加载中
加载中
表情图片
评为精选
鼓励
加载中...
分享
加载中...
文件下载
加载中...
修改排序
加载中...
所有教程由网友发布,仅供参考,请谨慎采纳。科创不对教程的科学性、准确性、可靠性负责。
GPS+LoRa遥测记录飞行参数轨迹
Tangshm2025/01/23喷气推进 IP:北京
中文摘要
GPS通常使用串口通信,而LoRa模块是一个远程无线串口,二者简单连接,就可以将火箭等飞行器参数包括飞行轨迹传回地面电脑,不仅可以用于事后数据分析,也能定位搜索飞行器降落地点,系统成本仅几十元,通讯距离4km(更远距离可选更大功率)。本文详细描述了系统构成、硬件选件、软件和关键参数设置,使普通爱好者可以采购模块通过简单组装,马上就能使用。

GPS通常使用串口通信,而LoRa模块是一个远程无线串口,二者简单连接,就可以将火箭等飞行器参数包括飞行轨迹传回地面电脑,不仅可以用于事后数据分析,也能定位搜索飞行器降落地点,系统成本仅几十元,通讯距离4km(更远距离可选更大功率)。本文详细描述了系统构成、硬件选件、软件和关键参数设置,使普通爱好者可以采购模块通过简单组装,马上就能使用。

GPS可以选用深圳飞空科技的M10RC12,实测可以超过18Hz刷新,搜星能力也是不错的,通讯协议默认UBLOX,数据比NMEA协议更加丰富。LoRa我选用了大夏龙雀科技的DX-LR01-A(T0),这个套件带USB转TTL模块。需要发射距离远,可以选用发射功率30dB的,我测试过,大夏的LR03不能连续工作,实测泽耀科技A39C-T400A30S1A及30D1A好用。

Screenshot_20250427_230914.jpg

1,测试GPS,先把GPS模块接TTL模块,需要4根线,VCC、GND、RX和TX,GPS模块的RX、TX与TTL模块的TX、RX接(交叉了一下),电源线认准了不要搞反,GPS模块的小线排肯定是直接插不上的,要改线。接好线后,TTL模块通过USB线插电脑。下载安装一个U-Center 8.20,打开软件,在通讯口port菜单选刚才插USB那个口,搞不清楚可以等选择口的时候插拔一下,然后波特率选115200。这时把GPS模块放到窗户外边就应该能收到信号,可以看到当地经纬度等信息。

2,调试LoRa,需要一对LoRa,各自插到一个TTL模块,然后USB线插到电脑上,安装公司提供的串口调试软件,测试两个LoRa之间互发信息,也就是在窗口里互相发些字符串。

3,设置LoRa,这一步很关键,因为LoRa默认波特率是9600,要改成与GPS的115200一致,另外LEVEL也要改到7,才能满足GPS发送的信息量。还是在步骤2的连线系统上设置,安装LoRa的说明,发送+++进入AT界面,有时候要输入+++和换行<Enter>再点发送,进入之后按说明分别在各自的串口调试窗口设置好两个LoRa模块的波特率AT+BAUD8发送和AT+LEVEL7发送,设置完成发送+++带换行<Enter>,退出设置。使用泽耀科技的A39C系列,设置就更简单,直接使用他们的设置软件,也是要115200及19.2k的传输率。注意设置时M0和M1要接地,设置完成后仅M1接地,M0悬空即可。

4,接人GPS至其中一个LoRa,也是需要把VCC、GND、RX、TX这4根线接到LoRa上,这个时候LoRa是从TTL模块上拔下来了的,因此没有电源,可以外接一个3.7V锂电池,也可以只插TTL模块的电源两根线到LoRa模块上用于调试(注意不能插其他线)。另一个LoRa还照样插到TTL模块接到电脑上,串口显示收到一堆奇怪的字符。不管它,关闭串口,然后在U-Center 8.20中去打开这个串口,这时候GPS信号就通过LoRa A隔空传给了LoRa B并传回电脑U-Center软件,就能遥测显示GPS地理位置、高度、速度等信息了。U-Center软件有记录功能,通过记录的轨迹还可以定位搜索飞行器最终落地位置。IMG_20250123_191206.jpg


[修改于 2天13时前 - 2025/04/27 23:10:10]

来自:航空航天 / 喷气推进严肃内容:教程/课程
28
2
新版本公告
~~空空如也
sxm
3个月6天前 IP:中国
941533

好东西


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
sxm
3个月6天前 IP:中国
941534

lz能不能把链接发一下参考参考,谢谢


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Tangshm作者
3个月6天前 IP:北京
941537
引用sxm发表于2楼的内容
lz能不能把链接发一下参考参考,谢谢

淘宝

淘宝商品链接吗?其他相关资料都是淘宝客服随商品发的,可能直接也能要。这种模块式的东西都得拿着实物学,光看资料晕。有问题也可以随时问我哈 : )


引用
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Tangshm作者
3个月6天前 IP:北京
941538

Screenshot_20250124_055542.jpg

器件图片附上


引用
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
小叮当0312
3个月6天前 修改于 3个月6天前 IP:河南
941544

提醒一下,这个Lora自带的弹簧天线似乎不太行,得换成其他的天线。上次发射,信号最大接受范围只能达到40米左右,也许是因为增益太小?他那个标称的4KM范围,我分析图片后感觉他用的是另一款黑色天线


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Tangshm作者
3个月6天前 IP:北京
941545
引用小叮当0312发表于5楼的内容
提醒一下,这个Lora自带的弹簧天线似乎不太行,得换成其他的天线。上次发射,信号最大接受范围只能达到

是的,带小天线的套件主要调试用,实际用时可以买贴片的放飞行器上重量轻,加小的外接天线。地面可以用外接大天线


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
sxm
3个月6天前 IP:海南
941548
引用Tangshm发表于6楼的内容
是的,带小天线的套件主要调试用,实际用时可以买贴片的放飞行器上重量轻,加小的外接天线。地面可以用外接

这个外接的天线,我看上面没有插口,得焊上去吧。


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Tangshm作者
3个月6天前 IP:北京
941550
引用sxm发表于7楼的内容
这个外接的天线,我看上面没有插口,得焊上去吧。

套件这个也有个小插口,屏蔽盒旁边那个金色的就是,也可以焊掉弹簧天线焊个插座


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Tangshm作者
3个月6天前 IP:北京
941551
引用Tangshm发表于6楼的内容
是的,带小天线的套件主要调试用,实际用时可以买贴片的放飞行器上重量轻,加小的外接天线。地面可以用外接

tb_image_share_1737691186520.jpg.png

这种高增益天线应该是不错的,地面端肯定要用高增益天线。最近放假了,没法实测远距离效果了,有测试过的欢迎讨论


引用
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Tangshm作者
3个月6天前 IP:北京
941552
引用Tangshm发表于9楼的内容
这种高增益天线应该是不错的,地面端肯定要用高增益天线。最近放假了,没法实测远距离效果了,有测试过的欢

1737692024120.png

尺寸越大,增益越大


引用
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
WernerPleischner
3个月5天前 IP:广东
941553
引用Tangshm发表于10楼的内容
尺寸越大,增益越大

这虚标离谱到姥姥家了


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
m24h
3个月5天前 IP:上海
941556

增益高其实意味着窄的方向性

非固定坐标不宜用太高增益天线

此外我建议购买lora的 搜索关键词加上个“初学者” 会有超低价格


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Tangshm作者
3个月5天前 IP:北京
941558
引用m24h发表于12楼的内容
增益高其实意味着窄的方向性非固定坐标不宜用太高增益天线此外我建议购买lora的 搜索关键词加上个“初

方向性应该还好,这种都是杆状天线,全向型的,对于火箭飞行轨迹比较确定的情况,也许真的可以用定向天线,大锅盖


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
三水合番
3个月5天前 IP:黑龙江
941559
引用Tangshm发表于9楼的内容
这种高增益天线应该是不错的,地面端肯定要用高增益天线。最近放假了,没法实测远距离效果了,有测试过的欢

这个天线本身的增益最大值应该只有3dbi水平。

考虑到馈线损耗,和阻抗失配,从接头处观察到的最大增益,应该是不到0dbi的。淘宝虚标了十几db1f602

再考虑到火箭显然不会刚巧在最大增益方向上,火箭上的天线极化也不一定合适,估算通信距离的话,起码得按-10dbi的增益来算


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Tangshm作者
3个月5天前 IP:北京
941560
引用三水合番发表于14楼的内容
这个天线本身的增益最大值应该只有3dbi水平。考虑到馈线损耗,和阻抗失配,从接头处观察到的最大增益,

问题是

只能是说相对于短天线而言,具体效果还要实测才知道。参考无人机飞控及图传,只要接收端天线指向不是碰巧在奇点,情况应该还是不会太悲观的


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
m24h
3个月5天前 修改于 3个月5天前 IP:上海
941567
引用Tangshm发表于13楼的内容
方向性应该还好,这种都是杆状天线,全向型的,对于火箭飞行轨迹比较确定的情况,也许真的可以用定向天线,

我的意思是这个 杆状的也是可以设计成高增益的 但是增益越高 波瓣肯定越窄的

比如你天线直立起来 其实不合适对高空飞行器 不如圆极化螺旋天线 至少应该选较低增益的 不然只有同高度的地面上才有较远的通信距离

Screenshot_2025-01-24-23-22-36-229_com.mmbox.xbrowser.pro-edit.jpg

Screenshot_2025-01-24-23-40-13-752_com.mmbox.xbrowser.pro-edit.jpg


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Tangshm作者
3个月5天前 IP:北京
941569
引用m24h发表于16楼的内容
我的意思是这个 杆状的也是可以设计成高增益的 但是增益越高 波瓣肯定越窄的比如你天线直立起来 其实不

有道理,杆状天线还是到7、8个dbi就比较合适了,理想的苹果形状。


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
虎哥
3个月4天前 修改于 3个月4天前 IP:四川
941585
引用Tangshm发表于17楼的内容
有道理,杆状天线还是到7、8个dbi就比较合适了,理想的苹果形状。

430MHz棒状天线要想7-8dBi,要2米左右长,大约4个同相阵元才可能。

链路预算也需要考虑衰落和其它损耗,并为干扰留下裕量。

要对天线增益有点概念,不要跑火车。

虚标不用负责任,不需要惩罚性赔偿,同时用户对指标没点逼数,虚标越大卖得越好,于是逆淘汰到不得不虚标,个个都可以得炸药奖。这种状况也是一个中国特色了。


引用
评论
2
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Tangshm作者
3个月4天前 IP:北京
941586
引用虎哥发表于18楼的内容
430MHz棒状天线要想7-8dBi,要2米左右长,大约4个同相阵元才可能。链路预算也需要考虑衰落和

棒状天线的理论应该是最简单的了,之前还真没太关注过这些所谓的“高增益天线”,只有简单的一点常识,多谢各位指教。这次时间不巧,没来得及远程实测,节后会尽快测试汇报


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
wy2000
3个月2天前 IP:江苏
941651

lora可组网一般都是 470M--510M的频率,用433M的天线效果会比较差。


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Tangshm作者
2个月23天前 IP:北京
941929
引用小叮当0312发表于5楼的内容
提醒一下,这个Lora自带的弹簧天线似乎不太行,得换成其他的天线。上次发射,信号最大接受范围只能达到

大天线还没发货,今天测试了两边都小弹簧天线,150米肯定没问题哦。小区里测试的,发射端放在6楼窗户外,20米距离的情况下接收端在楼道里都能正常通讯,只有进了电梯关门就马上断了


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
小叮当0312
2个月23天前 IP:河南
941938
引用Tangshm发表于21楼的内容
大天线还没发货,今天测试了两边都小弹簧天线,150米肯定没问题哦。小区里测试的,发射端放在6楼窗户外

哦?好奇怪,那么穿墙能力如何呢,我的测试是,家里的水泥墙弹簧天线能穿一堵


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Tangshm作者
2个月23天前 IP:北京
941939
引用小叮当0312发表于22楼的内容
哦?好奇怪,那么穿墙能力如何呢,我的测试是,家里的水泥墙弹簧天线能穿一堵

两道墙没问题,这可能跟墙体也有关吧。测距今天又找了个更好的角度,直线300米没问题,还是两边都小弹簧天线。你那个是不是牌子的问题哦?它要是接收放大器做的差,距离就不行啊,发射功率也有可能虚标了


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
小叮当0312
2个月22天前 IP:中国
941949
引用Tangshm发表于23楼的内容
两道墙没问题,这可能跟墙体也有关吧。测距今天又找了个更好的角度,直线300米没问题,还是两边都小弹簧

我那个也是大夏龙雀的,和你的一样


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
小叮当0312
2个月22天前 修改于 2个月22天前 IP:中国
941950
引用Tangshm发表于23楼的内容
两道墙没问题,这可能跟墙体也有关吧。测距今天又找了个更好的角度,直线300米没问题,还是两边都小弹簧

这么说的话那可能天线不是主要问题,而电压是,我当时用的一个9V方块电池为arduino nano供电,但是这个电池电压掉的很快,我猜是因为整体电压上不去导致lora模块功率变小。因为当时确实能明显感觉到模块到了40m左右处开始失去火箭的姿态信息。

有趣的是,失联后,串口依然能时断时续地接收到天线收到的信号,但很明显它们没有包含可用的信息,而具体原理不得而知


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Tangshm作者
2个月22天前 IP:北京
941951
引用小叮当0312发表于25楼的内容
这么说的话那可能天线不是主要问题,而电压是,我当时用的一个9V方块电池为arduino nano供电

我用的也只是一个锂电池哦,3.8V左右,接收端是笔记本USB取电。你再试试


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Tangshm作者
2天16时前 IP:北京
943545

最近有空测试拉距,确实大夏那个22dB的无线串口板,在城市马路上最多传1公里,后来换他家27dB那个LR03,工作一两分钟就会死机,技术也顾左右而言他,就换了另一家www.ashining.com的30dB的板子A39CT400A30S1A(和39D1A配对),能稳定工作。改天要到山上去才好测试了


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Tangshm作者
1时37分前 IP:北京
943576

本着认真负责的精神,今天跑山上去进行了拉距测试。使用泽耀30dB板子,发射端简易杆状小天线,挂山上树枝上。收信端跑公路上,实测距离3.5km+,再长距离公路转弯看不到发射端了,不过信号也是偏弱了。公路上车多树多,空旷地应该可以更远,接收端也是小天线,1.5km情况下树冠遮挡都可以稳定通讯。


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论

想参与大家的讨论?现在就 登录 或者 注册

所属专业
所属分类
上级专业
同级专业
Tangshm
机友
文章
6
回复
42
学术分
0
2024/11/16注册,1时34分前活动

研究神经科学的火箭工程师

主体类型:个人
所属领域:无
认证方式:手机号
IP归属地:北京
插入公式
评论控制
加载中...
文号:{{pid}}
投诉或举报
加载中...
{{tip}}
请选择违规类型:
{{reason.type}}

空空如也

笔记
{{note.content}}
{{n.user.username}}
{{fromNow(n.toc)}} {{n.status === noteStatus.disabled ? "已屏蔽" : ""}} {{n.status === noteStatus.unknown ? "正在审核" : ""}} {{n.status === noteStatus.deleted ? '已删除' : ''}}
  • 编辑
  • 删除
  • {{n.status === 'disabled' ? "解除屏蔽" : "屏蔽" }}
我也是有底线的