Arduino WiFi扫描无人机载荷 | AI生成和翻译
可行性概述
直接将Arduino与DJI Mini 3绑定以控制其飞行（例如实现自主社区巡逻），同时扫描WiFi信号并非易事，也不受官方支持。大疆的生态系统是封闭的，Mini 3的飞行控制器并未像Arduino那样开放给微控制器进行集成。但通过变通方案可以实现混合设置：使用第三方应用实现基础自主飞行，并搭载独立的基于Arduino的WiFi扫描器作为载荷。我将逐步分解说明，包括技术挑战、可行方案及代码示例。
主要挑战
- 飞行控制：DJI Mini 3支持移动端SDK（Android/iOS），可通过定制应用实现航点任务或虚拟摇杆控制进行半自主飞行。但该SDK无法在嵌入式硬件（如Arduino）上运行——仅限移动设备。Mini 3没有机载SDK（那是Matrice系列企业级无人机专属）。虽然存在通过反编译OcuSync协议破解飞行控制器的方法（如解除高度限制），但尚无完整的Arduino自主飞行集成方案。
- 硬件连接：直接接线连接Arduino与Mini 3内部电路可能损坏设备或导致保修失效。无人机重量需低于250克以符合法规，附加载荷（Arduino+WiFi模块）必须保持轻量化（建议不超过10-20克）。
- WiFi扫描：这是最简单的环节——Arduino配合ESP32等扩展模块可轻松实现。
- 合法性/伦理：通过无人机扫描WiFi（无线勘测）可能违反隐私法律（如美国FCC法规）或无人机规定（需保持视距内飞行）。请仅在自有物业范围内操作或取得许可。
可行方案：混合式配置
- 通过应用实现自主飞行：使用Litchi、Dronelink或DroneDeploy等应用（通过移动端SDK）执行预设航点飞行。在应用中预先规划路线（例如50米高度的网格路径）。该方案负责起飞、导航及自动返航——无需Arduino控制飞行。
- 搭载Arduino作为载荷：使用扎带或3D打印支架将轻量级Arduino（如Nano或ESP32开发板）固定在无人机底部。通过无人机USB端口或小型锂聚合物电池供电。
- Arduino端WiFi扫描：通过Arduino IDE编程ESP32，扫描并记录SSID、RSSI（信号强度）、信道、加密方式及预估比特率。将数据存储至SD卡或通过蓝牙/WiFi传输至手机/地面站。
- 同步机制：在飞行期间定期触发扫描（例如每10秒一次）。通过Arduino连接的GPS模块（如NEO-6M）进行地理位置标记，或通过SDK应用获取无人机遥测数据实现时间戳同步。
- 总成本/重量：约20-30美元；总重保持在249克以内。
该方案使Arduino在无人机通过软件自主飞行时独立“积累”数据。
Arduino WiFi扫描器示例代码
使用ESP32开发板（兼容Arduino且内置WiFi）。连接SD卡模块用于数据记录。需安装库：WiFi、SD、TinyGPS++（如需GPS定位）。
#include <WiFi.h>
#include <SD.h>
#include <TinyGPS++.h> // 可选，用于GPS地理标记
// SD卡片选引脚
const int chipSelect = 5;
// GPS设置（如使用Serial1连接GPS模块）
TinyGPSPlus gps;
HardwareSerial gpsSerial(1);
void setup() {
Serial.begin(115200);
gpsSerial.begin(9600, SERIAL_8N1, 16, 17); // GPS模块RX=16, TX=17
// 初始化SD卡
if (!SD.begin(chipSelect)) {
Serial.println("SD卡初始化失败!");
return;
}
Serial.println("WiFi扫描器就绪。开始扫描...");
}
void loop() {
// 扫描WiFi网络
int n = WiFi.scanNetworks();
if (n == 0) {
Serial.println("未发现网络");
} else {
File dataFile = SD.open("/wifi_log.txt", FILE_APPEND);
if (dataFile) {
dataFile.print("扫描时间: " + String(millis()) + "ms | ");
// 可选：添加GPS数据
if (gpsSerial.available() > 0) {
if (gps.encode(gpsSerial.read())) {
if (gps.location.isValid()) {
dataFile.print("纬度: " + String(gps.location.lat(), 6) + ", 经度: " + String(gps.location.lng(), 6) + " | ");
}
}
}
for (int i = 0; i < n; ++i) {
dataFile.print("SSID: " + WiFi.SSID(i) + " | RSSI: " + String(WiFi.RSSI(i)) + "dBm | 信道: " + String(WiFi.channel(i)) + " | 加密: " + String(WiFi.encryptionType(i)) + " | ");
// 比特率估算：基于RSSI的粗略计算（非精确值）
int bitrate = map(WiFi.RSSI(i), -100, -30, 1, 100); // 兆比特/秒粗略估算
dataFile.print("预估比特率: " + String(bitrate) + "Mbps | ");
}
dataFile.println();
dataFile.close();
Serial.println("数据已记录至SD卡");
}
}
WiFi.scanDelete(); // 清除扫描结果
delay(10000); // 每10秒扫描一次（根据飞行速度调整）
}
- 工作原理：扫描所有可见网络，记录SSID、信号强度、信道、加密方式和粗略比特率估值。添加GPS可实现地理位置绑定。
- 数据累积：在SD卡
/wifi_log.txt文件中追加记录。飞行结束后可通过电脑读取并进行地图标注（例如使用Python的Folium库）。 - 功能增强：可添加蓝牙模块（HC-05）在飞行期间向手机实时传输数据。
局限性与替代方案
- 无法通过Arduino实现全自主飞行：若坚持由Arduino驱动飞行，建议构建定制无人机（例如使用Arduino运行MultiWii固件）而非改造Mini 3——更安全且成本更低。
- 航程/安全性：Mini 3的10公里航程优秀，但风力/障碍物会限制社区飞行。建议在开阔区域测试。
- 升级选择：Mini 3 Pro具有更完善的SDK支持，适合高级任务。
该方案无需深度破解即可实现80%目标。若提供更多细节（如具体Arduino型号），我可优化代码。