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

【摘要】：對(duì)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(cè)濕地生態(tài)系統(tǒng)某些地點(diǎn)環(huán)境情況,而以往移動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)采用ZigBee組網(wǎng)技術(shù)對(duì)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(yuǎn)距離信息傳輸,而且能夠進(jìn)行半自主航行的水上無(wú)人船,來(lái)進(jìn)行濕地的水溫水質(zhì)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等專業(yè)數(shù)據(jù)采集與通訊傳輸,作為固定站點(diǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的補(bǔ)充,為白洋淀濕地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)度與運(yùn)行管理提供更加可靠的依據(jù),針對(duì)該情況本課題進(jìn)行了基于DSP和GPRS的無(wú)人船運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)無(wú)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(dǎo)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(wú)線通訊技術(shù)等,攜帶能源,依靠自身的自治能力來(lái)管理控制自己,實(shí)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(wú)人船硬件方面:設(shè)計(jì)了集成有GPRS模塊的以TMS320F2812DSP為核心處理器的主控板,設(shè)計(jì)了以UM220一III N北斗衛(wèi)星導(dǎo)航模塊為核心的北斗導(dǎo)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(yīng)功能,利用算法實(shí)現(xiàn)了超聲波自動(dòng)避障功能,通過(guò)無(wú)人船與終點(diǎn)區(qū)域中心坐標(biāo)位置關(guān)系的計(jì)算并進(jìn)行船體行駛方向調(diào)整實(shí)現(xiàn)了無(wú)人船半自主航行控制。該無(wú)人船能夠有效的彌補(bǔ)監(jiān)測(cè)漏洞,能夠在白洋淀多處水域半自主航行,監(jiān)測(cè)濕地生態(tài)系統(tǒng)不同水域環(huán)境情況,對(duì)固定濕地監(jiān)測(cè)站點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充,從而節(jié)省大量人力和財(cái)力,通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將無(wú)人船與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無(wú)線連接,便于人們按照自己的意愿遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)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(kù)提供信息資源。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)人船 GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò) TMS320F2812DSP 智能避障
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 工作安排12-13
• 第2章 無(wú)人船系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案13-18
• 2.1 總體設(shè)計(jì)方案13
• 2.2 各功能部分設(shè)計(jì)方案13-16
• 2.2.1 遠(yuǎn)程信息傳輸設(shè)計(jì)方案14
• 2.2.2 運(yùn)動(dòng)信息采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案14-15
• 2.2.3 運(yùn)動(dòng)控制部分設(shè)計(jì)方案15-16
• 2.2.4 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案16
• 2.3 上位機(jī)16-18
• 第3章 無(wú)人船控制系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)18-45
• 3.1 遠(yuǎn)程信息傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)18-22
• 3.1.1 遠(yuǎn)程信息傳輸網(wǎng)絡(luò)比較18-19
• 3.1.2 GPRS功能實(shí)現(xiàn)19-22
• 3.2 運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)24-25
• 3.3 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)25-41
• 3.3.1 控制核心設(shè)計(jì)25-26
• 3.3.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)26-29
• 3.3.3 超聲波避障設(shè)計(jì)29-33
• 3.3.4 直線型路徑半自主航行控制設(shè)計(jì)33-36
• 3.3.5 偏轉(zhuǎn)角度 α 的計(jì)算36-39
• 3.3.6 曲線型路徑半自主航行控制設(shè)計(jì)39-40
• 3.3.7 無(wú)人船與上位機(jī)之間的通信協(xié)議40-41
• 3.4 系統(tǒng)供電電路設(shè)計(jì)41-45
• 3.4.1 電機(jī)和舵機(jī)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(cè)試45-52
• 4.1 上位機(jī)系統(tǒng)搭建45-46
• 4.2 無(wú)人船平臺(tái)系統(tǒng)搭建與測(cè)試46-48
• 4.3 無(wú)人船水中測(cè)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(xiàn)53-56
• 致謝56-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況57

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本文編號(hào)：276113