本文關(guān)鍵詞：無(wú)人船控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 無(wú)人船 控制系統(tǒng) GPS軌跡回放 無(wú)線網(wǎng)橋 模塊化設(shè)計(jì)

【摘要】：“十二五”規(guī)劃指出,中國(guó)要大力發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì),海洋經(jīng)濟(jì)也就是所謂的藍(lán)色經(jīng)濟(jì)。在發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)的同時(shí),無(wú)人船的技術(shù)也隨之普遍起來(lái)。無(wú)人船技術(shù)在國(guó)外發(fā)展較早,剛開始主要用于軍事領(lǐng)域,隨著無(wú)人船技術(shù)的普及,應(yīng)用領(lǐng)域慢慢擴(kuò)展到了海洋探測(cè)、環(huán)境參數(shù)采集、海面巡邏以及氣象學(xué)等領(lǐng)域。本論文在進(jìn)行無(wú)人船的設(shè)計(jì)過(guò)程中,主要采用了模塊化的設(shè)計(jì)理念,分別對(duì)某一個(gè)特定功能的模塊進(jìn)行設(shè)計(jì),無(wú)人船系統(tǒng)包括水上無(wú)人船系統(tǒng)和岸基監(jiān)控子系統(tǒng),水上無(wú)人船系統(tǒng)包括無(wú)人船下位機(jī)主控制中心和驅(qū)動(dòng)控制中心。無(wú)人船下位機(jī)主控制中心采用了基于微處理器S3C2440的電路板,對(duì)于無(wú)人船外圍相關(guān)的控制和信息采集的相關(guān)工作由無(wú)人船驅(qū)動(dòng)控制中心完成的,驅(qū)動(dòng)控制中心是一款主要采用了微處理器STM32F103VCT6的控制板。無(wú)人船搭載了GPS模塊和GPRS模塊,通過(guò)GPS模塊實(shí)時(shí)的進(jìn)行無(wú)人船的定位,通過(guò)與電子地圖比較,可以在上位機(jī)界面進(jìn)行無(wú)人船航行軌跡的回放；GPRS主要完成無(wú)人船和岸基監(jiān)控子系統(tǒng)之間的通信數(shù)據(jù)傳輸,無(wú)人船船體還安裝了防水型的超聲波測(cè)距避障模塊,當(dāng)遇到水面障礙物時(shí),可以進(jìn)行避障,同時(shí)還搭載了溫濕度傳感器,可以對(duì)無(wú)人船所在的水域進(jìn)行溫濕度的檢測(cè),通過(guò)無(wú)人船監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)讀取指令并顯示。為了對(duì)無(wú)人船所在的水域?qū)崟r(shí)監(jiān)控,采用了5.8GHz的無(wú)線網(wǎng)橋進(jìn)行視頻的傳輸,目前市場(chǎng)上用的無(wú)線通信模塊大部分是2.4GHz的,為了保證視頻信號(hào)傳輸?shù)姆�(wěn)定性,本論文無(wú)人船設(shè)計(jì)采用的是5.8GHz的通信頻率,干擾非常小,傳輸帶寬高達(dá)300M,全完符合視頻傳輸?shù)囊�。無(wú)人船裝載了高清的監(jiān)控系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人船的水面巡邏功能。本論文設(shè)計(jì)的無(wú)人船是一款基本型的無(wú)人船(Unmanned Surface Vehicles, USV),可以實(shí)現(xiàn)基本的航行,結(jié)合目前實(shí)驗(yàn)室研究的ROY(遙控水下機(jī)器人)系統(tǒng),可以將USV和ROV (Remotely Operated Vehicle, ROV)結(jié)合在一起作為載體,搭載智能機(jī)器人、高清水下攝像機(jī)、光源系統(tǒng)以及海底顯微鏡等設(shè)備,從事水質(zhì)采樣、圖像處理、水下非均勻光場(chǎng)、海底微生物觀察等各種重要科研項(xiàng)目的科研工作。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)人船 控制系統(tǒng) GPS軌跡回放 無(wú)線網(wǎng)橋 模塊化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U664.82
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 課題提出的背景和意義10-11
• 1.2 無(wú)入船國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀11-16
• 1.3 論文研究的內(nèi)容和架構(gòu)安排16-18
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.3.2 論文寫作安排17-18
• 2 無(wú)人船整體架構(gòu)設(shè)計(jì)方案18-26
• 2.1 無(wú)人船船體模塊設(shè)計(jì)18-19
• 2.2 無(wú)人船下位機(jī)控制子系統(tǒng)19-21
• 2.3 無(wú)人船網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)21
• 2.4 無(wú)人船自主導(dǎo)航子系統(tǒng)21-24
• 2.4.1 無(wú)人船自主導(dǎo)航模式22
• 2.4.2 基于無(wú)線網(wǎng)橋的視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控22-24
• 2.5 無(wú)人船信息采集子系統(tǒng)24-25
• 2.6 無(wú)人船動(dòng)力裝置子系統(tǒng)25-26
• 3 無(wú)人船下位機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)26-44
• 3.1 板載供電系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)27-28
• 3.2 無(wú)人船下位機(jī)主控制中心的電路設(shè)計(jì)28-33
• 3.2.1 微處理器S3C2440體系結(jié)構(gòu)28-30
• 3.2.2 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)30
• 3.2.3 串口通信電路設(shè)計(jì)30-31
• 3.2.4 JTAG調(diào)試接口電路設(shè)計(jì)31-33
• 3.3 驅(qū)動(dòng)控制中心電路設(shè)計(jì)33-35
• 3.3.1 驅(qū)動(dòng)控制中心最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)33-34
• 3.3.2 外圍接口電路設(shè)計(jì)34-35
• 3.4 GPRS通信子系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)35-37
• 3.4.1 USIM卡的介紹35
• 3.4.2 SIM900A簡(jiǎn)單介紹35-36
• 3.4.3 基于SIM900A的GPRS通信電路設(shè)計(jì)36-37
• 3.5 GPS全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)37-39
• 3.6 驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)39-41
• 3.6.1 舵機(jī)控制模塊的電路設(shè)計(jì)40
• 3.6.2 推進(jìn)器檔位控制40-41
• 3.7 信息采集子系統(tǒng)41-44
• 3.7.1 溫濕度接口電路設(shè)計(jì)41-42
• 3.7.2 超聲波測(cè)距避障提醒電路設(shè)計(jì)42-44
• 4 無(wú)人船下位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)44-54
• 4.1 下位機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)44-47
• 4.1.1 操作系統(tǒng)介紹44-45
• 4.1.2 Linux系統(tǒng)移植45-46
• 4.1.3 下位機(jī)控制中心程序設(shè)計(jì)總體框圖46-47
• 4.2 GPS模塊程序設(shè)計(jì)47-49
• 4.3 傳感器模塊底層程序設(shè)計(jì)49-52
• 4.3.1 超聲波模塊程序設(shè)計(jì)49-51
• 4.3.2 溫濕度傳感器程序設(shè)計(jì)51-52
• 4.4 無(wú)人船驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)52-53
• 4.5 無(wú)人船上位機(jī)管理軟件53-54
• 5 無(wú)人船控制系統(tǒng)調(diào)試和定位數(shù)據(jù)分析54-64
• 5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>54
• 5.2 無(wú)人船實(shí)地實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建54-57
• 5.3 無(wú)人船控制系統(tǒng)測(cè)試和定位數(shù)據(jù)分析57-61
• 5.3.1 無(wú)人船定位信息采集與分析57-58
• 5.3.2 無(wú)人船的軌跡回放58-60
• 5.3.3 無(wú)人船航速控制和相關(guān)信息采集60-61
• 5.4 無(wú)人船視頻實(shí)時(shí)傳輸測(cè)試61-64
• 5.4.1 無(wú)線網(wǎng)橋系統(tǒng)的搭建工作61-62
• 5.4.2 無(wú)線網(wǎng)橋視頻實(shí)時(shí)傳輸?shù)男Ч?/span>62-64
• 6 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 設(shè)計(jì)過(guò)程的總結(jié)64-65
• 6.2 基于無(wú)人船后續(xù)科研項(xiàng)目的展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-68
• 附錄68-70
• 致謝70-71
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷71

【相似文獻(xiàn)】

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