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遥控摄像搜救飞行器

专家
2013-01-30 10:04:41    评分

作者:西北师范大学知行学院 龚礼平 赵亮亮 胡月文

指导教师:刘远聪 车玮

 

  作品简介

 

  开发背景:

  本次设计作品模拟实际生活中的直升机救援、跟踪现场事件和目标。在难以到达的地方进行任务,遥控摄像搜救飞行器可以替代人员进入现场进行救援、远程侦查等工作,减少对人员的危险。可以远程通过直升机在现场返回的信息进行处理,智能控制和远程监控直升机。

  传统飞行器救援需要人员进行实时操作,做到无人的远程救援很难。本次设计的无线控制搜救系统,可以解决上述问题。

  


  结构说明:

  如图1所示,该作品利用购买的飞行器,自己设计遥控摄像搜救系统。其中包括:电机驱动模块,温度传感器模块,无线通信模块,控制器模块等。

  功能说明:

  1.飞行器在进行突发事件处理时通过摄像头,实时返回现场画面,可以帮助人们更好地救援。

  2.飞机上加的可控制电机,通过实时的视屏传输情况判断是否需要放下绳索进行救援,若现场需要救援则放下绳索,之后拉起绳索。

  3.给飞行器上加载温度传感器,返回现场的温度。

  使用说明:

  当飞行器起飞,通过飞行器上的摄像头,实时返回现场实时画面。若现场需要救援,通过操作独立按键,实现通过牵引绳救援的目的。控制器上的显示模块1602可以实时显示现场温度。

 

  平台选型说明

 

  遥控摄像搜救飞行器,采用STC15F2K60S2(大赛指定专用芯片)单片机系统作为主控系统。该芯片体积小、重量轻、抗干扰性好、不需要外部晶振和复位电路,应用开发便利。采用L298N芯片作为电机驱动模块;采用DS18B20作为温度传感器模块;采用APC220-43芯片作为无线通信模块。

 

  设计说明

 

  作品整体示意图:

  


  设计原理:

  本系统由电源模块、L298N电机驱动模块、DS18B20温度传感器模块、APC220-43无线通信模块组成的飞行器模块;由1602液晶显示模块、键位控制模块、APC220-43无线通信模块、STC15F2K60S2(大赛指定专用芯片)单片机系统组成控制器模块,由无线摄像头及电脑接收软件组成无线视频传输模块。

  设计方案:

  一 .飞行器模块:

  1.电源模块

  从飞行器电池引出电源供系统所用,由于电池电压较高,所以由5V稳压芯片LM7805降压后给系统供电。

  2.电机驱动模块

  采用L298N。 L298N芯片可以驱动两个二相电机,也可以驱动一个四相电机,输出电压最高可达50V,可以直接通过电源来调节输出电压;可以直接用单片机的IO口提供信号;而且电路简单,使用比较方便。用该芯片作为电机驱动,操作方便,稳定性好,性能优良。

  3.温度传感器模块

  采用DS18B20。DS18B20有以下特点:

  •独特的单线接口,只需1个接口引脚即可通信;

  •每个器件有唯一的64位的序列号存储在内部存储器中;

  •简单的分布式温度检测应用;

  •无需外部器件;

  •可通过数据线供电;

  •测温范围从-55至+125℃,增量值为0.5℃;

  4.无线通信模块

  单片机之间的无线通信和控制器用APC220-43 模块。

  APC220-43 模块是高度集成半双工微功率无线数据传输模块,其嵌入高速单片机和高性能射频芯片。采用高效的循环交织纠检错编码,抗干扰和灵敏度都大大提高,最大可以纠24 bits连续突发错误。APC220-43 模块能够透明传输任何大小的数据,而无须编写复杂的设置与传输程序,同时小体积宽电压运行,较远距离传输,软件编程设置功能丰富便捷,应用领域非常广泛。

  飞行模块整体仿真图如图二所示:

  


  二.控制器模块:

  控制器模块采用大赛指定开发芯片STC15F2K60S2。

  1.液晶显示模块

  显示模块采用1602,该模块是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。

  2.键位控制模块

  设立了独立按键,用来控制飞行器上的电机驱动模块,按下不同的功能键,实现引导牵引绳救援的目的。

  3.无线通信模块

  采用APC220-43 模块。

  APC220-43 模块是高度集成半双工微功率无线数据传输模块,其嵌入高速单片机和高性能射频芯片。能够透明传输任何大小的数据,无须编写复杂的设置与传输程序。

  4.单片机控制模块

  采用大赛指定单片机STC15F2K60S2作为系统的主控制器。该单片机既有抗干扰能力强、支持超级加密、无需外部晶振和复位电路、支持ISP/IAP在线编程、2K字节SRAM、双串口、带有高速10位A/D转换器、低功耗的优点。

  控制模块整体仿真图如图三所示:

  


  作品特色

 

  1.先进性:可以通过摄像头无线将现场情况传回PC机上,进行实时监控远程侦查救援等工作。

  2.实用性:飞行器在地理上受到的限制较小,视野开阔利于监控。在一些高危地区进行任务,替代人员进入现场进行救援、,减少对人员危险。

  3.创新性:飞行器利用无线摄像头,远程监控直升机在现场返回的信息进行处理,智能控制和远程监控直升机。

 

系统演示视频:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2776

 




关键词: 遥控     摄像     搜救     飞行器     救援     现场     进行     模块         

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