之前有个项目，要求无人机与地面站直接的通信由之前的数传改为wifi，搜了一圈，很多都属于手工调试，而且包含复杂的界面。然而实际需求要求稳定，自动化。因此为了满足这个需求只能是自己开发一个小工具。

在当前项目背景下，要实现的需求如下图所示

实际上，正常的无人机与地面之间的通信用的是数传模块，无人机和地面站之间都是通过串口连接到这个模块上。模块和模块之间的通信利用远程无线电进行通信。

但是，在一些特殊场景中，比如不能用无线电台的地方，敏感区域等，就只能想办法用其他的手段实现无人机与地面站的通信，而利用网络通信就是一个非常有效的手段。

项目开源在Github，下载地址：https://github.com/Li-Zhaoxi/uart2net

如果两端都在Windows下，可以直接下载编译好的exe，下载地址：https://github.com/Li-Zhaoxi/uart2net/releases/tag/v0.1

1 应用前景

简单来说，串口转wifi干了什么事呢，就是将下图这个串口线，线的部分变成了无线网，或者局域网之间。

别看问题简单，应用的场景可多了：

• 局域网范围优势。拿校园网来说，校园网实际上是个超大规模的局域网，传输速度高达100MB/s，所以串口两端的设备都连上校园网，我可以在任何地方快速地控制设备。
• 局域网频段优势。数传模块的频段会有冲突，但网络不会，适用于大规模控制。
• 便宜。搞研究一般都在室内，有个路由器就够了（省下好几百数传模块的钱投资在头发上不香吗）。
• 应用范围广。可以远程调试串口，可以模拟任何两个串口之间的通信，省下一大堆串口线。
• 公网扩展。两个设备之间既然是利用网络通信就不仅仅局限于局域网，在无人机设备上插入SIM卡并不是什么难事，而且利用现在的5G技术，是可以快速传输无人机大量的图像数据的（5G尽管在民用上很贵，似乎不划算，但在工业圈非常重要，突破了网速限制，真的可以为所欲为）。

当然，缺点很明显，延迟会很高，受限于网络覆盖范围，如果需要野外大范围的飞行，还是得安装数传图传模块。

TB上是有卖串口转wifi的硬件，我这个是软件，跨平台，可以安装在x86平台，也可以安装在aarch64架构的嵌入式平台（比如jetson系列的嵌入式系统）。

2 使用说明

2.1 程序编译

改程序基于QT，所以无论在哪个平台，都要安装QT所支持的库。Windows下去下载exe安装包就行，Linux下用apt-get install 命令是可以直接安装QT的。

sudo apt-get install qt5-default
sudo apt-get install libqt5serialport5-dev

• 1
• 2

WINDOWS 下的使用方法

1. 使用QTCreator加载当前uart2net.pro文件
2. 在release模式下编译。
3. 找到release版本的exe，与uart2net.ini单独放进一个文件夹。
4. 如果需要发布到别的电脑，按照《QT 发布release版本》的方法，补充对应的dll文件。
5. 编译通过后，此工程可以删掉。
6. 配置ini文件，双击exe即可执行。

Linux下的使用方法（包含嵌入式Linux）

1. 下载代码git clone https://github.com/Li-Zhaoxi/uart2net
2. 进入文件路径cd uart2net
3. 输入qmake uart2net.pro
4. 编译make all -j6
5. 编译无错通过后，根据设备修改对应的ini文件。
6. 输入sudo ./uart2net (串口读写必须是管理员权限，也可以用chmod改掉这个串口权限)

2.2 配置文件用法

配置文件可以用记事本打开，切记修改时候里面不能有中文：

• uart2net
  • type：表示是服务端还是客户端，1表示服务端，2表示客户端
  • heartbeattime：检测心跳，客户端必须设置（默认2000即可），否则无法检测断线并自动重连，服务器如果通信频繁可以设置0。（网络断开时候，程序是没法自动检测的，只能通过心跳）。
  • RecordLog：默认0不要动，本意是想记录通信之间传递的数据（因为我实现一半时候觉得没必要）。
  • showmessage：在控制台显示传递的数据，设置0就行。（因为设置1时候，满屏的二进制数，你也看不过来，前期自己调试用的）。
• serial-port
  • **number **：串口号。windows下一般为 COM3 （3根据实际情况调整），Linux下一般为 /dev/ttyS3，后面的数字同样根据实际设备号调整。
  • btl：串口波特率。
• TCP：
  • hostip：服务端IP地址（仅用于客户端，但在服务端你不能删掉这行）。
  • port：服务端端口号。

2.3 一些效果图

服务端，设备连接上之后会有显示，设备重连也会有显示。

客户端，最开始时候服务端还没开，一直在重连。

客户端，根据设置的心跳，2秒内没消息就重连。

3 总结

写这个小工具大概花了我2周左右的时间，主要就利用QT的串口和网络通信，并没有使用多高深的软件技术。后面移植到无人机系统中前前后后联调修了一堆bug，对于我来说，这个东西的最大价值也许就是其稳定性，在不断的调试中得到了最优版本。

在未来有需求的话也会对其进行进一步升级（毕竟这东西思想上容易，实际上调试巨麻烦），比如：

• 心跳包不再占用数据通信的socket，两端都可以检测对方是否还活着
• 现在是一对设备就创建一个服务端和客户端，后续也会升级为创建一个服务器，每个设备都是一个客户端（类似局域网聊天器那种）。
• 有效的记录Log。设备发生意外，后续检查时候可以通过日志查看最后发送消息。（如果追求数据完整性，就得进来个数据存一次，导致IO变多，如果满足缓存再存，设备出故障容易异常关机，导致数据丢失）。

这次公布的是稳定版本，当然后续要是自己碰到需要更高级的需求，自己也会升级下这个。