本文關(guān)鍵詞：基于DSP和GPRS的無人船運動控制系統(tǒng)設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：對于白洋淀濕地生態(tài)系統(tǒng)定位研究站的建設(shè),以往定位研究站都有其局限性,覆蓋范圍有限,不能按照人們的意愿監(jiān)測濕地生態(tài)系統(tǒng)某些地點環(huán)境情況,而以往移動監(jiān)測平臺采用ZigBee組網(wǎng)技術(shù)對于信息傳輸又有很大的局限性。人們急需一種能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離信息傳輸,而且能夠進行半自主航行的水上無人船,來進行濕地的水溫水質(zhì)、環(huán)境監(jiān)測等專業(yè)數(shù)據(jù)采集與通訊傳輸,作為固定站點動態(tài)監(jiān)測的補充,為白洋淀濕地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)度與運行管理提供更加可靠的依據(jù),針對該情況本課題進行了基于DSP和GPRS的無人船運動控制系統(tǒng)設(shè)計。本設(shè)計無人船采用高集成度和高可靠性的TMS320F2812DSP芯片為主控板核心芯片,集成了北斗導航定位技術(shù)與超聲波智能避障技術(shù),半自主水中航行技術(shù)和GPRS網(wǎng)絡(luò)無線通訊技術(shù)等,攜帶能源,依靠自身的自治能力來管理控制自己,實現(xiàn)船體在濕地水域的信息傳輸,智能避障和半自主航行功能。其中無人船硬件方面:設(shè)計了集成有GPRS模塊的以TMS320F2812DSP為核心處理器的主控板,設(shè)計了以UM220一III N北斗衛(wèi)星導航模塊為核心的北斗導航模塊電路和以HMC5883L模塊為核心的電子羅盤模塊電路,添加了超聲波傳感器。軟件方面:為各硬件設(shè)備編寫程序?qū)崿F(xiàn)其相應功能,利用算法實現(xiàn)了超聲波自動避障功能,通過無人船與終點區(qū)域中心坐標位置關(guān)系的計算并進行船體行駛方向調(diào)整實現(xiàn)了無人船半自主航行控制。該無人船能夠有效的彌補監(jiān)測漏洞,能夠在白洋淀多處水域半自主航行,監(jiān)測濕地生態(tài)系統(tǒng)不同水域環(huán)境情況,對固定濕地監(jiān)測站點進行補充,從而節(jié)省大量人力和財力,通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)將無人船與上位機實現(xiàn)遠距離無線連接,便于人們按照自己的意愿遠程監(jiān)測白洋淀濕地水域環(huán)境信息,為白洋淀濕地生態(tài)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫提供信息資源。
【關(guān)鍵詞】：無人船 GPRS無線網(wǎng)絡(luò) TMS320F2812DSP 智能避障
【學位授予單位】：河北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U664.82;TP273;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-13
• 1.1 研究的背景10-11
• 1.2 研究意義11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 工作安排12-13
• 第2章 無人船系統(tǒng)設(shè)計方案13-18
• 2.1 總體設(shè)計方案13
• 2.2 各功能部分設(shè)計方案13-16
• 2.2.1 遠程信息傳輸設(shè)計方案14
• 2.2.2 運動信息采集系統(tǒng)設(shè)計方案14-15
• 2.2.3 運動控制部分設(shè)計方案15-16
• 2.2.4 供電系統(tǒng)設(shè)計方案16
• 2.3 上位機16-18
• 第3章 無人船控制系統(tǒng)各部分設(shè)計18-45
• 3.1 遠程信息傳輸系統(tǒng)設(shè)計18-22
• 3.1.1 遠程信息傳輸網(wǎng)絡(luò)比較18-19
• 3.1.2 GPRS功能實現(xiàn)19-22
• 3.2 運動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)22-25
• 3.2.1 定位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)22-24
• 3.2.2 方位運動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)24-25
• 3.3 運動控制系統(tǒng)設(shè)計25-41
• 3.3.1 控制核心設(shè)計25-26
• 3.3.2 電機驅(qū)動電路設(shè)計26-29
• 3.3.3 超聲波避障設(shè)計29-33
• 3.3.4 直線型路徑半自主航行控制設(shè)計33-36
• 3.3.5 偏轉(zhuǎn)角度 α 的計算36-39
• 3.3.6 曲線型路徑半自主航行控制設(shè)計39-40
• 3.3.7 無人船與上位機之間的通信協(xié)議40-41
• 3.4 系統(tǒng)供電電路設(shè)計41-45
• 3.4.1 電機和舵機供電42
• 3.4.2 各模塊電源供電電路42-43
• 3.4.3 主芯片供電43-45
• 第4章 系統(tǒng)搭建與測試45-52
• 4.1 上位機系統(tǒng)搭建45-46
• 4.2 無人船平臺系統(tǒng)搭建與測試46-48
• 4.3 無人船水中測試48-52
• 第5章 總結(jié)與展望52-53
• 5.1 總結(jié)52
• 5.2 展望52-53
• 參考文獻53-56
• 致謝56-57
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況57

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本文編號：276113