基于Zigbee远程湿地监控系统的无人船运动系统设计

发布时间：2017-09-14 02:35

  本文关键词：基于Zigbee远程湿地监控系统的无人船运动系统设计

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【摘要】：湿地作为地球上重要的生态系统，具有非常强的水分调节功能、净化水质功能、物种生产功能和改善局部气候功能。近年来，由于人为因素造成了湿地生态系统的污染和退化。保护湿地环境需要随时掌握湿地区域内的水文信息，传统的采集信息的方式周期长，覆盖面有限。故采用在zigbee网络条件下，利用无人船搭载zigbee节点的方式进行信息采集。 本课题所设计的无人船运动系统有两种航行模式：摇杆操控模式和地图引导模式。摇杆操控模式下，通过对摇杆的操作来控制船体的速度和方向；地图引导模式下，，通过在地图上为无人船设置终点，结合无人船的位置信息，引导无人船向目的点行驶。无人船在行驶过程中，一旦发现有障碍物，能够避开障碍物，然后继续向目标行驶。 该无人船运动系统是基于Zigbee网络进行开发的，利用ATmega128作为主控芯片，产生两路PWM波以控制无人船的直流电机和舵机；采用三个超声波模块循环测距的方式判断前方障碍物的情况，以便控制船体绕开障碍物；搭配了GPS模块获取位置信息，进而能在地图上显示；通过自行编写的上位机程序，向无人船发送控制数据，控制无人船向期望的地点行驶。
【关键词】：Zigbee ATmega128 GPS PWM 避障 地图
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.82;TP277
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 研究意义11-12
• 1.3 国内外研究现状12-14
• 1.4 工作安排14-16
• 第2章 设计方案16-27
• 2.1 总体设计方案16-17
• 2.2 硬件设计方案17-22
• 2.2.1 船体部分17-19
• 2.2.2 控制部分19-20
• 2.2.3 传输部分20-22
• 2.3 软件设计方案22-27
• 2.3.1 PWM 脉宽调制23
• 2.3.2 超声波测距23-24
• 2.3.3 Zigbee 协议简介24-25
• 2.3.4 上位机25-27
• 第3章 硬件电路设计27-34
• 3.1 电源电路27-28
• 3.2 ATmega128 接口及外围电路28-29
• 3.3 L298N 电路设计29-30
• 3.4 Zigbee 模块电路设计30-34
• 第4章 软件设计34-50
• 4.1 主控芯片底层配置34-38
• 4.1.1 主控芯片 mega128 的熔丝位设置34-36
• 4.1.2 时钟配置36
• 4.1.3 引脚配置36-37
• 4.1.4 定时/计数器配置37
• 4.1.5 串口配置37-38
• 4.2 主控芯片应用程序38-43
• 4.2.1 主程序38-41
• 4.2.2 中断程序41-43
• 4.3 Zigbee 网络传输43-46
• 4.3.1 Zigbee 网络的建立43-44
• 4.3.2 Zigbee 网络传输串口数据44-46
• 4.4 上位机软件46-50
• 第5章 系统调试50-55
• 5.1 直流电机、舵机调试50
• 5.3 超声波测距控制舵机测试50-51
• 5.4 Zigbee 组网数据传输测试51-52
• 5.5 远程控制舵机测试52-53
• 5.6 摇杆操控模式测试53-54
• 5.7 地图引导模式测试54-55
• 第6章 总结与展望55-56
• 参考文献56-59
• 攻读硕士学位期间发表论文情况59-60
• 致谢60

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本文编号：847360