porque el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información de nuestro país estipula que en la banda de frecuencia médica de ingeniería de 2,4 GHz, la potencia máxima de transmisión básicamente solo puede alcanzar 0,5 vatios.
La razón por la que existe el fenómeno que mencionaste es probablemente porque la densidad del contenido de transmisión WiFi no es tan buena como la del sistema de transmisión de imágenes del dron.
Esta pregunta es demasiado general para responderla con precisión.
Porque este tipo de preguntas no se pueden entender en pocas palabras, pero cuanto más respondas o más respondas sobre un detalle técnico, mejor podrás entenderlo.
Debido a que hay muchas formas de implementar tecnología y la tecnología es muy profunda, no se puede entender estudiándola en unos pocos libros. Por lo tanto, si la respuesta es inexacta, temo engañar a los niños, por lo que solo responderé basándome en mi experiencia práctica personal.
En primer lugar, los mapas transportados por drones se dividen en grado de juguete, grado de modelo de avión y grado industrial. Las tecnologías utilizadas en diferentes niveles también varían mucho.
A continuación se ofrece una breve charla sobre la tecnología común de transmisión de imágenes y texto de los drones industriales.
Existen muchas tecnologías utilizadas para la transmisión de imágenes de UAV. La tecnología cofdm comúnmente utilizada, a saber, la multiplexación por división de frecuencia ortogonal por división de código, es una tecnología abierta.
WIFI es inherentemente comunicación de corto alcance y no hay señal cuando está lejos. Esto está determinado por los escenarios de aplicación y los estándares técnicos.
De hecho, para decirlo sin rodeos, la transmisión de radio son ondas electromagnéticas. Todo el mundo sabe que cuanto más larga es la longitud de onda, es menos probable que se interfiera con ella. Simplemente elija el canal correcto. La razón principal es que hay menos personas volando y hay menos fuentes de interferencia. Dejas que 10 personas y el dron vuelen en la misma banda de frecuencia de la forma más estable posible.