ELRS接收机基于ExpressLRS（ELRS）协议，这是一种专为遥控模型(RC)和第一人称视角(FPV)无人机设计的开源无线电控制协议。以下从技术特性、协议架构、兼容性及实际应用角度详细解析：
一、ELRS协议的核心定义
ExpressLRS(ELRS)是一种低延迟、长距离、高可靠性的开源通信协议，旨在优化遥控设备与接收机之间的数据传输。其核心设计目标包括：
- 低延迟：通过高效的通信协议和动态调整数据包速率(最高可达1000Hz)，实现端到端延迟低至3-7毫秒。
- 长距离：在2.4GHz频段下实测射程可达40公里(视环境干扰而定)，915MHz频段下更远。
- 抗干扰性：采用多路径传输、纠错编码(如LoRa调制技术)和快速消息重传机制，适应复杂电磁环境。
二、ELRS协议的技术架构
1. 硬件基础
射频芯片：基于Semtech SX127x(用于915MHz)或SX1280/SX1281(用于2.4GHz)，支持LoRa调制和FLRC(Fast Long Range Communication)模式。
微控制器（MCU） ：常见方案包括ESP8285、ESP32或STM32.负责协议处理与配置管理。
天线设计：支持双天线分集接收(如GEPRC DUAL接收器)，通过分集技术增强信号稳定性。
2. 通信机制
频段选择：
- 2.4GHz：主流选择，天线尺寸小(如20cm高灵敏度天线)，适合短距离高速场景(如穿越机竞速)。
- 915MHz（部分地区为868MHz） ：射程更远，但天线体积较大，适用于超长距离飞行。
数据包速率与调制模式：
- FLRC模式：支持500Hz或1000Hz速率，低延迟但射程较短。
- DVDA模式：通过多次发送相同数据包(如D250、D500)，增强复杂干扰下的链路可靠性。
- 功率调节：遥测功率最高可达100mW(2.4GHz)或1W(915MHz)，用户可通过Lua脚本动态调整。
3. 协议特性
信道容量：支持最多16个控制通道，前4通道为全分辨率(10位)，其余通道可自定义分辨率。
绑定机制：
传统绑定：通过物理按键或LED指示进入绑定模式。
密码短语绑定（Bind Phrase） ：生成唯一哈希值确定跳频序列，防止信号碰撞。
能耗管理：通过动态电压阈值、RSSI信号过滤和低功耗模式优化续航。
三、ELRS接收机支持的通信协议类型
ELRS接收机在应用层兼容多种协议，以适应不同飞控和硬件需求：
1. CRSF（Crossfire Serial Protocol）：
核心用途：双向通信协议，支持遥控指令与遥测数据(如电池电压、信号强度)同步传输。
配置方式：通过UART接口连接飞控，需设置SERIALx_PROTOCOL=23及RC_OPTIONS=8192(启用420kbps波特率)。
2. SBUS：
扩展支持：自2024年6月版本起，ELRS新增SBUS协议输出，兼容不支持CRSF的传统飞控。
3. PWM：
直接驱动伺服器：部分接收机(如Radiomaster ER8)提供8个PWM通道，适用于无飞控的固定翼模型。
四、ELRS协议与其他系统的对比
| 特性 | ELRS | Crossfire | FrSky |
|---|---|---|---|
| 延迟 | 3-7ms（最高1000Hz） | 9-15ms | 15-22ms |
| 最大射程 | 40km（2.4GHz） | 50km | 10km |
| 成本 | 低（开源硬件） | 高 | 中等 |
| 天线尺寸 | 小型化（2.4GHz） | 较大 | 中等 |
| 固件更新 | 支持WiFi/USB | 需专用工具 | 有限支持 |
| 典型应用场景 | FPV竞速、长距离勘探 | 专业长距离飞行 | 入门级固定翼/多旋翼 |
五、实际应用与配置建议
1. 硬件选择：
发射端：推荐内置ELRS模块的遥控器(如Radiomaster Zorro)或外置高频头(如HappyModel ES24TX)。
接收端：根据需求选择类型：
集成天线接收器：轻量化(如BETAFPV Nano，仅0.7g)，适合微型无人机。
PWM接收器：直接驱动伺服器，适合固定翼模型。
2. 固件更新：
通过WiFi或Betaflight Passthrough更新，需确保发射器与接收器固件版本一致。
3. 信号优化：
在复杂干扰环境下，优先使用DVDA模式(如D250)提升稳定性。
调整发射功率与数据包速率的平衡(如500Hz+100mW为通用配置)。
六、总结
ELRS协议通过开源生态、硬件灵活性和先进通信机制，重新定义了遥控模型的数据传输标准。其接收机不仅支持专有的高效通信协议，还通过CRSF、SBUS等接口实现广泛兼容性，成为FPV和长距离飞行领域的首选方案。未来，随着更多协议(如MAVLink)的集成，ELRS的适用场景将进一步扩展。