一种飞行动物可视化控制系统设计
本文选题:生物控制 + 恒流刺激 ; 参考:《郑州大学》2017年硕士论文
【摘要】:本文研究生物的运动控制问题,以无线通信和计算机技术为基础,结合生物神经研究成果,研制出一种可用于对飞行动物进行可视化运动控制的原型系统,实现对飞行动物运动方向的控制。运动控制的实现方法是通过外科手术把微电极植入与动物脑内与运动相关的神经位点,然后基于后台的飞行控制软件平台,通过GPRS的无线通信方式对微电极施加人工模拟的神经电刺激信号,从而实现了一种可用于对多个飞行动物六个运动方向(左、右、前、后、左前、右前)进行控制的远距离可视化遥控控制原型系统。论文详细描述了整个系统包括了前端控制终端和后台软件的设计架构。其中,控制终端(安装在动物身上)包括微处理器系统、无线通信模块、传感器单元以及神经刺激器单元,微处理器系统由主控制器STM32F103RCT6构成,无线通信模块采用GPRS网络,传感器单元包括气压计和GPS模块,神经刺激单元实现了恒流电刺激信号的产生,系统测试时其输出与微电极连接;后台软件包括基于C#的服务器和客户端。控制终端与服务器的连接通过GPRS无线通信方式,使用TCP协议,服务器和客户端的连接也使用TCP协议。用户通过客户端界面选择指定动物对象,发出控制指令,经过服务器转发给控制终端,控制终端输出恒流电刺激信号,使飞行动物按照指定方向运动;同时控制终端的高度信息和GPS相关信息通过服务器转发到客户端界面进行动态显示。最后,论文描述了原形控制系统测试过程与数据,验证了人工模拟的恒流电刺激信号用于动物运动方向控制的可行性,并总结了课题研究中的不足,对下一步工作做了展望。本系统的设计思想可以应用到其它一些需要生物控制、恒流刺激、定位监控的场合。
[Abstract]:In this paper, we study the motion control of biology. Based on wireless communication and computer technology, we develop a prototype system which can be used to visualize motion control of flying animals. Realize the control of the flying animal movement direction. The method of motion control is to implant microelectrode into the nerve site related to movement in the animal's brain through surgery, and then it is based on the background flight control software platform. Through the wireless communication of GPRS, artificial electroneuroelectric stimulation signal is applied to the microelectrode, which can be used in six directions (left, right, front, left front) for multiple flying animals. A remote visual remote control prototype system for control. The whole system including the front-end control terminal and the background software design framework is described in detail. The control terminal (mounted on an animal) includes a microprocessor system, a wireless communication module, a sensor unit and a nerve stimulator unit. The microprocessor system is composed of a main controller STM32F103RCT6, and the wireless communication module uses a GPRS network. The sensor unit includes barometer and GPS module, the nerve stimulation unit realizes the generation of constant current electric stimulation signal, the output of the sensor is connected to the microelectrode when the system is tested, and the background software includes the server and client based on C #. The connection between the control terminal and the server is controlled by GPRS wireless communication. The TCP protocol is used in the connection between the server and the client, and the TCP protocol is also used in the connection between the server and the client. The user selects the designated animal object through the client interface, sends out the control instruction, forwards it to the control terminal through the server, and the control terminal outputs the constant current electric stimulation signal to make the flying animal move in the specified direction. At the same time, the height information of the control terminal and the GPS information are transmitted to the client interface through the server for dynamic display. Finally, the paper describes the testing process and data of prototype control system, verifies the feasibility of artificial simulated constant current electric stimulation signal used in animal movement direction control, summarizes the shortcomings of the research, and makes a prospect for the next work. The design idea of this system can be applied to other situations that require biological control, constant current stimulation and location monitoring.
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP273
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,本文编号:1883909
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