飞控通讯协议概况

MAVLink 为一种设计用于资源受限系统及带宽受限链路的二进制遥测协议。 MAVLink 主要发行了两个版本: v1.0 和 v2.0 ,这两个版本向后兼容 (即 v2.0 版可以分析和发送 v1.0 版数据包)。 遥测数据流是以广播方式发送的, 而协议方面改变了系统配置, 并保证诸如任务协议或参数协议</1 > 这类点对点式、需重新传输的消息。</p>

以下为在链路上传输的 MAVLink v2 数据包格式。 内存中的表示方式可能会有所不同。

uint8_t magic;              ///< 协议的魔术标记
uint8_t len;                ///< 负载的长度
uint8_t incompat_flags;     ///<  必须要解释的标志
uint8_t compat_flags;       ///<  可以忽略的标志
uint8_t seq;                ///< 数据包序列号
uint8_t sysid;              ///< 发送方的消息 ID 号
uint8_t compid;             ///< 发送方组件的消息 ID 号
uint8_t msgid 0:7;          ///< 消息 ID 号的前8位
uint8_t msgid 8:15;         ///< 消息 ID 号的中间8位
uint8_t msgid 16:23;        ///< 消息 ID 号的最后8位
uint8_t payload[max 255];   ///< 负载最大 255 个字节
uint16_t checksum;          ///< X.25 CRC
uint8_t signature[13];      ///< 保证正确连接的签名(可选)

The MAVLink 1 版本的数据包 与此类似,但是省略了 incompat_flagscompat_flagssignature,且消息地址为单个字节。 消息信息参加 Serialization > 数据包格式.

串行化

MAVLink 链路上的数据包格式是专为资源受限优化过的,所以其中数据域的次序与 XML 规则中的次序不一致。 链路数据发生器根据信息的长度进行排序,最长的数据( uint64_t ) 在前,然后逐渐到最短的数据。 它采用稳定的排序算法 进行排序,这可以确保哪些不用参与排序的数据域仍保留在同样的相对位置上。 这也可以避免编解码时的对齐问题,使打包/解包算法更高效。

有关更详细详细及例外情形,请参阅串行化

多点广播数据流 vs 确保式发送

Mavlink 是为混合网络系统构建的。在这些网络中,高速数据流从数据源(通常是无人机)流向数据接收器 (通常是地面站),但是它与确保是发送的数据流是混合在一起的。 关键之处在于, 对于多数遥测数据流而言,都没有一个已知的或单一的接收。相反,机载计算机、地面站和云系统都需要同样的数据流。

另一方面,配置机载任务或使用机载参数的方式改变系统配置需要采用确保式的点对点通信。 通过使用多种发送方式,MAVLink 可达到很高的效率。

主题模式(发布-订阅式)

在主题模式下,协议将不会为了节省带宽而省略掉目标系统及组件的 ID 号。 所有自动驾驶仪的数据流如位置、姿态都是这种通信模式的例子。

这种广播式通信的优点是没有额外的数据包头,且多个订阅者都可接收此数据。

点对点式通信

在点对点式通信中,MAVLink 使用目标系统的 ID 号和组件的 ID 号。 在使用这些域(任务,参数,命令)的多数情况下,子协议也可以保证采用确保式发送。

完整性检查/校验和

MAVLink 使用了两种方法检测完整性:第一道为发送过程中使用 X.25 校验和 (CRC-16-CCITT)检测数据包的完整性。 但是这只能保证数据没被链路改变,不能保证数据定义的一致性。 第二道检测为数据描述阶段,它保证具有同样 ID 的两个信息确实包含同样的消息。 为了达到此目的,数据定义本身也进行了 CRC-16-CCITT ,结果用作此数据包 CRC 的种子。 在多种参考应用中,存储此常数的数组称作 CRC_EXTRA

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