基于嵌入式Linux和3G网络的四旋翼飞行器应用开发

发布时间：2017-05-19 17:03

  本文关键词：基于嵌入式Linux和3G网络的四旋翼飞行器应用开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：四旋翼飞行器是通过对多传感器数据的融合和解算,获取出自身的姿态欧拉角,进而通过PID控制器控制四个带螺旋桨的电机,使其完成垂直起飞、悬停、自由飞行等动作。四旋翼飞行器涉及多学科的融合,包括自动控制技术、微电子技术、多传感器融合技术、电机学、空气动力学等技术,具有非常高的研究价值。而且,因为它的体积小、灵活方便等特性,现在在许多应用领域都开始出现它的身影,如航拍、侦查、测绘、运输等,应用前景十分广阔。本文的工作主要是针对飞行器控制和视频传输的距离限制问题,提出了一种基于嵌入式Linux,3G网络和STM32控制器的飞行器传输控制系统。论文主要研究内容如下：1：系统总体设计及硬件平台。完成对系统概况的介绍和硬件平台的选择,采用ARM9+STM32的硬件架构,保证了系统的稳定和实时性,选择了开发所需的开发板,摄像头型号,3G传输的制式和模块的型号,以及选择嵌入式Linux作为传输的系统。2：四旋翼飞行器设计。主要完成STM32下驱动的开发,完成对MPU6050和HMC5883的读数,基于四元数的数据融合和姿态解算,并利用经典PID控制器完成对飞行器的稳定控制。3：嵌入式Linux的移植。根据开发板的硬件平台和实际应用,完成对嵌入式Linux内核的裁剪、配置和编译,编译了Bootloader启动程序,制作了yaffs2文件系统。4：系统应用软件的设计。完成对视频服务器应用软件Mjpg-streamer和Web服务器的搭建和移植,完成对STM32控制端口的驱动开发和应用程序,编译移植了3G网卡驱动,完成了3G拨号上网脚本,完成了基于C#的上位机控制程序的编写。
【关键词】：四旋翼飞行器 嵌入式Linux 3G视频传输
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V275;TP316.81;TN929.53
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题背景及意义10
• 1.2 四旋翼飞行器国外国内研究现状10-14
• 1.2.1 国外研究10-13
• 1.2.2 国内研究13-14
• 1.3 论文研究的内容14-16
• 第二章 系统总体设计和硬件平台16-21
• 2.1 系统总体设计架构16-17
• 2.2 系统硬件设计方案17-20
• 2.2.1 开发板17-18
• 2.2.2 摄像头18-19
• 2.2.3 3G网卡19-20
• 2.2.4 飞控模块20
• 2.3 本章小结20-21
• 第三章 四旋翼飞行器设计21-34
• 3.1 四旋翼飞行器飞行原理21-24
• 3.2 四旋翼飞行器总体设计24-27
• 3.2.1 主控芯片24-25
• 3.2.2 惯性模块25-26
• 3.2.3 气压高度计26-27
• 3.3 数据融合和姿态解算27-30
• 3.4 经典PID控制30-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第四章 嵌入式Linux系统的搭建34-49
• 4.1 引言34-35
• 4.2 开发环境的建立35-39
• 4.2.1 安装Red Hat Enterprise Linux 635-36
• 4.2.2 Windows和Linux文件共享36-38
• 4.2.3 NFS服务器搭建38
• 4.2.4 安装交叉工具链38-39
• 4.3 U-boot移植和编译39-42
• 4.3.1 U-boot体系结构40-41
• 4.3.2 U-boot移植过程41-42
• 4.4 嵌入式Linux系统内核移植和根文件系统42-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第五章 系统软件设计49-62
• 5.1 Mjpg-streamer移植49-53
• 5.1.1 Mjpg-streamer简介及系统结构49-51
• 5.1.2 Mjpg-streamer移植51-53
• 5.2 3G拨号上网的实现53-56
• 5.2.1 3G网卡模块驱动移植53-54
• 5.2.2 拨号上网实现54-56
• 5.3 上位机设计56-57
• 5.4 Linux系统控制应用程序和驱动程序的实现57-61
• 5.4.1 驱动程序57-59
• 5.4.2 应用程序59-61
• 5.5 本章小结61-62
• 第六章 总结与展望62-64
• 6.1 总结62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-69
• 附件69

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 车鸣;基于ARM9的嵌入式Linux应用与移植性研究[D];西安电子科技大学;2007年

2 李进舜;3G移动摄像远程视频监控系统的设计与实现研究[D];中南大学;2012年

3 冼东成;基于嵌入式Linux的网络实时监控系统的设计与实现[D];华南理工大学;2012年

4 陈浩;基于CDMA 2000 1X的无线通信监测终端的设计与实现[D];杭州电子科技大学;2011年

5 张霄;基于ARM11的嵌入式linux系统移植与实现[D];山东大学;2013年

6 赵九龙;基于嵌入式Linux系统的移动机器人无线控制技术[D];西安电子科技大学;2013年

7 凌金福;四旋翼飞行器飞行控制算法的研究[D];南昌大学;2013年

8 杨阔;基于ARM和3G的田间视频采集传输系统开发[D];西北农林科技大学;2013年

9 孔天恒;基于Radar-scanner/INS的微小型旋翼无人机室内组合导航与控制的研究[D];浙江大学;2014年

  本文关键词：基于嵌入式Linux和3G网络的四旋翼飞行器应用开发，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：379240