WFB-ng, eine Anwendung für die Drohnenkommunikation über Wi-Fi

WFB-ng-Logo

Ein ausgezeichnetes Dienstprogramm für WiFi-basierte Funkverbindungen mit großer Reichweite

Es wurde bekannt die Veröffentlichung der neuen Version des Projekts WFB-ng 23.01, die einen Stapel von entwickelt Software zur Herstellung direkter Kommunikationsverbindungen über große Entfernungen mit herkömmlichen WLAN-Karten.

Das WFB-ng-Projekt bietet einen Datentransport die Low-Level-WLAN-Pakete verwendet um die Entfernungs- und Latenzbeschränkungen des gewöhnlichen IEEE 802.11-Stacks zu vermeiden. Eine typische Anwendung des Projekts besteht darin, einen Kommunikationskanal mit einer Drohne aufrechtzuerhalten und einen Videostream der daran angeschlossenen Kameras zu übertragen.

Der Kommunikationskanal wird bereitgestellt, indem die WLAN-Karte in den Broadcast-Modus geschaltet wird (Übertragung) und die Verwendung von Low-Level-WLAN-Paketen ohne Bestätigung der Übertragung (ACK), was im Vergleich zum üblichen IEEE 802.11-Stack ermöglicht, Entfernungsbeschränkungen zu umgehen und Verzögerungen bei der Datenübertragung zu reduzieren.

Vorteile de WFB-ng beinhaltet:

  • 1:1-Zuordnung von RTP-Paketen zu IEEE80211 für minimale Latenz (serialisiert nicht zu Byte-Steam)
  • Intelligente FEC-Unterstützung (sofortiges Leistungspaket an Videodecoder, wenn FEC-Pipe keine Leerzeichen enthält)
  • Zwei-Wege-Mavlink-Telemetrie
  • IP-Tunnel-Unterstützung über WFB. Sie können gewöhnliche IP-Pakete über eine WFB-Verbindung übertragen.
  •  Es verwendet eine weniger effiziente FEC-Codierung und fügt keine kleinen Pakete hinzu.
  • Automatische TX-Diversity (TX-Karte basierend auf RX RSSI auswählen)
  • Stream-Verschlüsselung und -Authentifizierung (libsodium)
  • Verteilter Betrieb. Sie können Kartendaten auf verschiedenen Hosts sammeln. Sie sind also nicht auf die Bandbreite eines einzelnen USB-Busses beschränkt.
  • Aggregation von Mavlink-Paketen. Es sendet nicht für jedes Mavlink-Paket WLAN-Pakete.
  • Verbessertes OSD für Raspberry PI (verbraucht 10 % CPU auf PI Zero) oder jedes andere Gstreamer-kompatible System (Linux X11 usw.). Kompatibel mit jeder Bildschirmauflösung. Unterstützt die Seitenverhältniskorrektur für die Hochskalierung von PAL auf HD.
  • Stellt einen IPv4-Tunnel für die generische Verwendung bereit

Neben einem Hochgeschwindigkeits-Einwegkanal für die Videoübertragung, unterstützt die Installation einer bidirektionalen Verbindung zum Datenaustausch, über den ein TCP/IP-Tunnel aufgebaut werden kann. Um die Drohne während des Fluges zu steuern, kann WFB-ng auch das MAVLink-Protokoll weiterleiten, das zur Übertragung von Telemetrie und externer Steuerung mithilfe der QGroundControl-Software verwendet wird.

Auf der Seite der Drohne und der Bodenstation, können Funkmodule auf Basis des RTL8812au-Chips verwendet werden, die in den Luftüberwachungsmodus geschaltet werden kann, wie z. B. ALPHA AWUS036AC . Es erfordert einen speziell modifizierten Linux-Treiber, um zu funktionieren.

Theoretisch können Atheros AR9271-, AR9280- und AR9287-basierte Karten kompatibel seinJa, aber seine Funktion wurde nicht getestet. Durch die Verwendung des Funkmoduls Alfa AWU036ACH und einer Antenne mit einem Koeffizienten von 20 dBi kann eine Datenübertragungsentfernung von bis zu 20 km erreicht werden.

Die Datenübertragungseffizienz kann verbessert werden, indem kleine MAVLink- und IP-Pakete vor dem Senden zu größeren Datenblöcken aggregiert werden. RTP-Videopakete werden einzeln auf IEEE80211-Pakete abgebildet.

Zur Erhöhung der Reichweite an Bodenstationen ist eine automatische Aufteilung des Übertragungskanals über mehrere Funkkarten mit Richt- und Rundstrahlantennen möglich. Zum Schutz vor dem Abfangen von Informationen werden alle Daten verschlüsselt und die Verbindung authentifiziert. FEC-Codes (Forward Error Correction) werden zur Fehlerkorrektur verwendet.

Auf LDie neue Version zeichnet sich durch eine wesentliche Überarbeitung des Protokolls, Die Abwärtskompatibilität ist also unterbrochen.

Sitzungspakete verfügen über integrierte Fehlerkorrekturparameter (FEC), mit denen Sie unterschiedliche Einstellungen für eingehenden und ausgehenden Datenverkehr anwenden können.

Darüber hinaus wird auch hervorgehoben, dass Unterstützung für die Aggregation kleiner IP-Pakete hinzugefügt ähnlich wie die MAVLink-Pakete, sowie Unterstützung für das Streamen von Videos mit dem RTSP-Protokoll wurde der WFB-ng-OSD-Schnittstelle hinzugefügt.

Herunterladen und erhalten

Interessenten an dem Projekt sollten wissen, dass die Entwicklungen unter der GPLv3-Lizenz vertrieben werden, außerdem werden mit WFB-ng fertige Kompilationen der Linux-Umgebung generiert, die für Raspberry PI 3B-Boards (986 MB).

Es sei darauf hingewiesen, dass eine OSD-Schnittstelle zur visuellen Überwachung der Drohnenparameter entwickelt wird, die über dem Live-Video angezeigt wird.

Die Dateien sowie Anleitungen und weitere Informationen sind unter erhältlich den folgenden Link.


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