本文關(guān)鍵詞：基于北斗衛(wèi)星的小型水上航行器終端控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 小型水上航行器 ARM嵌入式Linux移植 北斗衛(wèi)星定位 北斗數(shù)據(jù)通信

【摘要】：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Bei Dou Navigation Satellite System,BDS)是由中國(guó)自主研發(fā)生產(chǎn)制作的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),其目標(biāo)定位為在全球范圍內(nèi)能夠全天候給其終端用戶提供精度高并且可靠性高的定位服務(wù)、海陸空交通運(yùn)輸導(dǎo)航服務(wù)以及準(zhǔn)確的授時(shí)服務(wù)等。此外,北斗還兼具短報(bào)文通信的功能,此為中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)不同與其他現(xiàn)有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的一大特色。本論文研究的小型水上航行器終端控制系統(tǒng)除了實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制之外,還有現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程目標(biāo)定位并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行通信,因此,本論文將通過(guò)“北斗衛(wèi)星”的定位、導(dǎo)航、授時(shí)、短報(bào)文通信功能應(yīng)用到小型水上航行器的終端控制系統(tǒng)中。終端控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將從硬件層、系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)層、功能應(yīng)用層三個(gè)層次進(jìn)行。本論文主要工作如下:(1)終端控制系統(tǒng)底層硬件的設(shè)計(jì)小型水上航行器終端控制系統(tǒng)的底層硬件系統(tǒng)主機(jī)采用搭載了CPU為ARM9架構(gòu)的S3C2440的開(kāi)發(fā)板,板上應(yīng)用的外圍器件設(shè)備主要有PWM時(shí)鐘模塊、串口通信模塊及Flash存儲(chǔ)模塊等,板外的數(shù)據(jù)采集模塊采用溫濕度傳感器DHT11及6軸慣性導(dǎo)航模塊,運(yùn)動(dòng)控制推進(jìn)器采用增強(qiáng)版42步進(jìn)電機(jī)結(jié)合直徑為10cm的螺旋槳,加上用于接入北斗衛(wèi)星的北斗終端構(gòu)成了整個(gè)底層的硬件控制系統(tǒng)。(2)終端控制系統(tǒng)的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)層設(shè)計(jì)終端控制系統(tǒng)的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)層的設(shè)計(jì)分為3個(gè)部分,分別是啟動(dòng)操作系統(tǒng)的Bootloader啟動(dòng)程序U-Boot的修改、編譯及移植,基于ARM架構(gòu)的嵌入式Linux內(nèi)核的裁剪、編譯及移植,Linux系統(tǒng)啟動(dòng)必需的根文件系統(tǒng)YAFFS2的移植。(3)終端控制系統(tǒng)的功能應(yīng)用層設(shè)計(jì)小型水上航行器將實(shí)現(xiàn)船體的運(yùn)動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)采集、北斗衛(wèi)星遠(yuǎn)程定位及北斗數(shù)據(jù)通信的功能。本論文將對(duì)小型水上航行器終端要實(shí)現(xiàn)的功能在移植了Linux系統(tǒng)的環(huán)境下進(jìn)行功能應(yīng)用程序設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā),詳述各個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)原理。最后,本文對(duì)整個(gè)終端控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,驗(yàn)證控制系統(tǒng)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 小型水上航行器 ARM嵌入式Linux移植 北斗衛(wèi)星定位 北斗數(shù)據(jù)通信
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U665.2;TN967.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 研究的背景與意義11
• 1.2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究狀況11-13
• 1.3 研究目的及內(nèi)容13-14
• 1.4 論文架構(gòu)及組織架構(gòu)14-16
• 第2章 相關(guān)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用技術(shù)背景16-22
• 2.1 北斗衛(wèi)星系統(tǒng)工作原理介紹16-18
• 2.2 嵌入式Linux系統(tǒng)18-21
• 2.2.1 嵌入式Linux系統(tǒng)介紹18-20
• 2.2.2 Linux系統(tǒng)的啟動(dòng)流程20-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第3章 控制終端底層硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)22-34
• 3.1 終端硬件控制系統(tǒng)描述22-27
• 3.1.1 硬件系統(tǒng)框架22-23
• 3.1.2 硬件模塊介紹23-27
• 3.2 功能模塊工作原理27-33
• 3.2.1 推進(jìn)器驅(qū)動(dòng)模塊27-29
• 3.2.2 數(shù)據(jù)采集傳感器29-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 第4章 控制終端系統(tǒng)環(huán)境搭建34-48
• 4.1 系統(tǒng)啟動(dòng)程序U-boot的移植34-38
• 4.1.1 U-Boot的啟動(dòng)原理34
• 4.1.2 U-Boot的配置及移植過(guò)程34-38
• 4.2 嵌入式Linux內(nèi)核移植38-43
• 4.2.1 Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)38-39
• 4.2.2 Linux內(nèi)核配置步驟39-43
• 4.3 移植YAFFS2文件系統(tǒng)43-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第5章 控制終端應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)48-67
• 5.1 串口通信程序開(kāi)發(fā)48-50
• 5.2 小型水上航行器運(yùn)動(dòng)控制程序開(kāi)發(fā)50-53
• 5.3 傳感器數(shù)據(jù)采集程序開(kāi)發(fā)53-58
• 5.3.1 DHT11溫濕度數(shù)據(jù)采集53-56
• 5.3.2 6 軸慣導(dǎo)模塊MPU6050數(shù)據(jù)采集56-58
• 5.4 北斗數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用58-66
• 5.4.1 北斗終端數(shù)據(jù)通信接口協(xié)議58
• 5.4.2 北斗終端接口定義58-59
• 5.4.3 接口數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議59-61
• 5.4.4 北斗短報(bào)文通信策略61-63
• 5.4.5 北斗通信程序設(shè)計(jì)63-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 第6章 系統(tǒng)測(cè)試及運(yùn)行情況67-71
• 6.1 系統(tǒng)測(cè)試目的67
• 6.2 系統(tǒng)測(cè)試的條件67
• 6.3 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果67-70
• 6.3.1 Linux系統(tǒng)移植測(cè)試效果67-68
• 6.3.2 小型水上航行器運(yùn)動(dòng)控制測(cè)試效果68-69
• 6.3.4 北斗終端定位及數(shù)據(jù)通信測(cè)試效果69-70
• 6.4 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果76-77
• 致謝77

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 潘光;施瑤;杜曉旭;黃橋高;;駐留航行器沉底穩(wěn)定性的數(shù)值分析[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2012年09期

2 劉海軍，徐德民，，高新;確定航行器組成部分的設(shè)計(jì)要求[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1994年04期

3 劉海軍，徐德民，高新，王崇偉;用遞層分析法確定水下自主航行器的設(shè)計(jì)要求[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1995年04期

4 ;智慧島[J];現(xiàn)代艦船;2005年12期

5 朱珉虎;;中國(guó)科學(xué)院最新科技成果——飛鰩水面航行器[J];船舶工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息;2002年05期

6 朱珉虎;飛鰩水面航行器[J];船舶;2002年03期

7 寧濤;黨建軍;陳偉華;;水下高速航行器殼體聯(lián)結(jié)強(qiáng)度分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2009年08期

8 傅金祝;;甚淺水使用的UUV系統(tǒng)[J];水雷戰(zhàn)與艦船防護(hù);2009年03期

9 湯浩;羅凱;李代金;;水下超高速航行器首舵控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2009年08期

10 羅凱;段鵬;高亞強(qiáng);;一種新型的超空泡航行器流體動(dòng)力布局[J];計(jì)算機(jī)仿真;2009年11期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 賈力平;康順;;基于FINE/Marine的水面高速航行器的水動(dòng)力數(shù)值模擬[A];第二十三屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)暨第十屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議文集[C];2011年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 袁亞新;法制成新型水下航行器[N];科技日?qǐng)?bào);2001年

2 記者 李佳彬;中馬澳三方將重點(diǎn)水下搜尋失聯(lián)客機(jī)[N];光明日?qǐng)?bào);2014年

3 孫濱生;澳科學(xué)家設(shè)計(jì)革命性航行器[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2004年

4 國(guó)防大學(xué)教授 李大光;十天后,搜尋MH370將如大海撈針[N];中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào);2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 何漫麗;水下自航行器水動(dòng)力學(xué)特性數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究[D];天津大學(xué);2005年

2 溫秉權(quán);小型淺水域水下自航行器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D];天津大學(xué);2005年

3 張宏偉;可著陸水下自航行器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)行為研究[D];天津大學(xué);2007年

4 侯巍;具有著陸坐底功能的水下自航行器系統(tǒng)控制與試驗(yàn)研究[D];天津大學(xué);2006年

5 王曉鳴;混合驅(qū)動(dòng)水下自航行器動(dòng)力學(xué)行為與控制策略研究[D];天津大學(xué);2009年

6 劉潮東;水下信號(hào)處理與航行器路徑規(guī)劃方法[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

7 王芳;過(guò)驅(qū)動(dòng)水面航行器的控制分配技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

8 王昊;基于自適應(yīng)動(dòng)態(tài)面控制的自主海洋航行器協(xié)同路徑跟蹤[D];大連海事大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 盧正華;基于超短基線的水下自主航行器回收導(dǎo)航策略的研究與仿真[D];浙江大學(xué);2013年

2 翟劉慧;面向監(jiān)測(cè)與探測(cè)應(yīng)用的水面自主航行器設(shè)計(jì)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

3 周宏祥;波浪能推進(jìn)水面航行器的路徑規(guī)劃問(wèn)題研究[D];浙江大學(xué);2016年

4 唐傳璋;基于北斗衛(wèi)星的小型水上航行器終端控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];燕山大學(xué);2016年

5 白瑩;可著陸水下自航行器外形設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D];天津大學(xué);2007年

6 李波;水下無(wú)人航行器發(fā)展研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2002年

7 張智偉;水下仿生航行器自主游動(dòng)的三維數(shù)值研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

8 劉同輝;水下自航行器傳感系統(tǒng)集成研究[D];天津大學(xué);2012年

9 劉錕;混合型水下自航行器的概念設(shè)計(jì)與研究[D];天津大學(xué);2007年

10 王曉鳴;水下自航行器運(yùn)動(dòng)控制研究[D];天津大學(xué);2007年

本文編號(hào)：889591