机场驱鸟监控系统的研究与开发

发布时间：2020-05-27 09:03

【摘要】：鸟撞对于航空业而言是一个无法避开的影响飞行安全的重大难题。但是目前为止,对驱鸟设备的状态检测只有人工定期巡检,这种方式不能实时掌握驱鸟设备的状态并耗费人力资源。针对目前机场驱鸟过程中,驱鸟设备时常因温度过高、电压过低、压力不足等原因使得驱鸟设备无法工作与无法检测驱鸟设备是否工作成功的问题,提出了一种基于STM32的远程监控系统。该系统以嵌入式STM32为控制和数据处理核心,采集温度传感器、压力传感器、声音传感器的输出信号以及电源电压信号,并对采集到的声音信号进行了加窗和FFT处理,提取频谱中信号的最大模值,将采集到的数据和处理结果通过ZigBee技术上传给上位机,完成上位机和下位机的通信。本文的工作旨在为系统的产品化提供一种依据,本文主要内容如下:1.设计了基于STM32F303VCT6的监控系统,可以实现对电压、温度、压力以及声音等参数的测量;采用了基于ZigBee技术的无线传输方法,可以实现工作人员远程实时监控驱鸟设备工作状态。2.在对声音信号的处理过程中针对快速傅里叶变换造成频谱泄露、误差比较大的问题,首先在Matlab中模拟各个窗函数来选取最佳的窗函数,进而在STM32F303中采用加入Hamming窗的方法进行改进,减少频谱泄露。3.在上位机上设计了驱鸟系统信息管理软件,根据实际的要求设计不同的系统窗体,其中包括登录界面、用户管理界面、系统运行界面等。在系统中既可对用户信息进行管理,同时也可远程控制下位机的操作动作、接收实时数据并在上位机上显示。4.对电压、温度、声音等参数进行测量实验和数据对比实验,测量结果表明,本系统能够实现对驱鸟设备进行电压、温度、声音等参数的远程实时监控。
【图文】：

系统总体方案设计与 STM32 微控制器概述 系统总体方案设计系统总体设计分为两个模块。分别是上位机模块和下位机模块，机场驱鸟系统设如图 2-1 所示。上位机由电脑（PC）与 ZigBee 中心节点组成，下位机包括传感信号调理与采集模块、STM32、ZigBee 终端节点和驱鸟设备驱动模块，其中传感量的四个量分别为：电源电压、环境温度、煤气炮的压力和驱鸟设备工作后的声基本工作模式是上位机发送命令来控制温度、电源电压、驱鸟设备压力的采集及的驱动，通过无线模块将数据发送至上位机并在上位机上实时的显示。在上位机采样命令之后，A/D 对温度、电压、压力进行采样和转换，将转换的数字信号在行处理之后，数据通过串口传至下位机 ZigBee 模块，下位机 ZigBee 节点将数据机 ZigBee 节点，然后在上位机上显示。当这温度、电压、压力显示在正常值范围内机向下位机发送驱动驱鸟设备的命令，，同时采集驱鸟设备的声音信号。在下位机采集到的声音信号进行加窗和 FFT 处理，获取频域上模值的极大值，并将极大值位机，在上位机上显示出来以判断驱鸟设备是否工作成功。

西安理工大学工程硕士专业学位论文于冯 诺依曼总线架构(指令和数据共同使用总线，总线一次只能进行数据系统内部采用哈佛总线架构，即如图 2-2 中所示，ARM 内核的指令总线 I连用来获取指令，ARM 内核的数据总线 D-bus 与总线矩阵相连用来获取指令可以同时从存储器中读取，即处理器可以同时进行取指和数据读取序的执行速度。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V328;TP277

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本文编号：2683296