[實(shí)用新型]一種基于STM32的農(nóng)用無(wú)人飛機(jī)飛控系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420190626.9
• 申請(qǐng)日: 2014-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN203894636U
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦廣泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥多加農(nóng)業(yè)科技有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本設(shè)計(jì)涉及無(wú)人機(jī)控制領(lǐng)域，具體是設(shè)計(jì)一種基于STM32的農(nóng)用無(wú)人飛機(jī)飛控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

無(wú)人飛機(jī)是在沒有人駕駛的情況下自行飛行的飛機(jī)。目前，農(nóng)用無(wú)人飛機(jī)大致分為固定翼飛機(jī)、直升機(jī)和多軸飛機(jī)等，控制方面采用通用的遙控器對(duì)飛機(jī)飛控系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)時(shí)的遙控,從而對(duì)應(yīng)用人員的操作技術(shù)要求很高,精準(zhǔn)操控的難度很大，農(nóng)民使用農(nóng)用無(wú)人飛機(jī)進(jìn)行作業(yè)，需要進(jìn)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的飛行練習(xí)，并且高強(qiáng)度的作業(yè)容易使操作人員疲勞，容易出現(xiàn)事故等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的問題是設(shè)計(jì)一款能在無(wú)人時(shí)時(shí)控制的情況下，實(shí)現(xiàn)農(nóng)用無(wú)人飛機(jī)的自動(dòng)起飛、降落、自動(dòng)導(dǎo)航、任務(wù)計(jì)劃飛行等動(dòng)作的飛控系統(tǒng)。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：設(shè)計(jì)提供了一種基于STM32處理器的農(nóng)用無(wú)人飛機(jī)飛控系統(tǒng)。

具體有，STM32處理器,本處理器專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)，時(shí)鐘頻率達(dá)到72MHz，內(nèi)部資源豐富，適合無(wú)人飛機(jī)自動(dòng)平穩(wěn)的控制。

進(jìn)一步，本設(shè)計(jì)的狀態(tài)傳感器采用六軸陀螺儀MPU6050、高精度數(shù)字氣壓傳感器MS5611、三軸數(shù)字磁阻傳感器HMC5883L、差分全球定位系統(tǒng)DGPS。六軸陀螺儀MPU6050采集3維加速度，3維角速度，3維姿態(tài)角,并將數(shù)據(jù)傳送給STM32處理器進(jìn)行處理；高精度數(shù)字氣壓傳感器MS5611采集不同高度的氣壓不同,將氣壓值轉(zhuǎn)換成高度值得到飛機(jī)的高度；三軸數(shù)字磁阻傳感器HMC5883L采集磁場(chǎng)方向；差分全球定位系統(tǒng)DGPS采集飛機(jī)所處的經(jīng)緯度以及高度。

進(jìn)一步，本設(shè)計(jì)的無(wú)線模塊采用NRF24L01+PA+LNA。本款無(wú)線模塊傳輸距離長(zhǎng),傳輸頻率高,方便操作,用來(lái)接收用戶通過(guò)遙控器傳輸來(lái)得信號(hào),并可以向用戶終端發(fā)送數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，本設(shè)計(jì)的控制端分為兩種,一種是便攜的小型遙控器,遙控器的控制鍵主要有啟動(dòng)、起飛、模式選擇、方向控制、降落、鎖定等,用戶在使用時(shí)只需按下啟動(dòng)鍵就可以將飛機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程解鎖,按下起飛鍵就可以進(jìn)行起飛控制,模式選擇鍵主要是用于不同的飛機(jī)進(jìn)行飛控板的數(shù)據(jù)處理選擇,包括為固定翼飛機(jī)和多軸飛機(jī),多軸飛機(jī)分為三軸、四軸、六軸、八軸、十二軸等。降落鍵按下,飛機(jī)平穩(wěn)降落,鎖定鍵是將飛機(jī)控制鎖定,防止誤操作造成的損壞。飛機(jī)在飛行過(guò)程中無(wú)需時(shí)時(shí)遙控控制飛行的平穩(wěn)。

另一種控制端是PC上位機(jī)控制端,用戶只需要將遙控模塊與PC鏈接,運(yùn)用PC上位機(jī)發(fā)送命令就可以控制飛機(jī)的工作動(dòng)作,包括自主導(dǎo)航、任務(wù)計(jì)劃飛行等。

附圖說(shuō)明

圖1是農(nóng)用無(wú)人飛機(jī)控制端飛控板圖。

圖2是農(nóng)用無(wú)人飛機(jī)控制端飛控板內(nèi)部處理圖。

圖3是上位機(jī)控制端電路板圖。

圖中：1是控制端飛控板STM32處理器，2是六軸陀螺儀MPU6050，?3是高精度數(shù)字氣壓傳感器MS5611，4是三軸數(shù)字磁阻傳感器HMC5883L，5是天線，6是電機(jī)電調(diào)接線端子，7是固定孔，8是PCB底板，9是差分全球定位系統(tǒng)DGPS，10是無(wú)線模塊NRF24L01+PA+LNA，11是串口接頭，12是上位機(jī)控制板天線，13是上位機(jī)控制端STM32處理器。

具體實(shí)施方式

本設(shè)計(jì)的狀態(tài)傳感器采用六軸陀螺儀MPU6050（2）、高精度數(shù)字氣壓傳感器MS5611（3）、三軸數(shù)字磁阻傳感器HMC5883L（4）、差分全球定位系統(tǒng)DGPS（9）。六軸陀螺儀MPU6050（2）采集三維加速度，三維角速度，三維姿態(tài)角,并將數(shù)據(jù)傳送給控制端飛控板STM32處理器（1）進(jìn)行處理；高精度數(shù)字氣壓傳感器MS5611（3）采集不同高度的氣壓不同,將氣壓值轉(zhuǎn)換成高度值得到飛機(jī)的高度；三軸數(shù)字磁阻傳感器HMC5883L（4）采集磁場(chǎng)方向；差分全球定位系統(tǒng)DGPS（9）采集飛機(jī)所處的經(jīng)緯度以及高度。天線（5）位于PCB底板（8）上，PCB底板另一端邊沿裝有電機(jī)電調(diào)接線端子（6），PCB底板四角有固定孔（7），控制端飛控板STM32處理器（1）通過(guò)程序的編寫,調(diào)節(jié)PID參數(shù)控制無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而控制飛機(jī)的平衡。

???????PCB底板一邊安裝有上位機(jī)控制板天線（12），本設(shè)計(jì)的上位機(jī)控制端的串口接頭（11）與PC相連,PC與上位機(jī)控制端STM32處理器（13）通信,并將上位機(jī)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)上位機(jī)控制端STM32處理器（13）的處理后通過(guò)無(wú)線模塊NRF24L01+PA+LNA（10）發(fā)送出去。

以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)所作的舉例和說(shuō)明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。