เอ็กซ์เพรสแอลอาร์เอส
| เอ็กซ์เพรสแอลอาร์เอส | |
|---|---|
 | |
| นักพัฒนา | ExpressLRS LLC และชุมชน[ 1 ] |
| ปล่อย | 2018 |
| เวอร์ชันเสถียร | 3.6.0 / 5 กันยายน 2025 |
| เขียนเป็น | C++ , Python |
| ระบบปฏิบัติการ | ข้ามแพลตฟอร์ม |
| ใบอนุญาต | จีพีแอลวี 3 |
| เว็บไซต์ | expresslrs.org |
| ที่เก็บข้อมูล | github.com/ExpressLRS |
ExpressLRS เป็น โปรโตคอลลิงก์ควบคุมวิทยุ แบบโอเพนซอร์สสำหรับการสื่อสารระยะไกลและความหน่วงต่ำ โดยส่วนใหญ่ใช้ในโดรนและเครื่องบิน ExpressLRS ใช้LoRaและ การมอดูเลชั่น FSKบนทรานซีฟเวอร์ RF ของ Semtech โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ESP32หรือESP8266นับตั้งแต่เปิดตัวในปี 2018 ExpressLRS ได้รับการยอมรับใน ชุมชน FPVทั้งสำหรับการใช้งานเพื่อความบันเทิงและเชิงพาณิชย์[ 2 ]รองรับอัตราการส่งแพ็กเก็ตสูงสุด 1000 Hz ในย่านความถี่ 2.4 GHz และสูงสุด 1000 Hz ในย่านความถี่ 915/868 MHz [ 3 ]ในขณะที่การตั้งค่าอัตราการอัปเดตที่ถี่น้อยลงทำให้สามารถใช้งานได้ในระยะทางเกิน 100 กม. [ 4 ]
ภาพรวม
ExpressLRS โดดเด่นในด้านการใช้การมอดูเลชั่นแบบ LoRa ร่วมกับขนาดแพ็กเก็ตที่สั้น ทำให้มีความหน่วงต่ำมากและสามารถรักษาเสถียรภาพของลิงก์ได้ในระยะทางไกล
- อัตราแพ็กเก็ต: สูงสุด 1000 Hz บนย่านความถี่ 2.4 GHz โดยใช้ FLRC และสูงสุด 1000 Hz บนย่านความถี่ 915/868 MHz โดยใช้ FSK บนฮาร์ดแวร์ LR1121 [ 3 ]
- แบนด์วิดท์: เพียงพอสำหรับข้อมูลช่อง RC และการวัดระยะทาง ประมาณ 100bps-20kbps ขึ้นอยู่กับการตั้งค่า[ 5 ]
- การสนับสนุนการวัดระยะทาง: การวัดระยะทาง MAVLink สามารถส่งผ่าน ExpressLRS จาก ยานพาหนะ ArdupilotหรือPX4และแสดงผล/ควบคุมโดยสถานีภาคพื้นดิน เช่น Mission Planner และ QGroundControl [ 6 ]
- ระยะทำการ: >100 กม. ทั้งที่ความถี่ 2.4 GHz และ 900 MHz [ 4 ]
- โปรโตคอลเอาต์พุต: CRSF, SBUS, MAVLink, SUMD, PWM, HoTT, SmartAudio, Tramp และอนุกรมดิบ[ 7 ]
- แถบความถี่ที่รองรับ: อย่างเป็นทางการคือแถบความถี่ 2.4 GHz และ 868/915 MHz ISM รองรับแบบจำกัดสำหรับ 433 MHz และมีฮาร์ดแวร์/ซอฟต์แวร์ที่ไม่เป็นทางการสำหรับความถี่อื่นๆ[ 8 ]
- รูปแบบการปรับสัญญาณ: LoRa สำหรับระยะไกล, FLRC และ FSK สำหรับอัตราแพ็กเก็ตที่สูงขึ้นและความหน่วงต่ำลง[ 9 ]
- การกระโดดความถี่: การกระจายสเปกตรัมแบบกระโดดความถี่ (FHSS) เพื่อลดการรบกวน
- ความหลากหลายของเสาอากาศ: เครื่องส่ง/เครื่องรับบางเครื่องรองรับเสาอากาศคู่พร้อมการส่งสัญญาณพร้อมกันสองแบบ ("Gemini") เพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือของลิงก์[ 10 ]รวมถึงการทำงานพร้อมกันสองย่านความถี่ที่ 2.4 GHz และ 900 MHz ("GeminiX")
- จำนวนช่อง RC: สามารถใช้ช่องความละเอียดเต็ม (10 บิต) ได้สูงสุด 16 ช่องในโหมด "เต็ม" [ 11 ]
ประวัติศาสตร์
การพัฒนา ExpressLRS เริ่มขึ้นในปี 2018 โดยกลุ่มผู้ที่ชื่นชอบงานอดิเรกที่ต้องการสร้างลิงก์ควบคุมที่มีต้นทุนต่ำและมีความหน่วงต่ำ โดยใช้ฮาร์ดแวร์ทั่วไปและซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สที่ขับเคลื่อนโดยชุมชน
ExpressLRS เวอร์ชันแรกๆ เน้นที่ย่านความถี่ ISM 900 MHz และให้อัตราการส่งแพ็กเก็ต 200 Hz ซึ่งสูงกว่าคู่แข่งที่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในขณะนั้น ฮาร์ดแวร์เชิงพาณิชย์ยังไม่พร้อมใช้งาน ดังนั้นผู้ใช้ที่สนใจจึงต้องสร้างตัวรับสัญญาณด้วยตนเองโดยใช้แบบแผนจากคลังข้อมูลของ ExpressLRS [ 12 ] ในปี 2020 การเปิดตัวย่านความถี่ 2.4 GHz และฮาร์ดแวร์เชิงพาณิชย์ราคาประหยัดที่หาได้ง่าย[ 13 ]ทำให้การใช้งานเพิ่มขึ้นอย่างมากในหมู่นักบินโดรนมุมมองบุคคลที่หนึ่ง (FPV) ซึ่งให้ความสำคัญกับต้นทุนขายปลีกที่ลดลงและความหน่วงที่ปรับปรุงแล้วเมื่อเทียบกับระบบที่เป็นกรรมสิทธิ์ เช่น TBS Crossfire และ FrSky การมีส่วนร่วมของชุมชนเร่งตัวขึ้นตลอดปี 2021 และ 2022 โดยมีการเผยแพร่เฟิร์มแวร์เป็นประจำและการเพิ่มคุณสมบัติต่างๆ เช่น อัตราการส่งแพ็กเก็ตที่สูงขึ้น ระบบส่งข้อมูลทางไกลแบบเต็มรูปแบบ และการสนับสนุนระบบส่งข้อมูลทางไกล MAVLink ณ กลางทศวรรษ 2020 ExpressLRS ได้รับการยอมรับในชุมชนโดรน FPV และแหล่งข้อมูลจากนักเล่นงานอดิเรกอธิบายว่ากำลังเข้าใกล้มาตรฐานโดยพฤตินัย[ 14 ]
นับตั้งแต่การรุกรานยูเครนของรัสเซียในปี 2022 ระบบ ELRS ได้กลายเป็นวิธีการหลักในการบินโดรนโจมตีแบบพลีชีพ (FPV) เนื่องจากมีความทนทานต่อสงครามอิเล็กทรอนิกส์สัญญาณระยะไกล และความยืดหยุ่นของโอเพนซอร์ส[ 15 ]ทั้งสองฝ่ายปรับเปลี่ยนมาตรการรุกและรับอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ทำงานบนสเปกตรัมความถี่ที่หลากหลายมากขึ้นและฮาร์ดแวร์ที่กำหนดเอง ทำให้พวกเขาสามารถปรับตัวให้เข้ากับการพัฒนาอย่างรวดเร็วในสนามรบ ตัวอย่างเช่น การวิเคราะห์รถถัง T-72 ของรัสเซียที่ยึดได้ในปี 2024 พบว่าระบบ EW พื้นฐานต้องการเสาอากาศหลายตัวตั้งแต่ 700 MHz ถึง 5.8 GHz เพื่อต่อต้านโดรนโจมตีของยูเครน[ 16 ]
ช่องโหว่ที่ถูกกล่าวหา
ในปี 2022 รายงานฉบับหนึ่งอ้างว่าช่องโหว่ใน ExpressLRS อาจทำให้สามารถควบคุมโดรนจากระยะไกลได้ รายงานดังกล่าวอ้างว่าโปรโตคอลใช้วลีผูกมัดที่เข้ารหัสด้วยอัลกอริธึมแฮชชิ่ง MD5นอกจากนี้ยังกล่าวหาว่าแพ็กเก็ตการซิงโครไนซ์เปิดเผยตัวระบุส่วนใหญ่ที่ใช้ในการจับคู่ ซึ่งผู้โจมตีสามารถสร้างใหม่เพื่อยึดครองลิงก์การสื่อสารได้[ 17 ]
ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะด้านตอบว่ารายงานดังกล่าวสับสนระหว่างแนวคิดการเข้ารหัสและกล่าวเกินจริงถึงความเป็นไปได้ของการโจมตีในโลกแห่งความเป็นจริง นักวิจัยด้านความปลอดภัยตั้งข้อสังเกตว่าในสถานการณ์จริง การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าแบบง่ายๆ เป็นวิธีการที่ใช้งานได้จริงและมีประสิทธิภาพมากกว่าในการขัดขวางการเชื่อมต่อการควบคุมระยะไกลมากกว่าการโจมตีระดับโปรโตคอลที่อธิบายไว้ ซึ่งลดความสำคัญในทางปฏิบัติของช่องโหว่ที่รายงาน[ 18 ]