微型旋翼无人机通信系统的设计与实现

发布时间：2017-04-13 01:04

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【摘要】：随着微型旋翼无人机在军事、商业、科研和民用等各方面的应用越来越广泛,对微型旋翼无人机的实时性和可靠性要求也越来越高。微型旋翼无人机的通信系统是控制系统与无人机通信的链路,通信系统功能的完善对提升的无人机性能有很大的影响,所以对它的研究越来越成为重点。 论文分析了型旋翼无人机通信系统的功能需求,分别从硬件和软件两个方面进行了详细设计,利用数字信号处理器的实时性的特点,设计了通信系统的主处理器和功能模块,实现了通信系统连通控制系统与微型旋翼无人机机体的设计。论文的主要研究内容如下： (1)设计了基于数据信号处理器的微型旋翼无人机通信系统方案。以TMS320F28335为主处理器,设计了电源板和控制板,根据功能划分了数据采集、数据传输和指令响应模块,并从硬件上选择外部设备进行了电路连接设计。设计并实现了通信系统数据采集模块功能,电源板通过多通道缓冲串口(McBSP)对惯性传感器数据进行了采集,通过通用异步收发器(UART)采集了超声波测距仪数据,包括无人机的加速度、角速度、磁通量和高度等信息。 (2)设计并实现了通信系统数据传输模块功能。电源板采集到的传感器数据通过增强型控制器局域网(eCAN)传输给控制板,控制板通过Wi-Fi无线传输模块把传感器数据传输到控制系统,同时控制系统也可以通过无线通信方式发送控制指令。 (3)设计并实现了通信系统的指令响应模块功能。控制板接收到控制指令,传输到电源板,根据控制指令,增强型脉冲宽度调制(ePWM)模块可以产生不同占空比的PWM波形,改变舵机的偏转角度和电机的转动速度。
【关键词】：TMS320F28335 多通道缓冲串口 通用异步收发器 增强型控制局域网 增强型脉冲宽度调制
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V279;TN914
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 国外研究现状10-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 论文的组织架构13-15
• 第二章 微型旋翼无人机通信系统硬件设计15-27
• 2.1 引言15
• 2.2 硬件总体设计15-16
• 2.3 通信系统电源板的设计16-22
• 2.3.1 惯性传感器模块17-18
• 2.3.2 测距仪模块18-21
• 2.3.3 脉冲宽度调制模块21-22
• 2.4 通信系统控制板的设计22-25
• 2.4.1 控制板的外部存储22-23
• 2.4.2 控制板的无线模块23-24
• 2.4.3 控制板与电源板的连接24-25
• 2.5 PCB设计与实物图25-26
• 2.6 本章小结26-27
• 第三章 微型旋翼无人机通信系统软件设计27-44
• 3.1 引言27
• 3.2 数据采集模块设计27-34
• 3.2.1 McBSP采集IMU数据27-31
• 3.2.2 UART采集测距仪数据31-34
• 3.3 数据传输模块34-40
• 3.3.1 eCAN通信34-37
• 3.3.2 SPI与无线通信37-40
• 3.4 指令响应模块40-43
• 3.4.1 增强型脉冲宽度调制41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 微型旋翼无人机通信系统实现44-60
• 4.1 引言44
• 4.2 开发环境44-45
• 4.3 通信系统实现45-56
• 4.3.1 DSP系统初始化45-49
• 4.3.2 数据采集模块实现49-51
• 4.3.3 数据传输模块实现51-54
• 4.3.4 指令响应模块实现54-56
• 4.4 程序烧写56-59
• 4.4.1 程序烧写过程56-58
• 4.4.2 通信系统与控制系统通信58-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第五章 总结与展望60-62
• 5.1 论文工作总结60-61
• 5.2 论文问题与展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间发表的学术论文目录66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：302429