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关于INAV地面站的遥测功能

2025/5/22大约 12 分钟

一、介绍

遥测功能允许你在飞行过程中实时了解飞机的状态，比如电池电压、GPS位置等信息可以发送到遥控器上。遥测可以设置为 始终开启，也可以设置为 解锁后开启。

如果遥测所用串口还被用于其他功能，那么该串口的遥测功能 只会在解锁后启用。启用遥测的方法是通过 feature TELEMETRY 指令：

feature TELEMETRY

目前支持多种遥测协议，包括：

  • FrSky
  • Graupner HoTT V4
  • SmartPort (S.Port)
  • LightTelemetry (LTM)
  • MAVLink
  • IBUS
  • Crossfire (CRSF)
  • GSM SMS

所有遥测协议都基于串口通信，请在串口设置中配置所需协议。

可以同时启用多个遥测协议，但 同一类型只能启用一个，比如：SmartPort + LTM 或 MAVLink + CRSF。

二、SmartPort（S.Port）遥测

SmartPort 是新一代 FrSky 遥控器使用的遥测系统，适用于 Taranis Q X7、X9D、X9D+、X9E、XJR 等搭配以下接收机使用：

  • X4R(SB)、X8R、XSR、R-XSR、XSR-M、XSR-E 老款 D 系列接收机。

⚠️ SmartPort 使用的是反相串口协议，并不是所有飞控都能直接连接。根据飞控芯片不同，支持方式如下：

飞控芯片直接连接接收机反相改装软件串口支持需外接反相器
STM32F4❌（*）✅✅✅
STM32F7✅不需要✅不需要
STM32H7✅不需要✅不需要

\* 如果 STM32F4 飞控带有硬件反相器，也可以支持直接连接。SmartPort 串口速率为：57600 bps

2.1 连接方式

F7 / H7 飞控的直接连接方式：

只需将飞控的 TX 引脚连接到 SmartPort 接收机上即可：

set telemetry_inverted = OFF
set telemetry_halfduplex = ON

接收机“反相改装”方式（适用于 X4R、XSR 等）：

一些接收机可以通过硬件修改，输出未反相的 SmartPort 信号。

此时将 未反相信号 接到串口 TX 引脚，并设置：

set telemetry_inverted = ON
set telemetry_halfduplex = ON

软件串口（Software Serial）连接

软件模拟串口允许你无需对接收机进行硬件改装，就可以连接 SmartPort 接收机。

你只需要将飞控的 TX 引脚接到接收机的 SmartPort 引脚上。

设置方法如下：

set telemetry_inverted = OFF
set telemetry_halfduplex = ON

如果上述方式不行，可以使用以下方法：

将 RX 和 TX 引脚 通过一个电阻连接，推荐值为 1kΩ（实测 100Ω、1kΩ、10kΩ 均可）。

连接示意图如下：SmartPort ---> RX（CH5引脚） ---> 1kΩ电阻 ---> TX（CH6引脚）

设置保持如下：

set telemetry_inverted = OFF

使用外接硬件反相器连接 SmartPort（适用于 STM32F1 / F4）

你可以使用 DIY UART 反相器 将 SmartPort 接收机连接到 F1 或 F4 系列飞控，无需对接收机进行硬件改装。

这种反相器可以用双极型晶体管（bipolar transistors）搭建：

image.png
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使用单极型晶体管（Unipolar Transistor）构建 SmartPort 反相器：

image.png
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⚠️ 警告：所选的 UART 引脚必须支持 5V 。 如果不支持 5V，请使用 3.3V 电源（但该方案尚未验证）。

当使用 外部反相器 时，必须应用以下配置：

set telemetry_halfduplex = OFF
set telemetry_inverted = ON

2.2 可用的 SmartPort（S.Port）传感器数据

传感器代码含义说明
GSpd当前水平地速（由 GPS 计算）
VFAS实际电池电压（vbat）值
Curr实时电流消耗（单位：安培）
Alt基于气压计的高度，相对起飞点
Fuel电量百分比（如启用 smartport_fuel_unit = PERCENT），否则为已使用电量（mAh）
GPSGPS 坐标
VSpd垂直速度（单位：cm/s）
Hdg航向角（北为 0°，南为 180°）
AccX/Y/Z加速度计数据（如果 frsky_pitch_roll = ON，则不会发送）

飞行模式编码（ID: 470）

5 位数字编码 ABCDE，数字具可加性（例如：C 位为 6，表示已激活高度保持 + 定点）：

  • A 位：1 = 襟副翼模式，2 = 自动调参，4 = 失控保护
  • B 位：1 = 一键返航，2 = 航点飞行，4 = 无头模式
  • C 位：1 = 航向保持，2 = 高度保持，4 = 定点保持
  • D 位：1 = 平飞模式，2 = 地平线模式，4 = 通道直通
  • E 位：1 = 可解锁，2 = 禁止解锁，4 = 已解锁

⚠️ 说明：该 ID 原为 Tmp1，INAV 8.0 起改为 470。如需使用旧 ID，可设置： set frsky_use_legacy_gps_mode_sensor_ids = ON（不推荐，INAV 10.0 将移除）

GPS 状态编码（ID: 480）

4 位数字编码 ABCD，典型 GPS 锁定状态为： 3906

  • A 位：1 = GPS锁定，2 = Home点锁定，4 = Home点重置（可叠加）
  • B 位：HDOP 精度（0~9，9为最佳）
  • C+D 位：锁定的卫星数量（例如 14 颗：C=1，D=4）

⚠️ 说明：该 ID 原为 Tmp2，现为 480，建议更新工具和脚本。

其他传感器

ID含义
GAltGPS 高度（相对海平面）
ASpd实际空速（pitot 管测得，单位：Knots×10）
A4单节电压平均值（非最低电压）
0420距离返航点距离（单位：米）
0430俯仰角 × 10（需开启 frsky_pitch_roll = ON）
0440横滚角 × 10（需开启 frsky_pitch_roll = ON）
0450飞行矢量角或地面航向角 × 10
0460方位角 × 10

三、HoTT 遥测

INAV 中对 HoTT 遥测的支持仅 模拟 以下两类模块数据：

  • 电动航空模块（EAM）
  • GPS 模块

使用要求

  • 请确保遥控器和接收机已更新为最新 Graupner 固件。
  • 部分旧款遥控器（如 MX-20）需手动在遥测菜单中启用 EAM 和 GPS 模块。

接线方式（推荐）

✅ 适用于新版 INAV，或硬件支持单线通信的串口（如 UART）：

  • HoTT TX/RX → 直接连接到串口 TX 引脚
  • 串口 RX 悬空（不接）
  • CLI 中设置：
set telemetry_halfduplex = OFF
save

兼容方式（旧方案，仅供参考）

如果 FC 无法直接处理单线通信（TX/RX 分别走独立线），则需 硬件改造 + 二极管混合信号：

接线方案：

HoTT TX/RX → 串口 RX（直接连接）

HoTT TX/RX → 二极管 → 串口 TX（通过二极管连接）

CLI 设置：

set telemetry_halfduplex = ON
save

四、LightTelemetry (LTM) 遥测协议

LTM（LightTelemetry） 是一种轻量级、单向串行遥测协议，常用于：

  • OSD 模块
  • 地面站系统
  • 天线跟踪器

INAV 对 LTM 的支持包括发送多个不同的数据帧，适用于低带宽、远距离遥测场景。

LTM 支持的数据帧

帧类型内容说明
G-FRAMEGPS 信息（纬度、经度、地速、海拔、卫星数）
A-FRAME姿态信息（俯仰、横滚、航向）
S-FRAME状态信息（电压、电流+、RSSI、空速+、飞行状态）（注：带 “+” 的项目 INAV 未实现）
O-FRAME原点（Home 点）的 GPS 位置，包括经纬度与高度
N-FRAME导航信息（GPS 模式、导航模式、导航动作、航点编号、导航错误、导航标志）
X-FRAME额外信息（目前仅支持 HDOP）

特性说明

  • 只发送（Transmit Only）：无反馈功能，适合单向通信链路。
  • 低速率运行良好：默认使用 9600 波特率，但即使 2400 也能稳定运行，非常适合软串口（SoftSerial）。
  • 适合远距离遥测：低速率可延长遥测链路的通信距离。

带宽设置（ltm_update_rate）

通过 CLI 参数 ltm_update_rate 可设置更新速率（影响带宽使用）：

设置值带宽需求所需波特率说明
NORMAL303 字节/秒≥4800 bps传统速率
MEDIUM164 字节/秒≥2400 bps推荐用于中等距离
SLOW105 字节/秒≥1200 bps更适合远距离链路（如 433MHz）

MAVLink（Micro Air Vehicle Link） 是一种轻量级的消息封装协议，广泛应用于：

  • 地面站（如 Mission Planner、QGroundControl）
  • OSD 模块
  • 天线跟踪系统
  • 兼容平台：PX4、PIXHAWK、APM、Parrot AR.Drone 等

INAV 中的 MAVLink 实现特性

  • ✅ 仅发送（Transmit-Only）：MAVLink 在 INAV 中为单向数据输出。
  • ✅ 支持 MAVLink v1 和 v2 协议版本
  • ✅ 可运行于软串口（SoftSerial） 最低波特率需求为 19200 适用于低速率、远距离遥测场景

六、蜂窝短信遥测

INAV 支持使用 SimCom SIM800 系列蜂窝模块 通过短信（Text Message）发送飞行遥测数据。

功能简介

  • 可通过 拨打模块号码或发送短信 获取飞控状态。
  • 模块可以按固定间隔发送遥测短信 ；在检测到加速度事件（如撞击、自由落体、着陆）时发送短信；接收短信指令，将飞控设置为 返航（RTH）模式

短信内容示例：

12.34V 2.0A ALT:5 SPD:10/13.6 DIS:78/19833 HDG:16 SAT:21 SIG:9 ANG maps.google.com/?q=6FG22222%2B222
内容字段含义
12.34V电池电压
2.0A当前电流
ALT:5当前高度（米）
SPD:10/13.6当前速度 / 平均速度（m/s）
DIS:78/19833离家距离 / 总飞行距离（米）
HDG:16航向角（°）
SAT:21卫星数量
SIG:9蜂窝信号质量（0-31，建议≥10）
ANG当前飞行模式
maps.google.com实时 GPS 坐标位置链接

CLI 参数配置说明

  • sim_transmit_flags：设置发送条件（字符串标志）

    • T：持续发送
    • F：在 Failsafe 模式下发送
    • A：在飞行高度低于 sim_low_altitude 时发送
    • G：GPS 信号质量过低时发送

  • sim_low_altitude：低高度阈值（单位：米）

  • sim_transmit_interval：发送间隔，默认 60 秒

  • acc_event_threshold_high：高加速度阈值（撞击检测）

  • acc_event_threshold_low：低加速度阈值（自由落体检测）

  • acc_event_threshold_neg_x：负向X轴加速度阈值（固定翼着陆检测）

短信控制指令

  • 发送内容以 RTH 开头：切换强制返航（RTH）开关
  • 发送普通文本：设置新的 sim_transmit_flags（覆盖原有值）
  • 发送空短信：关闭短信发送（相当于将所有 flag 清零）

速度事件标识

当启用加速度事件相关 CLI 参数时，短信开头会包含以下标志：

标志含义
HIT!撞击 / 高 G 事件
DROP自由落体 / 低 G 事件
HIT着陆 / 向后加速事件（多用于固定翼）

七、IBus 遥测（IBus Telemetry）

IBus 是 FlySky 的遥测协议，INAV 支持通过 IBus 向遥控器发送飞行数据。

连接方式： 从飞控 一个双向串口的 TX 引脚 连接至接收机的 IBus SENS 引脚

IBus的TX 和 RX 共享 1 条线路，所以RX引脚不能用于其他串行端口。 它以 115200 的固定波特率运行，因此需要硬件 uart。

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IBus 协议允许 多个传感器串联连接（Daisy Chain），遥测数据可能会被值传感器的数据覆盖。

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7.1 IBUS Telemetry 支持情况

  • 默认启用：大多数固件中默认开启 IBUS 遥测。
  • 禁用例外： ALIENWIIF3 RMDO 在这些目标中会在 target.h 中通过 #undef TELEMETRY_IBUS 明确禁用。

7.2、可用遥测传感器（编号）

编号类型数据说明（单位）
1Internal voltage无实际用途
2电压（Voltage）电池电压
3温度（Temp）优先读取气压计温度，否则读取陀螺仪温度（°C）
4状态（Rpm）状态位信息
5航向角（Rpm）方向角（°）
6电流（Voltage）当前电流（A）
7高度（Voltage）当前高度（m）
8回家方向（Rpm）朝返航点的方向（°）
9回家距离（Rpm）距返航点的距离（m）
10GPS航向（Rpm）GPS Course Over Ground
11GPS 高度（Rpm）GPS 高度（m）
12纬度后半（Rpm）经纬度后 4 位小数，例如 5678 代表 -12.345678
13经度后半（Rpm）同上
14纬度前半（Voltage）经纬度前半 2 位整数，例如 -12.45
15经度前半（Voltage）同上
16GPS 速度（Rpm）km/h，部分模式中可改为 m/s（见下方 CLI 说明）
1x3发射器电压/错误率不可用

注意：8~16号传感器仅在编译时启用 GPS 时可用

7.3 GPS 状态字段解析（STATUS）

  • FIX（GPS 定位状态）： 1: 无定位 ；2: 2D 定位； 3: 3D 定位 ；6: 无定位 + 返航点锁定 ；8: 3D 定位 + 返航点锁定
  • HDOP（定位精度）： 0: 0-9m（好； 8: 80-90m ；9: >90m（差）
  • Mode（飞行模式）： 0: PASSTHROUGH ；1: ARMED (rate) ；2: HORIZON； 3: ANGLE ；4: WAYPOINT ；5: ALT HOLD ；6: POS HOLD； 7: RTH； 8: LAUNCH ；9: FAILSAFE

✅ 例如：12803 = 12颗星，3D定位，已锁定返航点，HDOP好，当前为 ANGLE 模式

7.4 CLI 参数设置ibus_telemetry_type

不同的遥测类型编号支持不同的传感器组合，特别是对 FlySky i6 开启10通道、GPS支持等用户非常重要。

类型编号特点或适配固件
0标准传感器类型（FS-i6/FS-i6S）
1GPS速度为 km/h 类型
2GPS高度为 ALT 类型
3每个传感器使用独立 ID（适配 10ch_Mavlink_MOD）
4支持 4 字节传感器（需 RX 固件 >= v1.6）
5增加 CLIMB、MODE 等字段（适配 fix_updater）
6扩展支持（见 hali9_updater）
7与 6 类似，增加 GPS_STATUS，ARMED 和 MODE
8同 7，但反转 ARMED 状态
131~136同 3~8，但 GPS 速度单位改为 m/s

建议使用支持最多字段的固件配套，如 FS-i6 10ch Mavlink MOD 固件搭配类型 3~8。

7.5 IBUS RX 和 Telemetry 使用说明（单端口）

INAV 固件中， IBUS 接收和遥测通信只能使用一个 UART 端口，且需根据用途进行对应设置：

A. 仅使用 IBUS 接收（RX）

  • 连接方式： Flysky 的 IBUS-SERVO（接收机输出） → 飞控的 UART RX 引脚

  • 配置方式（INAV Configurator）：

    • 在该 UART 端口中启用 Serial RX
    • Receiver Mode：设置为 RX_SERIAL
    • Serial Receiver Provider：选择 IBUS

B. 仅使用 IBUS 遥测（Telemetry）

  • 连接方式： Flysky 的 IBUS-SENS（遥测输入） → 飞控的 UART TX 引脚
  • 配置方式（INAV Configurator）： 在该 UART 端口中启用 Telemetry 功能 在 Features 中启用 TELEMETRY

C. 同时使用 IBUS 接收 + 遥测（共用一个端口）

由于 IBUS 的接收和遥测是共用物理总线的，需要通过以下硬件电路实现双向通信：

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  • R = 10KΩ：图中的 [R] 实际应为 10KΩ 电阻，用于限流，防止信号冲突。
  • 二极管 1N4148：需要连接在 Servo 线（接收机输出）→ TX 信号线上，并且二极管的阴极（带条一端）要朝向接收机的 IBUS-Servo 引脚，以防止 TX 端返回的电流干扰接收机的 Servo 输出。

连接原理：

信号流说明
飞控 TX → 接收机 Sensor（遥测）通过 10KΩ 电阻发送 Telemetry 数据
接收机 Servo → 飞控 TX（接收数据）通过 1N4148 二极管允许单向数据进入 TX
RX → 未连接因为是单线通信，这种方式不需要使用 RX 引脚

八、SBUS2 遥测

SBUS2 遥测需要将飞控的一路 硬件串口的 TX 引脚（需支持反向信号）连接到 Futaba T-FHSS 或 FASSTest 系列接收机上的 SBUS2 引脚。该方式已在 T16IZ 遥控器 搭配 R7108SB 和 R3204SB 接收机 上测试通过。

  • UART TX → 通过双向通信线路（Bi-directional）连接到 Futaba 接收机的 SBUS2 遥测端口。
  • UART RX → 没有连接，保持未使用（[not connected]），这是因为 SBUS2 使用的是单线双向通信，TX 足矣。
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————本文引用至INAV官网： https://github.com/iNavFlight/inav/blob/master/docs/Telemetry.md

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