本文關鍵詞：無人船控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

  更多相關文章： 無人船 控制系統(tǒng) GPS軌跡回放 無線網橋 模塊化設計

【摘要】：“十二五”規(guī)劃指出,中國要大力發(fā)展海洋經濟,海洋經濟也就是所謂的藍色經濟。在發(fā)展海洋經濟的同時,無人船的技術也隨之普遍起來。無人船技術在國外發(fā)展較早,剛開始主要用于軍事領域,隨著無人船技術的普及,應用領域慢慢擴展到了海洋探測、環(huán)境參數采集、海面巡邏以及氣象學等領域。本論文在進行無人船的設計過程中,主要采用了模塊化的設計理念,分別對某一個特定功能的模塊進行設計,無人船系統(tǒng)包括水上無人船系統(tǒng)和岸基監(jiān)控子系統(tǒng),水上無人船系統(tǒng)包括無人船下位機主控制中心和驅動控制中心。無人船下位機主控制中心采用了基于微處理器S3C2440的電路板,對于無人船外圍相關的控制和信息采集的相關工作由無人船驅動控制中心完成的,驅動控制中心是一款主要采用了微處理器STM32F103VCT6的控制板。無人船搭載了GPS模塊和GPRS模塊,通過GPS模塊實時的進行無人船的定位,通過與電子地圖比較,可以在上位機界面進行無人船航行軌跡的回放；GPRS主要完成無人船和岸基監(jiān)控子系統(tǒng)之間的通信數據傳輸,無人船船體還安裝了防水型的超聲波測距避障模塊,當遇到水面障礙物時,可以進行避障,同時還搭載了溫濕度傳感器,可以對無人船所在的水域進行溫濕度的檢測,通過無人船監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)讀取指令并顯示。為了對無人船所在的水域實時監(jiān)控,采用了5.8GHz的無線網橋進行視頻的傳輸,目前市場上用的無線通信模塊大部分是2.4GHz的,為了保證視頻信號傳輸的穩(wěn)定性,本論文無人船設計采用的是5.8GHz的通信頻率,干擾非常小,傳輸帶寬高達300M,全完符合視頻傳輸的要求。無人船裝載了高清的監(jiān)控系統(tǒng),可以實現(xiàn)無人船的水面巡邏功能。本論文設計的無人船是一款基本型的無人船(Unmanned Surface Vehicles, USV),可以實現(xiàn)基本的航行,結合目前實驗室研究的ROY(遙控水下機器人)系統(tǒng),可以將USV和ROV (Remotely Operated Vehicle, ROV)結合在一起作為載體,搭載智能機器人、高清水下攝像機、光源系統(tǒng)以及海底顯微鏡等設備,從事水質采樣、圖像處理、水下非均勻光場、海底微生物觀察等各種重要科研項目的科研工作。
【關鍵詞】：無人船 控制系統(tǒng) GPS軌跡回放 無線網橋 模塊化設計
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U664.82
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 課題提出的背景和意義10-11
• 1.2 無入船國內外研究的現(xiàn)狀11-16
• 1.3 論文研究的內容和架構安排16-18
• 1.3.1 主要研究內容16-17
• 1.3.2 論文寫作安排17-18
• 2 無人船整體架構設計方案18-26
• 2.1 無人船船體模塊設計18-19
• 2.2 無人船下位機控制子系統(tǒng)19-21
• 2.3 無人船網絡通信子系統(tǒng)21
• 2.4 無人船自主導航子系統(tǒng)21-24
• 2.4.1 無人船自主導航模式22
• 2.4.2 基于無線網橋的視頻實時監(jiān)控22-24
• 2.5 無人船信息采集子系統(tǒng)24-25
• 2.6 無人船動力裝置子系統(tǒng)25-26
• 3 無人船下位機控制系統(tǒng)硬件電路設計26-44
• 3.1 板載供電系統(tǒng)電路設計27-28
• 3.2 無人船下位機主控制中心的電路設計28-33
• 3.2.1 微處理器S3C2440體系結構28-30
• 3.2.2 復位電路的設計30
• 3.2.3 串口通信電路設計30-31
• 3.2.4 JTAG調試接口電路設計31-33
• 3.3 驅動控制中心電路設計33-35
• 3.3.1 驅動控制中心最小系統(tǒng)設計33-34
• 3.3.2 外圍接口電路設計34-35
• 3.4 GPRS通信子系統(tǒng)硬件電路設計35-37
• 3.4.1 USIM卡的介紹35
• 3.4.2 SIM900A簡單介紹35-36
• 3.4.3 基于SIM900A的GPRS通信電路設計36-37
• 3.5 GPS全球導航定位系統(tǒng)37-39
• 3.6 驅動子系統(tǒng)電路設計39-41
• 3.6.1 舵機控制模塊的電路設計40
• 3.6.2 推進器檔位控制40-41
• 3.7 信息采集子系統(tǒng)41-44
• 3.7.1 溫濕度接口電路設計41-42
• 3.7.2 超聲波測距避障提醒電路設計42-44
• 4 無人船下位機軟件系統(tǒng)設計44-54
• 4.1 下位機控制系統(tǒng)的設計44-47
• 4.1.1 操作系統(tǒng)介紹44-45
• 4.1.2 Linux系統(tǒng)移植45-46
• 4.1.3 下位機控制中心程序設計總體框圖46-47
• 4.2 GPS模塊程序設計47-49
• 4.3 傳感器模塊底層程序設計49-52
• 4.3.1 超聲波模塊程序設計49-51
• 4.3.2 溫濕度傳感器程序設計51-52
• 4.4 無人船驅動系統(tǒng)程序設計52-53
• 4.5 無人船上位機管理軟件53-54
• 5 無人船控制系統(tǒng)調試和定位數據分析54-64
• 5.1 實驗目的54
• 5.2 無人船實地實驗平臺的搭建54-57
• 5.3 無人船控制系統(tǒng)測試和定位數據分析57-61
• 5.3.1 無人船定位信息采集與分析57-58
• 5.3.2 無人船的軌跡回放58-60
• 5.3.3 無人船航速控制和相關信息采集60-61
• 5.4 無人船視頻實時傳輸測試61-64
• 5.4.1 無線網橋系統(tǒng)的搭建工作61-62
• 5.4.2 無線網橋視頻實時傳輸的效果62-64
• 6 總結與展望64-66
• 6.1 設計過程的總結64-65
• 6.2 基于無人船后續(xù)科研項目的展望65-66
• 參考文獻66-68
• 附錄68-70
• 致謝70-71
• 個人簡歷71

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 劉蘋,吳鳴;上板機控制系統(tǒng)設計[J];機電工程;1997年05期

2 商衛(wèi)波;張涇周;宋保民;;8m~3高空模擬箱控制系統(tǒng)設計[J];機床與液壓;2006年01期

3 王連;;遵鋼2#燒結自動化控制系統(tǒng)設計與實施[J];制造業(yè)自動化;2007年10期

4 李茜;杜剛;魏利卓;袁銀;;智能滅火機器人的控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J];遼寧工業(yè)大學學報(自然科學版);2012年04期

5 薛仁林;空間飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)設計中的狀態(tài)估算[J];現(xiàn)代防御技術;1980年01期

6 溫鵬,李燕,鄒柳娟,郁伯銘;微機染色控制系統(tǒng)設計[J];華中理工大學學報;1991年03期

7 梁鋒,陳宗基;具有期望性能的控制系統(tǒng)設計[J];航空學報;1991年07期

8 Larry M.Silverberg;胡迎紅;;撓性空間飛行器的控制系統(tǒng)設計[J];國外導彈與航天運載器;1992年08期

9 劉康孝;85P遠程控制系統(tǒng)設計[J];現(xiàn)代引信;1993年01期

10 任一峰,張曉明,任作新;預測輸出的控制系統(tǒng)設計[J];華北工學院學報;2002年03期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 郭東道;;控制系統(tǒng)設計的近似方法[A];1994中國控制與決策學術年會論文集[C];1994年

2 金煒東;靳蕃;趙舵;;控制系統(tǒng)設計的滿意優(yōu)化方法[A];加入WTO和中國科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機遇、責任和對策（上冊）[C];2002年

3 李果;;離心機控制系統(tǒng)設計[A];2001年中國智能自動化會議論文集（下冊）[C];2001年

4 金煒東;趙舵;張葛祥;馬淑霞;;控制系統(tǒng)設計的滿意優(yōu)化方法[A];中國自動化學會、中國儀器儀表學會2004年西南三省一市自動化與儀器儀表學術年會論文集[C];2004年

5 梁成鵬;李仁華;吳劍關;;板坯自動化控制系統(tǒng)設計方案[A];2007中國鋼鐵年會論文集[C];2007年

6 李小堅;許淑新;;電解水機智能控制系統(tǒng)設計[A];中國計量協(xié)會冶金分會2013年會論文集[C];2013年

7 梁成鵬;李仁華;吳劍關;;板坯自動化控制系統(tǒng)設計方案[A];連鑄自動化技術研討會論文集[C];2007年

8 梁成鵬;李仁華;吳劍關;;板坯自動化控制系統(tǒng)設計方案[A];河北省冶金學會2008年煉鋼連鑄技術與學術交流會論文集[C];2008年

9 楊洪慶;周斌;邵奎志;林影煉;胡茂宏;;水下控制系統(tǒng)設計研究[A];2012年中國造船工程學會學術論文集[C];2012年

10 樊昌元;母夏宇;朱云林;;自動抽水控制系統(tǒng)設計[A];第十七屆全國測控計量儀器儀表學術年會（MCMI'2007）論文集（上冊）[C];2007年

中國重要報紙全文數據庫 前5條

1 記者 劉敬元　通訊員 曹洪儒;鞍鋼獨立完成熱連軋控制系統(tǒng)設計與調試[N];中國冶金報;2010年

2 本報記者 路艷艷;NI：高效實現(xiàn)控制系統(tǒng)設計、驗證、測試一體化[N];機電商報;2007年

3 河南 郜振國 孟國光;PLC控制系統(tǒng)設計注意事項[N];電子報;2006年

4 劉紅梅 山西廣播電視大學晉中分校;高速線材打包機PLC控制系統(tǒng)設計[N];晉中日報;2011年

5 王久輝;基于角色的訪問控制系統(tǒng)設計[N];計算機世界;2003年

中國博士學位論文全文數據庫 前3條

1 曹云鵬;船用LPG發(fā)動機噴射控制系統(tǒng)設計技術研究[D];哈爾濱工程大學;2011年

2 張燕;自主飛艇的建模與控制系統(tǒng)設計[D];上海交通大學;2009年

3 周長義;三軸飛行仿真轉臺控制系統(tǒng)設計與控制算法研究[D];中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所）;2005年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 苑一明;基于RSL ogix5000的生物發(fā)酵控制系統(tǒng)設計[D];河北大學;2015年

2 李志雄;微型塑料阻尼器一體化自動裝配線控制系統(tǒng)設計[D];江西理工大學;2015年

3 張棟棟;野外靶場設備控制系統(tǒng)設計[D];山東大學;2015年

4 李猛;兩軸船載穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)設計與研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

5 徐馨珂;基于MVC~3的乙炔加氫反應器控制系統(tǒng)設計[D];北京化工大學;2015年

6 李爭;筒狀貯箱自動噴涂裝置控制系統(tǒng)設計與開發(fā)[D];大連交通大學;2015年

7 嚴巖;基于DSP2812的高速列車塞拉門控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D];江蘇科技大學;2015年

8 賴小林;蒸汽動能磨PLC控制系統(tǒng)設計與研究[D];西南科技大學;2015年

9 李勝男;基于PLC的工業(yè)絲紡絲控制系統(tǒng)設計[D];大連理工大學;2015年

10 孟繼勇;食用檳榔自動切籽機控制系統(tǒng)設計[D];西安電子科技大學;2014年

，

本文編號：733388