基于STM32全海深ARV监控系统设计

针对全海深无人潜水器海洋参数监测的任务需求,结合“彩虹鱼”号全海深无人潜水器监控系统研制的实践经验,对全海深无人潜水器监控系统进行了相关研究,创新性地提出了一种以STM32为核心的全海深ARV监控系统的设计方案.基于模块化的设计思路实现了对ARV电源系统、运动控制系统和作业观导装置的有效控制,联合所研制的上位机可以对ARV水下作业状态及各传感器的数据进行实时控制与采集.大量单项试验、系统联调、水池试验及海试实验结果表明,监控系统方案设计合理、稳定可靠,且取得了满意的海试结果.     

"海斗号"全海深自主遥控水下机器人参数化设计方法与试验研究

以"海斗号"全海深自主遥控水下机器人(ARV)高效地实现深渊探测为目标,在分析其面向使命的典型性能指标的基础上,提出运用模糊层次分析法,构建"海斗号"总体设计的参数化模型.通过模型参数配置和优化,实现"海斗号"以最小时间成本完成深渊探测的目标.通过2次马里亚纳海沟深渊科考航次的海上试验,实现了"海斗号"与大垂直剖面深渊探测需求的匹配性,验证了本文参数化设计方法的有效性.     

全海深ARV浮力配平计算方法

全海深ARV(自主遥控水下机器人)下潜至马里亚纳海沟,机器人工作环境温度降低、海水压力增大,会引起载体结构、补偿油体积变化.根据深渊海水密度、重力加速度和机器人体积的变化,计算得到机器人浮力状态的变化量,从而计算机器人浮力配平.通过公式推导并结合"海斗号"ARV深潜数据和补偿油压缩实验数据,得到全海深ARV浮力配平计算方法.其主要包括海水密度测算、马里亚纳海沟重力加速度测算、机器人结构和补偿油排水体积变化测算.计算得出在11000 m深度实现浮力配平所需的压载为8.9 kg.完成"海斗号"ARV浮力配平,保障机器人深渊工作环境浮力与重力匹配,成功进行了多次马里亚纳海沟万米深潜.本文方法为全海深水下机器人浮力配平提供了理论计算依据.     

基于UNITY3D的水下机器人视景仿真方法

水下机器人的视景仿真在整个机器人的研制中占有非常重要的地位.一方面应用在水下机器人航行时,进行实时监控,显示机器人的姿态信息.结合海底信息,为操作员的操控提供了重要的辅助信息;另一方面也应用在测试阶段的仿真航行,它可以反馈海底的障碍信息,提供高程深度数据.本文针对水下机器人视景仿真的需要,设计了水下机器人的视景仿真方法,利用UNITY3D技术进行开发,根据实际地图数据建立海底场景,显示水下机器人在水下航行的姿态,提高了海景的渲染效果和真实程度.本方法已经实际应用于"十三五"国家重点研发计划全海深水下机器人"海斗一号"中和国家重点研发计划全海深AUV中,在论证,测试,实用等各个阶段中,该方法都具有重要意义,为水下机器人的进一步研究提供了有力支撑.     

基于STM32单片机的北斗/GPS双模定位系统设计及测试

本文采用高性能STM32单片机作为控制系统,通过北斗/GPS双模定位模块及有源天线采集定位数据,并用上位机显示PVT信息,最终实现了成本低、延展性强、可广泛应用的双模定位系统。通过外场测试验证发现,该系统的定位精度较高,具有较强的实用性。     

可兼容多种无人机的北斗精确定位系统

本文设计了一种基于嵌入式系统、可安装在无人机上的北斗定位装置,可实现对无人机位置的精准定位,并且能将定位信息和无人机遥测信息进行存储.同时,可以将北斗定位信息以北斗短报文的形式进行发送,从而达到在无人机遥测数据链路出现故障的情况下可以通过北斗定位系统来确定无人机飞行状态及飞行位置的目的.     

基于图像处理技术的智能包裹分拣终端设计

针对菜鸟驿站等小型包裹分拣站点存在分拣耗时间长、占用人力多、效率低等问题,基于图像处理技术设计了一个智能包裹分拣终端。该分拣终端包括包裹图像采集模块、包裹抓取模块、寻迹模块、通信模块、电机驱动模块及显示模块。包裹图像采集模块通过OpenMV采集包裹图像,计算出包裹的位置;包裹抓取模块根据包裹的位置信息调整机器人姿态及机械臂动作;寻迹模块根据包裹的大小信息进行路径规划,实现包裹的分类摆放;通信模块将机器人编号、路径信息、包裹摆放货架信息传输给服务器。测试结果表明:设计的分拣终端能够完成包裹分拣、信息传递等工作,提高了包裹分拣效率及管理效率。     

PID控制及图像识别的自主循迹四旋翼设计

本文四轴平台以STM32F407微控制器作为飞行控制的核心,硬件包括用于飞行姿态信息采集的MPU 9150九轴陀螺仪传感器,用于飞行器高度和航线图像信息采集的US 100超声波模块和配置了云台的OV7670摄像头模块,为四轴飞行高度和航线提供期望修正参数.另增加一片STM32F407芯片进行图像处理,提高图像采集的实时性和处理的快速性.通过姿态解算、PID控制以及结合图像实时处理来实现四轴的平稳飞行和自主循迹.     

基于STM32和物联网技术的智能游泳卫士

针对现在社会上缺少智能游泳救生装备的问题,该文设计了一款基于STM32和物联网技术的智能防溺水呼救护腕——智能游泳卫士。智能游泳卫士可以通过佩戴者的心率、血氧含量、位置、所处环境湿度等信息进行综合测定与判断,当检测到佩戴者的生命体征等信息开始出现不正常的波动或存在向溺水状态靠近时,装置需要立刻将信息向手机客户端发送预警信号。此外智能游泳卫士还配有北斗GPS定位模块,用户家人或亲属可以第一时间通过手机App查看使用这儿的位置信息,从而最大限度地减少溺水带来的意外事故。     

基于STM32的四旋翼飞行器控制系统设计

四旋翼飞行器控制系统的性能决定了飞行效果的优劣,如何改善飞行控制系统使其拥有更良好的表现成为近几年的研究热点。根据四旋翼飞行器的飞行原理,设计了一种新型四旋翼飞行器控制系统。该系统以STM32作为主控制器,配合各姿态传感器实现飞行器姿态及位置的控制,并结合以姿态角为主要误差源的双环结构PID控制器,提高了飞行器的平稳性。经实际飞行验证,该飞行控制系统方案能够取得较稳定的飞行效果。     

全海深ARV水下LED调光驱动电路设计

针对于全海深ARV水下LED灯驱动工作环境复杂、电流控制困难等问题,以XL4016为调光驱动芯片、MSP430F149为控制核心,基于数字PID算法设计出对驱动电路输出电流精确控制的水下LED灯驱动,实现高精度调光.优化设计外围电路,完成主要元器件参数计算与选型,并通过实验验证.实验表明所驱动电路输出电流范围为0～4A,控制精度高,误差不超过0.6％,可驱动40 W的水下灯正常工作,驱动LED光强度稳定,且输出纹波电流小、操作简单、效率高,适合全海深ARV复杂的环境.     

低功耗海上仪器回收通信信标的研制

可靠的回收系统是海洋仪器进行有效观测和获取数据的关键一环,其中仪器在海面上与科考船之间的通信信标是回收系统中的重要组成部分.该文设计的低功耗海上仪器回收通信信标是一套可用于海洋仪器回收的轻量化信标机——集成了全球定位系统(GPS)定位模块和Lora低功耗远距离通信模块,浮出海面后可自动切换为待机模式.该系统在低功耗待机...     

基于矢量传感器的海洋声场观测潜标系统

以三维矢量传感器为核心,构建海洋矢量声场观测潜标系统。潜标由定深锚固定,工作于指定海深,可完成海洋矢量声场信息的观测与存储。矢量传感器输出的矢量声信号,经前置预处理后采样,并以文件分配表（FAT）32文件格式存储于潜标微型快擦写存储卡（CF）中;矢量传感器水下姿态由潜标中三维地磁姿态仪实时给出。潜标集成USB传输模块,回收后可通过USB串口完成数据上传PC机。海试结果表明：潜标系统可正确记录海洋矢量声场信息,且可稳定水下工作90d以上。     

机载记录视频信息化系统的设计与应用

机载记录视频是由机载视频记录系统拍摄的飞机前方外景叠加在平视显示器画面上的组合画面;以LabWindows/CVI为软件开发平台,采用Vision开发模块获得OCR字符集,结合各类显示画面的布局,自动完成由记录视频向信息序列化的转换,实现了机载记录视频信息化系统,为机载记录视频后期分析提供了可靠的定量数据,并可实现机载记录视频的快速检索、合成显示、压缩存储,飞行过程三维显示,平视显示器性能分析等。     

An integrated fire detection and suppression system based on widely available video surveillance

An integrated system based on video surveillance is presented for automatic fire detection and suppression. The system is composed of two modules, including fire detection and fire suppression. The fire detection module makes full use of traditional CCD cameras for fire recognition. Some spatio-temporal features, such as color and motion, are extracted to detect fire in real time by utilizing sequential image processing techniques. Once a fire is detected, the system will control the fire suppression module to extinguish the fire automatically. It mainly consists of control device, mobile device, and water gun. Experiments performed in a large space hall show that the integrated system can detect a fire about a few seconds after ignition and automatically suppress the fire quickly.     

简易船载航海数据记录仪S-VDR的设计与实现

从性能标准要求、系统原理与功能、系统结构组成等几个方面对简易船载航海数据记录仪（S—VDR）进行了简单的介绍。并介绍了运用模块化的设计思想实现的S-VDR系统。该系统综合应用了嵌入式工控机、单片机、多媒体技术、数据压缩技术及通信技术．可以根据不同船舶的要求进行配置，对于远洋船舶和沿海船舶均有使用价值。     

基于USB设备的COP复位处理方法

嵌入式系统中引入COP能保证系统能从故障点自动恢复正常运行。COP复位后采用简单的内存恢复方法即可使系统恢复正常运行,但不适用于带有USB等特殊模块的系统。研究USB模块运行机制,设计带有USB模块的数据采集系统,提出一种基于寄存器恢复的COP复位处理方法,该方法能有效解决带有类似特殊模块的系统的COP复位问题。     

基于物联网技术的智能家居采暖远程控制系统设计

随着物联网技术的高度发展,智能家居在采暖领域焕发了新活力,壁挂炉因具有强大的集中供暖能力,能广泛应用在我国北方大面积采暖领域,但传统壁挂炉的控制方式不具备网络化功能,为了解决壁挂炉传统控制方式的不足,提出基于物联网技术的智能家居采暖远程控制系统;该系统保留了原有壁挂炉显示面板和控制面板的串口通讯方式,在中间增加一个基于OpenWrt路由器的数据采集模块,在维持系统原有的通讯情况下,完成了壁挂炉的远程控制;经实验测试,搭载远程控制APP的移动终端能与网络化改造后的壁挂炉正常通讯,并完成指定操作;同时,壁挂炉也充当家庭网关,自动组建家庭网络,以供其他移动设备连接;该系统使用户摆脱了近距离操作壁挂炉温度参数的限制,使壁挂炉的控制变得更智能、更便捷,也为壁挂炉的远程控制提供可参考的网络化改造方案。     

物探井自动测量系统的设计

本系统是对8口物探井深度的自动集中测量,可达到自动采集、存储、处理数据信息,以及定时向测量中心传送测量数据的目的。系统的构成主要由终端井深测量仪、数码相机模块、中心管理计算机、GPS卫星定位模块、手机短信收发模块等组成。系统具有参数测量灵活,能自动纠错,操作人员对测量参数无法人为更改的优点。