波特率定义了通信通道中每秒传输的信号变化次数。它以符号而不是原始比特来衡量通信速度。许多数字系统将波特率等同于每秒比特数，但这仅在每个符号携带一个比特时才成立。
现代调制方案通常对每个符号编码多个比特，因此比特率可能超过波特率。在嵌入式系统和惯性传感器中，波特率通常指的是通过串行线路交换数据位的速度。
数据吞吐量要求
高性能 MEMS 惯性测量单元 (IMU) 可能会每秒产生数百个样本。每个样本可能包括来自三个陀螺仪、三个加速度计以及可能的磁力计或气压计的读数。根据分辨率（例如，16 位或 32 位整数），单个数据帧很容易达到几十个字节。
例如，考虑一个 IMU 以每秒 100 个样本的速度输出，每个样本包含 24 个字节的数据。这相当于：
100 个样本/秒 × 24 个字节/样本 = 2,400 个字节/秒
由于每个字节通常使用起始位和停止位（总共 10 位）进行传输，因此原始传输速率约为 24,000 比特/秒。在这种情况下，38,400 波特率就足够了。
但是，更高的采样率或其他数据字段（例如，温度、状态标志、时间戳）需要更高的波特率。因此，许多专业 IMU 支持 115,200 波特甚至 921,600 波特，以保证足够的带宽。
延迟考虑因素
在惯性导航中，延迟与吞吐量同等重要。导航算法（例如用于姿态和位置估计的捷联积分）需要在精确的时间间隔内获得最新的数据。如果波特率太低，传感器读数可能会延迟到达，从而降低导航精度。
通过设置更高的波特率，设计人员可以减少通信延迟，确保几乎实时地传递每个传感器更新。这在航空航天、航海和自动驾驶车辆应用中尤为重要，在这些应用中，导航误差会迅速累积。
可靠性和抗噪声能力
更高的波特率提高了速度，但也增加了电磁干扰、电缆阻抗和接地问题导致的出错可能性。在恶劣的环境中，例如重型机械或军事平台，工程师通常会选择保守的波特率。这种方法最大限度地提高了鲁棒性，并确保在苛刻的操作条件下实现稳定的通信。
一些惯性系统提供可配置的波特率，允许集成商根据系统架构和环境约束来调整通信速度。
波特率的应用
波特率不仅仅是配置菜单中的一个数字，它还是电子设备之间可靠通信（UART）的关键促成因素。在惯性传感器和导航系统领域，它直接影响数据吞吐量、延迟和鲁棒性。
选择合适的波特率需要在系统需求之间取得平衡：波特率太低，数据可能会出现瓶颈；波特率太高，传输可能会出现错误。随着惯性传感器变得越来越复杂，并且应用需要更高的精度，优化波特率设置的能力仍然是工程师和系统集成商的一项基本技能。
简而言之，无论您是将紧凑型 MEMS IMU 集成到无人机中，还是将战术级 INS 集成到飞机中，关注波特率都能确保您的导航数据流畅、准确且可靠地传输，从而使您的系统保持在航线上。