4、地面站与飞控的MAVLink通信：QGroundControl与Mission Planner的MAVLink实现、串口与UDP通信配置、mavlink-router的使用

地面站和飞控之间的通信，是无人机系统里最基础也最关键的一环。说白了，飞控在天上飞，地面站在地上看，中间靠的就是MAVLink这条“电话线”。今天咱们就聊聊这条线怎么拉、怎么配、怎么让它跑得稳。

4.1 QGroundControl与Mission Planner的MAVLink实现

QGC和MP，这两个地面站我都用了好多年。它们虽然界面不同，但底层对MAVLink的处理逻辑其实大同小异。

4.1.1 QGC的MAVLink通信架构

QGC用的是Qt框架，它的MAVLink层封装在MAVLinkProtocol类里。我印象最深的是它的多链路管理——你可以同时连串口、UDP、TCP，它自己会合并消息流。

• 链路层：支持串口、UDP、TCP、蓝牙
• 协议层：MAVLink 1.0 和 2.0 自动协商
• 应用层：心跳检测、参数同步、航点上传

QGC有个习惯，它会每5秒发一次MAV_CMD_REQUEST_MESSAGE来拉取飞控状态。我在项目里遇到过，如果飞控响应慢了，QGC会反复重试，导致串口被刷爆。后来我加了消息去重，才算消停。

4.1.2 Mission Planner的MAVLink实现

MP是基于C#的，它的MAVLink解析器是MAVLinkInterface。说实话，MP的串口通信比QGC更“暴力”——它默认用115200波特率，而且会一次性拉取所有参数。

特性	QGC	MP
开发语言	C++ (Qt)	C# (.NET)
默认波特率	57600	115200
多链路支持	原生支持	需插件
MAVLink 2.0	完全支持	部分支持
参数同步方式	按需拉取	全量拉取

4.2 串口与UDP通信配置

串口和UDP，是地面站和飞控之间最常见的两种物理链路。串口适合近距离有线连接，UDP适合无线数传。嗯，这里有个坑，我踩过好几次。

4.2.1 串口配置实战

串口通信，说白了就是让地面站和飞控用同一套“方言”说话。关键参数就四个：波特率、数据位、停止位、校验位。

// QGC串口配置示例（伪代码）
SerialLink link = new SerialLink();
link.setPortName("/dev/ttyUSB0");
link.setBaudRate(57600);
link.setDataBits(8);
link.setStopBits(1);
link.setParity(Parity.NONE);
link.connect();

我曾经在项目里遇到过，飞控用的是115200，但QGC默认是57600，结果死活连不上。折腾了半天才发现是波特率没对上。所以我的习惯是：先看飞控的SRx_参数，再配地面站。

4.2.2 UDP通信配置

UDP比串口灵活，但不可靠。为什么？因为UDP不保证数据包一定到达。不过对于无人机来说，偶尔丢一帧心跳包问题不大，飞控会自己重发。

UDP配置的核心是IP和端口。地面站和飞控需要约定好：

• 飞控端：监听某个端口（比如14550），接收地面站指令
• 地面站端：向飞控IP+端口发送数据，同时监听另一个端口接收遥测

// QGC UDP配置示例
UDPLink link = new UDPLink();
link.setLocalPort(14550);      // 本地监听端口
link.setRemoteHost("192.168.1.100"); // 飞控IP
link.setRemotePort(14550);     // 飞控端口
link.connect();

我记得有一次，客户说地面站收不到数据，我一看，原来是防火墙把UDP端口封了。所以配UDP的时候，记得先检查防火墙规则。

4.3 mavlink-router的使用

mavlink-router，这玩意儿是Intel出的，专门用来做MAVLink消息的路由转发。说白了，它就是个“消息二传手”——把飞控的消息分发给多个地面站，或者把多个地面站的指令合并发给飞控。

4.3.1 为什么需要mavlink-router？

你想想看，一个飞控只有一个串口，但你可能同时想连QGC调试、连MP调参、再连一个ROS节点做数据处理。怎么办？串口不能分叉啊。这时候mavlink-router就派上用场了。

• 场景一：飞控串口 → mavlink-router → QGC (UDP) + MP (UDP)
• 场景二：飞控UDP → mavlink-router → 多个地面站
• 场景三：飞控串口 → mavlink-router → ROS节点 (TCP)

4.3.2 安装与配置

mavlink-router的安装很简单，源码编译或者apt安装都行。我一般用源码编译，因为可以定制一些参数。

# 安装依赖
sudo apt install git meson ninja-build

# 克隆源码
git clone https://github.com/mavlink-router/mavlink-router.git
cd mavlink-router

# 编译安装
meson setup build
ninja -C build
sudo ninja -C build install

配置文件是/etc/mavlink-router/main.conf，核心就是定义输入和输出。

[General]
MavlinkDialect = common
DebugLogLevel = info

[UartEndpoint to_fc]
Device = /dev/ttyS0
Baud = 57600

[UdpEndpoint to_qgc]
Mode = server
Port = 14550

[UdpEndpoint to_mp]
Mode = server
Port = 14551

这个配置的意思是：从串口/dev/ttyS0读飞控数据，然后转发到两个UDP端口——14550给QGC，14551给MP。这样两个地面站就能同时工作了。

4.3.3 运行与调试

启动mavlink-router很简单：

sudo systemctl start mavlink-router
sudo systemctl enable mavlink-router  # 开机自启

想看日志？用journalctl -u mavlink-router -f实时跟踪。我一般会先开一个终端跑日志，再开地面站，这样出问题能第一时间看到。

常见的调试命令：

• mavlink-routerd -c /etc/mavlink-router/main.conf — 前台运行，方便看输出
• mavlink-routerd -v — 开启详细日志
• mavlink-routerd -l /var/log/mavlink-router.log — 指定日志文件

4.4 本章知识体系

下面这张图，是我自己总结的MAVLink通信链路结构。你看一眼，基本就明白整个数据流了。

这张图里，飞控在最左边，地面站在最右边，mavlink-router在中间当“调度员”。串口和UDP是两条“管道”，mavlink-router负责把数据从管道里接过来，再分发给不同的地面站。