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本节将介绍开发前的准备工作，在大疆开发者网站上注册PSDK开发者、申请负载许可，认识并准备PSDK开发所需的软硬件，以便于运行和调试PSDK应用程序。
运行PSDK程序时，需要填写负载应用的名称、标识符、密钥和许可等信息。自2021年11月以来，负载的申请和开发不再需要人工审核，也不再需要授权费用。本小节将介绍如何创建并申请负载许可。
（1）在DJI开发者网站中注册或登录DJI开发者账号；DJI开发者账号可以使用DJI账号，两者是通用的。
（2）进入DJI开发者网站的用户中心，单击左侧的【成为Payload SDK开发者】按钮，进入Payload SDK开发者申请页面，如图2-1所示。
图2-1 申请Payload SDK
（3）单击【下一步】按钮，并同意最终用户许可协议，如图2-2所示。
图2-2 Payload SDK最终用户许可协议
（4）输入开发者信息[开发者类型（企业、机构组织）、机构名称、国家或地区、城市和所属行业]，如图2-3所示。
图2-3 开发者信息
（5）单击【提交】按钮后，进入创建负载页面，如图2-4所示。在该页面中，需要输入负载名称、负载描述、针对行业、主要用途、主要功能等信息。如已经准备好负载样机，还可以上传负载设计图。
图2-4 创建负载页面
注意： 负载名称仅可由英文字符、数字、空格、+、-、_组成。
（6）单击【提交】按钮后，会向注册邮箱中发送验证邮件；随后，打开验证邮件中的链接即可确认信息。返回用户中心，在左侧导航栏中单击【应用】按钮，即可在右侧的应用列表中出现刚刚创建的Payload SDK应用列表项WEATHER STATION，如图2-5所示。
图2-5 列表项WEATHER STATION
注意： 图2-5中的批量生成模式表示已获得负载量产许可。当前，负载量产许可已可免费取得，无须额外的申请和费用。
（7）单击Payload SDK应用列表项WEATHER STATION，即可查看应用的详细信息，如图2-6所示。
图2-6 Payload SDK应用列表项WEATHER STATION的详细信息
这些信息可以记录在计算机中，在后文的开发环境配置中需要使用到App类型、App名称、App ID、App Key、App License和申请状态等信息。
❑ App类型：应用所采用的SDK的类型。
❑ App名称：应用名称。
❑ App ID：应用标识符。
❑ App Key：应用密钥。
❑ App License：应用许可。
❑ 申请状态：accepted表示可以正常使用该应用许可。
另外，单击【管理挂载】按钮可以查看当前负载的运行情况；单击【详细信息】按钮可以查询详细的负载申请信息。
硬件准备包括选择飞行平台、选择负载连接方式、选择开发套件、选择量产配件、选择开发板等，如图2-7所示。
1.选择飞行平台
常见的大疆行业无人机包括M3D/M3TD、FlyCart30、M350 RTK、M300 RTK、M30/M30T和M3E/M3T等，可以参考1.2.1小节的相关介绍。 表1-3对比了以上无人机的参数，不同行业无人机的负载能力、接口设计、支持的负载形态、重量和连接方式都有所不同；开发者可以根据实际情况做出选择。
2.选择负载连接方式和选择开发套件
负载连接方式和开发套件的选择是密切相关的。 负载需要通过E-Port接口、X-Port标准云台或SkyPort V2转接环对接无人机和负载：如果选择了E-Port接口，就需要使用E-Port开发套件； 如果选择了X-Port标准云台或SkyPort V2转接环，就需要使用Payload SDK开发套件2.0。
图2-7 硬件准备流程
各类负载连接方式和相应开发套件的主要特性如下。
1）E-Port接口
E-Port接口通常连接不需要云台的机载设备，如机载计算机或可以容纳一定抖动范围的负载（如搭载温湿度传感器等设备）。由于E-Port接口的前身是OSDK接口，因此多用于连接具有一定计算能力或控制能力的机载设备。 另外，E-Port接口的支持性很强，支持M3D/M3TD、M350 RTK、M300 RTK、M30/M30T和M3E/M3T等行业无人机设备。
在开发过程中，E-Port开发套件可以将E-Port接口转换为常用的接口。E-Port开发套件包括了E-Port转接板、E-Port同轴线、XT30转USB-C电源线和XT30转DC5.5电源线等配件。通过E-Port同轴线可以连接无人机和E-Port转接板。
2）E-Port Lite接口
E-Port Lite接口是符合标准USB Type-C标准的接口，支持M3D/M3TD和FlyCart30无人机。在无负载连接时，E-Port Lite接口可作为USB调参接口使用，具有很强的通用性。相对于E-Port接口，E-Port Lite接口具有以下几个特点。
❑ E-Port Lite接口是USB Type-C接口的扩展，兼容USB设备。
❑ E-Port Lite接口提供5V 2A的电源输出，功率输出能力弱于E-Port接口。
❑ E-Port Lite接口是全功能的，同时支持串口（UART）、网口、USB和PPS通信协议，而E-Port Lite接口仅支持串口通信。
❑ E-Port Lite接口目前支持M3D/M3TD和FlyCart30无人机，而E-Port接口的支持性更强，适用于绝大多数主流的无人机。
3）X-Port标准云台
使用X-Port标准云台开发的负载，通常对稳定性具有较高需求（如相机等成像设备等）；或者需要控制负载的方向（如探照灯、定向扬声器等）。X-Port标准云台[见图2-8（a）]具有云台控制基本功能，可以帮助开发者关注负载本身，提高开发效率。
图2-8 X-Port标准云台和SkyPort V2转接环
在开发过程中，Payload SDK开发套件2.0可以帮助X-Port标准云台的负载开发。Payload SDK开发套件2.0包括SkyPort V2转接环、Payload SDK转接板（接口扩展板）、排线、同轴线、保护盖、排线座和同轴线座等。通过排线可以连接Payload SDK转接板和X-Port标准云台。
4）SkyPort V2转接环
与X-Port标准云台类似，SkyPort V2转接环也连接到无人机的DGC 2.0接口上，既可以用于设计无须云台的负载设备，也可以由开发者自行设计云台。SkyPort V2转接环和负载之间通过排线或同轴线连接。
无论是以上哪种负载连接方式，引出的接线引脚都比较多。E-Port开发套件中的E-Port转接板或Payload SDK开发套件2.0的接口拓展板的作用就是将这些接线引脚转换为标准的电源接口、串口、网口或USB接口，方便开发者设计和调试程序。以上几种负载连接方式的对比如表2-1所示。在设计产品和量产时，可以按照需求沿用E-Port转接板或PSDK接口拓展板开展硬件设计。
表2-1 负载连接方式的对比
续表
3.选择量产配件
在负载开发完成之后，需要购买相应的量产配件，包括X-Port标准云台、SkyPort V2转接环、连接线（同轴线、排线）以及PSDK快拆支架等。
注意： PSDK支架仅支持M30/M30T无人机。
量产负载设备时，需要尽可能适配这些量产配件，以便于用户的安装和卸载。
4.选择开发板
在设计具体的负载硬件前，通常需要使用开发板设计程序，因此需要先选择合适的开发板。根据PSDK的运行环境不同，可供选择的开发板不同。
1）选择Linux开发板
使用Linux运行环境，可以选择包含USB接口或以太网网口的便携计算机，包括Jetson Nano、树莓派、香橙派、NanoPi、香蕉派、悟空派、荔枝派或其他ARM、x86等架构的主机（或虚拟机）。当然，开发者也可以选择大疆官方的机载计算机Manifold 2-C和Manifold 2-G等。
注意： 大疆官方的机载计算机妙算（Manifold）共推出2代产品，分别是Manifold、Manifold 2-C（酷睿i7-8550U处理器）和Manifold 2-G（酷睿i7-8550U）。虽然目前已经停产，但其仍然支持最新的PSDK，可以应用在M350 RTK和M300 RTK等飞行平台上。
本书选用树莓派4B（Raspberry PI 4 Model B）为例作为PSDK应用载体，介绍PSDK在Linux上的基本用法。树莓派4B采用4核64位1.5GHz主频的博通BCM2711作为主控，为Cortex-A72（ARM v8）架构，使用LPDDR4内存颗粒，可选容量大小为1GB、2GB、4GB和8GB。建议开发者选择使用内存容量为4GB或8GB的树莓派4B设备作为PSDK开发设备。
注意： 如果开发者没有树莓派4B等Linux设备，也可以使用Linux虚拟机开发PSDK应用。此时，所有的连接都需要通过主机连接到虚拟机上。这种开发方式的配置相对复杂，不建议开发者使用。
树莓派（Raspberry Pi, RasPi）是一种非常受欢迎的单板机，虽然其尺寸很小，但是其具有完整通用的硬件结构，可以理解为一台迷你的小电脑。树莓派为ARM架构，不仅可以使用官方支持的Raspberry Pi OS操作系统，还可以运行Ubuntu、Apertis、OpenELEC、Arch、Kali，以及Windows 10 IoT等各类通用或专用操作系统。树莓派由树莓派基金会（raspberrypi.org）研发和维护，并且拥有强大的社区支持。因此，树莓派应用非常广泛，在互联网上存在众多应用项目和案例可供学习参考，如服务器、物联网、软路由、3D打印等各类应用。
树莓派诞生于2012年，至今已经迭代了B、A、B+、A+、2B、Zero、3B、Zero W、3B+、4B和5等众多版本。版本中包含B的表示Model B，通常拥有更加全面的外设接口；Model A与Model B的主控（CPU）相同，但外设更加简化。Zero版本主打轻量化，外设很少，价格也更加便宜。目前最新的版本是树莓派5。树莓派5除Cortex-A72处理器外，还提供了800MHz的图形芯片，支持LPDDR4X SDRAM和PCIe 2.0连接器，使树莓派5在处理复杂任务、运行大型软件和多任务处理等方面更加出色。开发者也可以使用树莓派5作为开发平台，不过本书为了与PSDK官方样例保持一致，仍然选用被广泛应用的树莓派4B作为开发平台。
树莓派4B拥有丰富的外设，不仅拥有USB 3.0、Wi-Fi、蓝牙、MicroHDMI等接口，还拥有千兆网网口，如图2-9所示。
图2-9 树莓派4B板载资源
值得注意的是，树莓派本身没有存储功能，操作系统和软件资源可以存储在SD卡（或者U盘）中，因此不存在“变砖”的情况。如果系统崩溃了，那么直接在SD卡中重新写入新的系统即可。
2）选择RTOS开发板
对于RTOS运行环境，可以选择STM32系列等可以运行RTOS的开发板，方便环境搭建和调试，如STM3240G-EVAL（STM32F407IG）开发板等。
STM32是意法半导体推出的32位微处理器，其中ST表示意法半导体公司，M表示微电子（Microelectronics），32表示32位处理器。STM32采用ARM公司的Cortex-M内核，根据具体的内核不同，STM32分成了STM32-F0、STM32-F1、STM32-F4和STM32-F7等系列，分别采用了Cortex的M0、M3、M4和M7内核，性能上依次越来越强。
注意： Cortex是ARM公司推出的处理器内核系列，包括Cortex-A高性能应用处理器系列、Cortext-R实时处理器系列、Cortex-M微处理器系列以及Cortex-X高性能计算处理器系列。另外，ARM公司作为知识产权（IP）公司本身并不生产处理器，而是授权诸如ST等厂商生产相应内核的处理器。
对PSDK开发来说，建议选择使用Cortex-M4的STM32F4xx系列的开发板，对于其他型号的STM32芯片，需要开展移植工作。在本书中，将采用STM32F407ZGT6芯片，其中F表示基础型；407表示采用包含浮点运算单元FPU和DSP指令的Cortex-M4高性能内核；Z表示144个引脚；G表示Flash存储大小为1MB；T表示封装类型为QFP封装；6表示其温度等级范围为-40～85℃。STM32的芯片命名规则如图2-10所示。
图2-10 STM32的芯片命名规则
从芯片外观上看，丝印上显示了ST公司名称LOGO、芯片型号、内核类型等信息。对于LQFP封装的STM32芯片，左下角的圆点为1号引脚，逆时针旋转即可数出相应的引脚编号，如图2-11所示。
图2-11 STM32F407ZGT6芯片
STM32作为微处理器，几乎难以支撑类似Linux的大型操作系统。在实时性要求较高的领域中，可以使用实时操作系统（Real Time Operating System, RTOS）。RTOS可以保证程序运行的实时性能，通常用于汽车电子、自动化控制、航空航天等需要高实时性和高可靠性的领域。PSDK的样例程序中使用了FreeRTOS操作系统调度应用程序。
另外，PSDK已经适配了AARCH64、X86_64、Cortex M4/M4F、ESP32、海思Hi3516、海思Hi3519等硬件平台，具体可参考官方文档的“选择开发平台”章节查询。另外，开发者也可以根据实际情况自行移植PSDK，使其运行在符合需求的硬件上。
在软件方面，需要开发者准备好PSDK软件开发包（源代码）、大疆Assistant调参工具和地面站软件。如果需要和MSDK交互，还需要配置好MSDK开发环境。
1.PSDK软件开发包
在PSDK官方的仓库中可下载PSDK最新版本和历史版本的软件开发包。开发者也可以在本书所附带的资源中找到PSDK 3.8软件开发包。PSDK软件开发包包括以下内容。
❑ doc：文档，包括PSDK编码样式（dji_sdk_code_style）、硬件参考设计图纸（reference_designs）和无人机3D模型（simple_model）。
❑ psdk_lib：PSDK源代码，包括头文件（include）和库文件（lib）。
❑ samples：PSDK样例代码，包括C样例代码（sample_c）和C++样例代码（sample_c++）。
❑ tools：包括file2c（用于在自定义控件的实现中将图标转换为c文件）等常用工具软件。
❑ CMakeLists.txt：描述编译链接的规则文件，用于通过cmake命令生成Makefile。
❑ EULA.txt：最终用户许可协议（End-User License Agreements）文件。
❑ LICENCE.txt：MIT协议声明文件。
❑ README.md：PSDK简介说明文件。
2.调参工具
DJI Assistant是大疆无人机的调参工具，目前的最新版本是DJI Assistant 2。不过，DJI Assistant 2并不是独立的软件，而是一系列软件：大疆针对不同的无人机型号发布了不同的DJI Assistant 2版本，包括DJI Assistant 2 for Phantom、DJI Assistant 2 for Mavic、DJI Assistant 2（Inspire系列）、DJI Assistant 2（FPV系列）、DJI Assistant 2（消费机系列）等。
对于行业无人机来说，需要使用DJI Assistant 2（行业系列）。DJI Assistant 2（行业系列）支持M200、M210、M600、M300 RTK、M350 RTK、御2行业进阶版、御3行业版、御3多光谱版、御3红外版、M30系列、大疆机场、DJI RC PLUS等无人机和相关设备。
DJI Assistant 2（行业系列）是基于Electron开发的跨平台软件，支持Windows、macOS等操作系统。不过，macOS版本暂不支持M300 RTK、M350RTK和H20系列设备。DJI Assistant 2（行业系列）运行界面如图2-12所示。
图2-12 DJI Assistant 2（行业系列）运行界面
在DJI Assistant 2中可以进行飞行模拟操作。当无人机通过USB线连接无人机时，打开DJI Assistant 2，即可看到相应的无人机列表项。单击该列表项即可进入无人机的管理调参界面，如图2-13所示。
图2-13 无人机的管理调参界面
单击图2-13中的【模拟器】图标后，在弹出的界面中单击【打开】按钮即可打开模拟器界面，如图2-14所示。
图2-14 模拟器界面
此时，在模拟器界面中可以进行模拟器设置和风速设置，设置完成后单击【开始仿真】按钮即可打开如图2-15所示的飞行仿真界面。
图2-15 飞行仿真界面
注意： 在使用飞行仿真时，请注意安全。确保无人机和计算机连接正确后再进行操作，必要时建议拆掉无人机桨叶，防止意外发生。
在飞行仿真界面的左下角显示了当前无人机的位置和姿态信息，各类参数的含义如表2-2所示。
表2-2 各类参数的含义
续表
其中，加速度单位g表示单位重力加速度，约为9.8m/s 2 。
此时，无论是用户对无人机的操作，还是负载对无人机的操作，都会反映到这个飞行仿真界面中，是无人机开发和调试的好帮手。
3.地面站软件
常见的地面站软件包括DJI Fly和DJI Polit 2等。
❑ DJI Fly为无人机航拍应用设计，用于最新的消费级无人机产品，支持Mavic 3系列、Air 2系列、Mini全系列、DJI Avata和DJI FPV等无人机产品。
❑ DJI Pilot 2为航测等行业应用设计，用于最新的行业无人机产品，支持M350 RTK、M300 RTK、M30/M30T和M3E/M3T等无人机产品。
对于行业无人机来说，需要使用DJI Pilot 2软件（后文简称Pilot 2）。Pilot 2集成在大疆行业无人机的遥控器中，无须单独安装，其运行界面如图2-16所示。
图2-16 Pilot 2的运行界面
关于Pilot 2的用法，可以参考相应无人机的用户手册。