本文關(guān)鍵詞：三軸WiFi攝像頭舵機云臺的設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：云臺是安裝、固定攝像機的支撐設備。隨著無線通信網(wǎng)絡技術(shù)的不斷發(fā)展,云臺的應用已經(jīng)從攝影藝術(shù)拓展到軍事、交通建設、水利工程、生態(tài)研究、城市規(guī)劃等領(lǐng)域。在無人工作的環(huán)境中,需要云臺能克服風向、重心偏移等環(huán)境的變換,自動調(diào)整并保持水平位置。本設計提出一種三軸云臺系統(tǒng),以STC公司的IAP15F2K61S2單片機作為控制核心,由直流穩(wěn)壓電源模塊,WiFi數(shù)傳模塊,MPU-6050陀螺-加速度儀模塊,舵機等五部分組成。單片機通過MPU-6050采集云臺當前姿態(tài)信號,執(zhí)行滑動平均濾波算法和PID算法,產(chǎn)生PWM信號來控制X軸、Y軸舵機的轉(zhuǎn)動角度,使云臺上攝像頭保持在水平位置；上位機通過WiFi數(shù)傳模塊向云臺發(fā)送指令,控制云臺,Z軸舵機轉(zhuǎn)動,使攝像頭具備360°旋轉(zhuǎn)功能。文章首先介紹云臺的研究和發(fā)展現(xiàn)狀、提出云臺設計的總體方案,并詳細介紹云臺各組成模塊及硬件電路設計,介紹PID算法的應用。給出主程序、數(shù)據(jù)采集程序、轉(zhuǎn)換程序和PID算法控制程序、中斷程序流程圖。所設計的云臺系統(tǒng),經(jīng)調(diào)試運行,實現(xiàn)了自動平衡功能和攝像頭拍攝圖像傳輸功能,系統(tǒng)較為穩(wěn)定,達到了預期的目標,為今后進一步開發(fā)應用打下基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：云臺 WIFI MPU-6050 舵機 PID算法
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB853.19
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 研究云臺背景和意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 WIFI技術(shù)的發(fā)展與應用9-10
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容10-11
• 第二章 云臺系統(tǒng)硬件設計11-26
• 2.1 云臺系統(tǒng)的架構(gòu)11-12
• 2.2 主控芯片12-13
• 2.2.1 STC15F2K61S2單片機12
• 2.2.2 STC15F2K61S2引腳及中斷應用12-13
• 2.3 WIFI數(shù)傳模塊13-16
• 2.3.1 基于OpenWrt的數(shù)傳模塊13-14
• 2.3.2 云臺數(shù)傳模塊的選擇14-16
• 2.4 攝像頭16
• 2.5 電源穩(wěn)壓模塊16-17
• 2.6 MPU-6050模塊17-21
• 2.6.1 MPU-6050性能17-18
• 2.6.2 MPU-6050陀螺儀-加速度儀器控制原理18-19
• 2.6.3 MPU-6050采集角度的數(shù)學模型19
• 2.6.4 MPU-6050的IIC通信協(xié)議19-21
• 2.7 MG995舵機21-26
• 2.7.1 舵機簡明介紹21
• 2.7.2 云臺系統(tǒng)舵機的選擇21-22
• 2.7.3 舵機工作原理22
• 2.7.4 舵機控制信號(PWM)22-23
• 2.7.5 PWM控制MG995舵機的過程23-26
• 第三章 軟件設計26-35
• 3.1 總體設計26-27
• 3.2 MPU-6050數(shù)據(jù)采集和處理27-29
• 3.2.1 MPU-6050的角度計算27-28
• 3.2.2 MPU-6050數(shù)據(jù)采集和處理28-29
• 3.3 舵機的PID控制器算法29-31
• 3.4 PWM信號的軟件生成31-32
• 3.5 串行中斷通信程序32-33
• 3.6 上位機控制云臺Z軸舵機流程33-35
• 第四章 系統(tǒng)測試35-42
• 4.1 硬件測試35-37
• 4.1.1 電源模塊測試35
• 4.1.2 主控芯片電路測試35-36
• 4.1.3 MPU-6050模塊測試36-37
• 4.2 軟件測試37-42
• 4.2.1 單片機串口測試37-38
• 4.2.2 平滑濾波程序測試38
• 4.2.3 PID算法調(diào)試38-40
• 4.2.4 上位機串口通信調(diào)試40-42
• 第五章 總結(jié)與展望42-44
• 5.1 全文總結(jié)42
• 5.2 課題展望42-44
• 參考文獻44-47
• 附錄47-69
• 附錄A 云臺主控電路板PCB及三軸WIFI舵機云臺實物圖47-48
• 附錄B 初始化程序48-49
• 附錄C 傳感器采集信號子程序49-53
• 附錄D PID算法子程序53-54
• 附錄E 云臺完整程序54-69
• 致謝69-70
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 吳興中;歐青立;;一種PC與單片機多機RS232串口通信設計[J];國外電子測量技術(shù);2009年01期

2 葛磊蛟;毛一之;李歧;高婧嬙;;基于C語言的RS232串行接口通信實現(xiàn)[J];河北工業(yè)大學學報;2008年06期

3 賴義漢;王凱;;基于MPU6050的雙輪平衡車控制系統(tǒng)設計[J];河南工程學院學報(自然科學版);2014年01期

4 余寶意;裴海龍;;無人直升機云臺控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J];自動化與儀表;2012年09期

  本文關(guān)鍵詞：三軸WiFi攝像頭舵機云臺的設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：285810