Главная | Железо | Приемники | Mode-S Beast

Mode-S Beast

Тэги: 
Тэги: 
Тэги: 
Тэги: 

Раздел на нашем Форуме

 

Инструкции по сборке набора

Инструкция по подключению Lantronix XPort Ethernet

 

Описание

Это высокопроизводительный Mode-S и Mode-A/C приемник и декодер. В базовом варианте он поддерживает одну антенну.

Готовый приемник сразу даст Вам обзор авиатраффика, достаточно подключить антенну и компьютер через USB.

Дополнительно можно подключать от 1 до 3-х приемников miniADSB со своими собственными антеннами. Это позволит Вам подключать всенаправленную антенну на встроенный антенный вход и паралллельно подключить например направленные антенны (типа яги) с интересующим сектором обзора территории (допустим на местный аэропорт).

Воторой вариант использования этой возможности это поделить сектор обзора в 360 градусов на 2, 3 или 4 сегмента со своими антеннами.

 

Необходимый софт для работы с приемником:

Приемник выдает данные в открытом AVR формате. Этот формат поддерживают программы COAA PlanePlotter, Jetvision's Globe-S.

Основные характеристики:

  • Встроенный применик Mode-S с декодером для одной антенны: Все что нужно сделать это подключить антенну к приемнику, а компьютер к USB интерфейсу, установить драйвера FTDI, запустить COAA PlanePlotter на компьютере, проделать несколько шагов конфигурации и все, Вы можете смотреть авиатраффик вокруг Вас!
  • Декодирует пакеты: DF-0, DF-4, DF-5, DF-11, DF-16, DF-17, DF-18, DF-20 и DF-21
  • Не нужны подстройки приемника! Mode-S Beast не требует каких либо подстроек и сразу обеспечивает высокую чувствительность приема.
  • Нет эффекта бублика! Видны самолеты как на дальней дистанции так и рядом с Вами пролетающие.
  • Встроенный контроль по CRC для DF-11 (с выделением Interrogator ID) и DF-17, 1-битовые ошибки корректируются возможностями полинома Mode-S CRC.
  • Открытый формат обмена данными: Здесь нет секретов в выходном формате данных, нет ограничений, нет секретов как с ним работать. Подключите любой терминал через COM порт и Вы увидите данные.
  • Открытая концепция: Диаграмма работы задокументирована.
  • Один улучшенный приемник miniADSB уже установлен на плате, и до 3-х внешних можно подключать.
  • Внутренние шумы приемника Mode-S Beast составляют примерно 2dB, что сравнимо с другими устройствами, которые имеют шумы до 5dB. Эти результаты плучены при сигнале 3.5dB. Данные характеристики сохраняются во всем диапазоне приема.
  • Декодирование основанное на FPGA (микросхема ПЛИС) позволяет сигналам перекрываться и не влияет на работу.
  • Подавление шумов: Два алгоритма, работающих параллельно, оптимизированы для слабых сигналов и дают до 25% больше пакетов при декодировании.
  • Питание осуществляется через USB: Обычно устройство питается полностью через USB. Только при использовании через Ethernet или Bluetooth, внешнее питание 5V/500mA должно быть подключено.

 

Mode-S Beast поддерживает управление режимами работы через DIP переключатели и перемычки:

  • Baudrate: Скорость обмена через COM-порт можно установить 115200, 230400, 921800, 1 и 3MBit/sec.
  • Прямой вход для Planeplotter через TCP: Planeplotter новых версий поддерживает обмен с приемником напрямую через специальный интерфейс TCP.
  • Фильтр для приема только DF-17/DF-11 пакетов: Только DF-11 и DF-17 Mode-S пакеты проходят через приемник. Используйте этот режим когда Вы органичены в пропускной способности канала данных или у Вас слабый компьютер.
  • Информация для MLAT: Каждый фрейм имеет заголовок в виде значения 12MHz счетчика, который индицирует время приема каждого фрейма.
  • Отключение контроля CRC: Обычно все DF-17 и DF-11 фреймы проверяются и пропускаются только правильные. Для постобработки ошибок (see chapter below), этот контроль может быть отключен.
  • Фильтр подавления DF-0/DF-4/DF-5: Для уменьшения нагрузки на интерфейс и на Planeplotter, все эти фреймы, которые содержат только  избыточную информацию могут быть отфильтрованы.
  • Аппаратная поддержка: Аппаратная поддержка может быть включена между интерфейсами устройств и FPGA (ПЛИС), в этом случае фреймы сохраняются в памяти FPGA FIFO до тех пор, пока интерфейс снова не будет способен принимать данные. Светодиод на плате индицирует эту операцию.
  • Предкоррекция 1 битовых ошибок: Все DF-11 и DF-17 фреймы, которые содержат только 1 бит ошибки корректируются (это возможность Mode-S CRC полинома).
  • Декодирование Mode-A/C: В дополнение к Mode-S фреймам, также декодируются Mode-A/C сигналы.
  • предусмотрено: MLAT счетчик 100MHz как опция с 1pps reset: Для увеличения точности, MLAT счетчик может быть сконфигурирован на работу на частоте 100MHz и 1pps signal.
  • предусмотрено: Декодирование перекрывающихся сигналов: Так как канал 1090MHz открыт и там нет детектирования коллизий передатчиками, перекрывание сигналов бывают.
  • there is also a bandwidth saving binarly format in parallel to the AVR format.

Купить

 

От автора приемника:

Почему такое сумасшесшее имя "Beast" (зверь, животное, чудовище - англ.) ?

Мой опыт работы с Mode-S начался с PIC декодера, и постепенно, шаг за шагом я пришел в мир FPGA (ПЛИС), и также получил высокопроизводительное декодирование. Пока PIC обрабатывает фреймы все выглядит как отрывочный процесс, вместе с Beast экран просто летает. Также, есть некоторые проблемы с количеством обрабатываемых сообщений (я получил максимум 1100 проверенных сообщений в секунду) в Planeplotter. В конце концов я увидел проблему в USB интерфейсе плюс мой медленный Mode-S лэптоп (600MHz Pentium) и вышел на контакт с  FTDI саппортом, так как FT232R это лучшее для решения этой проблемы.
Все вместе, это просто чудовищно и задействует все используемые компоненты.

Будьте уверены, все эти моменты решены и Mode-S Beast будет прекрасно работать для Вас.

 

Какие преимущества у FPGA перед микроконтроллерами например PIC и ATMEL?

Данные Mode-S передаются со скоростью 1MBit/sec, это достаточно быстро. Это не такие уж стандартные форматы данных для  микроконтроллеров с интерфейсом RS232, I²C или SPI, так что они должны быть обработаны CPU стандартными командами шаг за шагом.

При этом только при помощи набора трюков, все эти микрокоманды должны быть выполнены одновременно для каждого информатиционного сигнала, в основном в его середине. Что еще хуже, так это то, что микрокоманда просто берет 0 или 1 бит информации с компаратора, который получается при смене 0 в 1 или 1 в 0 для того чтобы вычислить каждый бит информации.

Далее, микрокоманда выполняется CPU и не может выполнять разные задачи в одно время. Пока вычисляется контрольная сумма CRC, обрабатывается последовательный порт или пока обслуживается USB порт, процессор не может принимать фреймы. Получаются разрывы в приеме данных в тот момент когда обрабатываются другие, несомненно тоже важные задачи.

Применение FPGA на самом деле создает логическую микросхему для выполнения определенной задачи, так же как и несколько лет назад в ней используются TTL или CMOS ключи, flipflops, сдвиговые регистры. "Код" в ней это не последовательность которая исполняется предустановленной микросхемой, а внутри микросхемы логические элемиенты соединены таким образом, что выполняют необходимую задачу.

С такой логической схемой обработка сигнала происходит намного быстрее. Mode-S Beast тактируется в 16 раз быстрее сигнала, и выполняет примерно 8 операций за половину бита информации. Если один такт был полезным и 7 не использовалось, правильный результат будет получен. И еще лучше: с тех пор как АЦП был расположен на борту микросхемы, FPGA берет уровни информации внутри каждого такта, ранжируясь от 0 до 255 в своем значении. Каждые пол бита генерируется значение от 0 до 2040. В то время как микрокоманда имеет принимает состояние 0 или 1, FPGA имеет разрешение в 2040 значений. Это позволяет распознавать сигнал более точно, и более защищено от шумов.

Воторое, в FPGA, где нет CPU, который выполняет одну задачу в одно время, вся функциональность построена на выделенных ключах микросхемы. Приемник всегда работает, и параллельно все время работает RS232 фрейм-построитель. Все устройства не мешают друг другу, потому что все они работают на своих логических ключах и не используют общие ресурсы. Нет потерь информации пока работает несколько задач одновременно.

 

Комплектность:
Mode-S Beast поставляется в виде платы с предустановленными SMD компонентами для досборки пользователем. Плата простестирована и готова к работе.

В самом начале хочу предупредить!!!

Этот проект требует от пользователя минимума в знании ПК:

  • Подключить USB устройство к ПК
  • Скачать и установить FTDI FT232R драйвера с Интернета
  • Определить какой COM порт займет устройство в Менеджере Оборудования Windows
  • Скачать Planeplotter с Интернета и выполнить основные настройки в нем

 

Дополнительные знания понадобяться в случае:

Добавления Lantronix Xport Ethernet или BTM-222 bluetooth интерфейса

 

Это не plug-and-play устройство как например Kinetics SBS-1.

Но это немногим более сложно чем установить принтер.
Вы предупреждены!

Ниже вы можете увидеть фотографии готового устройства в различных исполнениях:

Приемник в корпусе

Это 2-х канальный Mode-S Beast с дополнительным miniADSB приемником:

 

Mode-S Beast с Lantronix Xport Ethernet Расширением

Фото ниже показывают Mode-S Beast с 2 антенными входами и Lantronix Xport Ethernet интерфейсом:

   

Обсуждение приемника на Форуме

 
 
 

Из фотографий

Комментарии

Clicky

Яндекс.Метрика