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主题

无线数据链路接口规格 ​

字段内容
文档编号ICD-02-V0.2
版本V0.2
状态草稿
作者产品团队
日期2026-04-16
审核人[TBD]
接口双方飞控系统 (FC) ↔ 遥控器系统 (RC)

修订记录 ​

版本日期修订人修订内容
V0.12026-04-14产品团队初稿
V0.22026-04-16产品团队架构澄清修订，遥控器采用薄固件+厚App架构；OcuSync术语改为直连数据链

1. 概述 ​

1.1 目的 ​

本文档定义飞控系统与遥控器系统之间的无线数据链路接口规格，包括物理层参数、传输层规格、链路状态机和安全约束。本ICD专注于传输层——协议层（MAVLink）在操控App中实现，详见ICD-06。

1.2 接口范围 ​

飞控与遥控器之间的无线链路包括：

  • 直连数据链路：承载遥控指令、遥测数据、图传视频（方案A：SIYI货架数传；方案B：AR8131自研数据链）
  • 4G 增强链路（可选）：直连数据链降级时的备份通道
  • RTK 差分数据中继：遥控器接收 RTK 基站数据并转发至飞行器

架构说明：本遥控器采用"薄固件+厚App"架构。App直接持有MAVLink协议栈，通过底层网卡（SIYI网口或AR8131虚拟网卡）与飞控通信。本ICD仅定义传输层参数，不涉及MAVLink消息语义（详见ICD-06及SUB-APP）。

1.3 关联文档 ​

文档编号文档名称
SUB-RC-V0.1遥控器系统PRD
SUB-FC-V0.1飞控系统PRD
SUB-APP-V0.1操控App系统PRD
SUB-NAV-V0.1导航定位系统PRD
ICD-06-V0.1遥控器与操控App接口
PRD-MASTER-V0.1总体产品需求文档

1.4 术语定义 ​

术语定义
上行链路遥控器 → 飞行器方向的数据传输
下行链路飞行器 → 遥控器方向的数据传输
直连数据链遥控器与飞行器之间的低延迟无线数据链路（方案A为SIYI透明数传，方案B为AR8131自研链路）
AR8131酷芯微图数传芯片，Host侧映射为虚拟网卡（标准Linux网络设备）
MAVLinkMicro Air Vehicle Link，v2.0协议（在App层实现，本ICD不涉及消息语义）
HEARTBEATMAVLink 心跳消息（MSG ID: 0）
RC_CHANNELS_OVERRIDEMAVLink 遥控通道覆盖消息（MSG ID: 70）

2. 物理层接口 ​

2.1 主通信链路 — 方案B（AR8131自研数据链） ​

编号参数规格备注
ICD-02-I-001工作频段2.4000-2.4835 GHz / 5.725-5.850 GHz 双频支持自动频段选择
ICD-02-I-002调制方式OFDM [TBD-需通信工程师确认]支持自适应调制编码（AMC）
ICD-02-I-003信道带宽10/20/40 MHz 自适应 [TBD]根据信道质量动态调整
ICD-02-I-004发射功率（2.4G，SRRC）≤20 dBm EIRP符合 SRRC 限值
ICD-02-I-005发射功率（5.8G，SRRC）≤30 dBm EIRP符合 SRRC 限值
ICD-02-I-006有效通信距离（SRRC）≥5 km无干扰、无遮挡、飞行器高度 2.5m
ICD-02-I-007天线类型遥控器侧：外置定向天线×2 + 内置全向天线；飞行器侧：内置全向天线 [TBD]—
ICD-02-I-008跳频策略自动跳频，跳频间隔 [TBD] ms增强农田电磁环境抗干扰性
ICD-02-I-009加密方式AES-256 [TBD-需安全评审]防止遥控指令被劫持

2.1b 主通信链路 — 方案A（SIYI货架数传，近期方案） ​

编号参数规格备注
ICD-02-I-020链路类型SIYI透明数传对App表现为标准以太网口
ICD-02-I-021接口形态RJ45网口或USB虚拟网卡App通过标准socket通信
ICD-02-I-022数据带宽参照SIYI产品规格 [TBD]—
ICD-02-I-023通信距离参照SIYI产品规格 [TBD]—

方案A/B对App透明：无论使用SIYI网口还是AR8131虚拟网卡，App层代码完全相同——均通过标准网卡接口进行MAVLink UDP通信。

2.2 备用通信链路（4G LTE 增强图传） ​

编号参数规格备注
ICD-02-I-010网络制式4G LTE Cat.4 或以上 [TBD]飞行器侧和遥控器侧各需一个 4G 模块
ICD-02-I-011数据带宽上行 ≥5 Mbps，下行 ≥10 Mbps [TBD]需满足 720p 图传基本需求
ICD-02-I-012启用条件仅在直连数据链连接正常时可启用安全策略：直连数据链断连后不允许单独依赖 4G
ICD-02-I-013SIM 支持eSIM + 实体 nano-SIM遥控器侧和飞行器侧均需

2.3 RTK 差分数据中继链路 ​

编号参数规格备注
ICD-02-I-014中继路径D-RTK 3 基站 → 遥控器（USB-A或无线）→ 飞行器导航模块遥控器作为透传中继
ICD-02-I-015数据协议RTCM 3.x标准差分数据格式
ICD-02-I-016数据速率≥1 kbpsRTK 差分数据典型速率
ICD-02-I-017传输延迟≤200 ms（端到端）确保 RTK 定位实时性

3. 传输层接口 ​

说明：本节定义链路传输层参数。MAVLink消息语义（消息表、自定义消息字段、通道映射）由操控App持有，详见SUB-APP。

3.1 传输架构 ​

┌─────────────────────────────────────────────────┐
│              应用层（操控App进程）                  │
│  MAVLink v2.0 协议栈  │  视频流解码  │  任务管理    │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│              传输层（本ICD定义范围）                │
│  MAVLink UDP :14550   │  RTP/RTSP   │  RTCM 3.x  │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│              网络层                               │
│  虚拟网卡（AR8131方案B）/ 以太网口（SIYI方案A）     │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│              物理层                               │
│  2.4 GHz / 5.8 GHz OFDM 双频（方案B）            │
│  SIYI数传射频（方案A）                             │
└─────────────────────────────────────────────────┘

3.2 MAVLink 传输规格 ​

协议栈在App层实现，本ICD仅定义传输层参数。

编号参数规格备注
ICD-02-T-001传输协议UDPApp通过标准socket发送/接收
ICD-02-T-002目标端口14550（飞控侧监听）MAVLink标准GCS端口
ICD-02-T-003MAVLink版本v2.0支持消息签名
ICD-02-T-004心跳频率1 Hz（双向）HEARTBEAT MSG ID:0
ICD-02-T-005遥控通道更新率50 HzRC_CHANNELS_OVERRIDE MSG ID:70
ICD-02-T-006最大帧长280 bytesMAVLink v2最大帧
ICD-02-T-007系统ID — App端255MAVLink GCS标准值
ICD-02-T-008系统ID — 飞控端1MAVLink飞行器标准值

3.3 AR8131 虚拟网卡接口规格（方案B） ​

编号参数规格备注
ICD-02-N-001Android侧设备名usb0 或 eth1 [TBD]内核模块注册为标准网络设备
ICD-02-N-002IP分配方式静态IP，飞行器端 192.168.144.1，遥控器端 192.168.144.2 [TBD]点对点链路
ICD-02-N-003MTU1500 [TBD]需通信工程师确认AR8131最优MTU
ICD-02-N-004链路建立延迟≤3 s（从驱动加载到网卡可用） [TBD]包含芯片初始化和对频
ICD-02-N-005链路状态通知Linux netlink事件（IF_OPER_UP/DOWN）App通过NetworkCallback监听

3.4 图传视频流规格 ​

编号参数规格备注
ICD-02-V-001编码格式H.264 (AVC) / H.265 (HEVC)支持自适应切换
ICD-02-V-002分辨率（正常）1920×1080（1080p）信号良好时
ICD-02-V-003分辨率（降级）1280×720（720p）信号中等时自动降级
ICD-02-V-004帧率30/60 fps 自适应信号质量决定
ICD-02-V-005码率范围2-20 Mbps 自适应根据信道带宽动态调整
ICD-02-V-006端到端延迟≤150 ms（目标≤120ms）从摄像头采集到遥控器屏幕显示
ICD-02-V-007传输协议RTP over 虚拟网卡App直接接收RTP流
ICD-02-V-008RTP端口[TBD]需通信工程师确认

3.5 链路质量指标 ​

编号指标获取方式备注
ICD-02-Q-001RSSI（信号强度）AR8131驱动sysfs接口或ioctl [TBD]App通过驱动接口读取
ICD-02-Q-002丢包率MAVLink HEARTBEAT缺失统计App层统计
ICD-02-Q-003往返延迟MAVLink PING消息（MSG ID:4）App层测量
ICD-02-Q-004信噪比（SNR）AR8131驱动接口 [TBD]—

4. 心跳机制与超时判定 ​

4.1 心跳机制 ​

说明：心跳消息由操控App（GCS端）和飞控各自发送，通过底层网卡透传，RC固件不参与。

参数值说明
心跳消息MAVLink HEARTBEAT (MSG ID: 0)双向发送
发送频率1 Hz每秒一次
系统ID — App端255MAVLink GCS 标准值
系统ID — 飞控端1MAVLink 飞行器标准值
组件ID — App端MAV_COMP_ID_MISSIONPLANNER (190)[TBD-需确认]
组件ID — 飞控端MAV_COMP_ID_AUTOPILOT1 (1)—

4.2 超时与失联判定 ​

阶段触发条件系统行为
信号减弱预警RSSI 低于阈值 [TBD] dBm 持续 3 秒遥控器屏幕显示信号弱告警
通信降级丢包率 >30% 持续 5 秒图传降级（1080p→720p），遥控指令通道优先保障
严重降级丢包率 >60% 持续 5 秒图传停止，仅保持遥控指令+遥测数据通道
失联判定连续 [TBD-RC-007] 秒未收到遥控器心跳飞控进入失控保护模式（悬停→等待→返航）
失联恢复重新收到遥控器心跳且连续3次成功恢复操控权，退出失控保护模式

5. 状态机 ​

5.1 连接建立流程 ​

[遥控器上电] → [扫描频段] → [发送对频请求]
                                    ↓
[飞行器上电] → [监听对频] → [收到对频请求]
                                    ↓
                            [身份认证（密钥交换）]
                                    ↓
                            [认证成功？]
                           是 ↓          否 → [对频失败，重试]
                     [建立数据链路]
                            ↓
                     [开始心跳交换]
                            ↓
                     [连接就绪（绿灯常亮）]

5.2 对频流程 ​

步骤操作说明
1开启遥控器，运行操控App—
2开启飞行器电源—
3在 App 中点击对频遥控器状态指示灯蓝灯闪烁
4长按飞行电池电源按键 5 秒飞行器电池 LED 循环闪烁
5等待对频完成遥控器指示灯转为绿灯常亮

约束：对频距离应 ≤300 m（地面测试），出厂已预对频。

5.3 断连检测与恢复 ​

[连接正常] ──信号减弱──→ [信号预警] ──持续恶化──→ [通信降级]
     ↑                       │                        │
     │                   信号恢复                  持续恶化
     │                       ↓                        ↓
     └──────────────── [连接正常]              [严重降级（仅数据链）]
                                                      │
                                                  持续恶化
                                                      ↓
                                              [失联（失控保护）]
                                                      │
                                                  信号恢复
                                                      ↓
                                              [恢复连接]

5.4 信号降级处理策略 ​

降级阶段图传状态遥控指令遥测数据用户提示
正常1080p/60fps正常全量 10Hz绿色信号图标
一级降级720p/30fps正常全量 10Hz黄色信号图标
二级降级关闭图传正常精简 2Hz橙色信号图标+告警音
失联无无无红色告警+持续告警音

6. 安全约束 ​

6.1 控制权限等级 ​

编号约束描述优先级
ICD-02-S-001紧急停机信号应使用独立通道或最高优先级队列传输，不受图传/遥测数据拥塞影响P0
ICD-02-S-002紧急停机信号延迟应 ≤20 ms（从按下按钮到飞控收到指令）P0
ICD-02-S-003遥控器对飞控具有最高控制权限，4G 远程监控仅有观测权限，不可发送控制指令（V1.0）P0
ICD-02-S-004对频认证应采用加密密钥机制，防止非授权遥控器控制飞行器P0
ICD-02-S-005通信链路应支持数据完整性校验（CRC32），丢弃校验失败的数据包P0
ICD-02-S-006在失控保护模式下，飞控应拒绝来自 4G 链路的控制指令，仅接受直连数据链恢复后的指令P0

6.2 数据加密与认证 ​

参数规格说明
链路加密AES-256 [TBD]遥控指令和遥测数据全链路加密
对频认证公钥交换 + 对称密钥协商 [TBD]防止中间人攻击
会话密钥更新每次对频生成新密钥—
重放攻击防护时间戳+序列号防止指令重放

7. 待决事项 (TBD) ​

编号事项描述责任人期望决定日期
TBD-ICD02-001AR8131数据链调制方式确认（OFDM 具体参数）通信工程师2025-05
TBD-ICD02-002自定义 MAVLink 消息 ID 分配方案飞控+App团队2025-05
TBD-ICD02-003图传RTP端口分配通信工程师2025-05
TBD-ICD02-004失联超时阈值具体数值飞控工程师2025-05
TBD-ICD02-005链路加密方案安全评审安全工程师2025-06
TBD-ICD02-006信道带宽动态调整策略通信工程师2025-05
TBD-ICD02-0074G 增强链路的具体切换阈值和策略通信工程师2025-06
TBD-ICD02-008AR8131虚拟网卡设备名、IP段、MTU确认驱动工程师2025-05
TBD-ICD02-009SIYI货架数传型号选型及接口规格硬件工程师2025-05
TBD-ICD02-010AR8131 RSSI/SNR读取接口（sysfs/ioctl）驱动工程师2025-05

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