水下行走平臺(tái)設(shè)計(jì)下位機(jī)部分畢業(yè)論文-免費(fèi)閱讀
【正文】 2. 北京:郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院, 1009 8526( 2005) 01 0010 05. [10]高衛(wèi)東. 51單片機(jī)原理與實(shí)踐(C語言版) [M]。在水下行走平臺(tái)設(shè)計(jì)過程中，對(duì)多種可行性設(shè)計(jì)方案進(jìn)行試驗(yàn)，確定最符合自身設(shè)計(jì)的要求的設(shè)計(jì)方案。return(t)。 // 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換DelayMs(1000)。 dat=1。}/* 寫入一個(gè)字節(jié)*/void WriteOneChar(unsigned char dat){ unsigned char i=0。for (i=8。 //精確延時(shí) 大于 480us 小于960us DelayUs2x(200)。} DS18B20溫度檢測(cè)模塊程序設(shè)計(jì)鑒于其他環(huán)境參數(shù)的檢測(cè)傳感器，例如：PH值，渾濁度，氨基酸，磷含量等相對(duì)成本比較高。 //計(jì)數(shù),每執(zhí)行一次加1，用于PWM波20ms周期累計(jì) if(i=j) { PWM_level=1。 //把值輸出到P1口，用于觀察 } if(TI) //如果是發(fā)送標(biāo)志位，清零 TI=0。} void SendByte(unsigned char dat) //發(fā)送一個(gè)字節(jié){ ES=0。，編程簡(jiǎn)單靈活用戶使用方便。SRWF1系列無線模塊傳輸距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到2000米，且為串口通信方式，編寫程序方便使用簡(jiǎn)單，使用的I/O也相對(duì)來說比較少，方便操作。上位機(jī)串口通訊設(shè)計(jì)框圖及控制界面如圖411所示：電腦USB接口PL2303MAX232無線模塊SRWF1圖 411系統(tǒng)上位機(jī)整體框圖和上位機(jī)操作界面 水下平臺(tái)外觀經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證得知需要采用圓筒形的外殼，其外形圓滑，且在水下行走平臺(tái)前端改為錐形，能夠在水中極大程度的減小行進(jìn)過程中的阻力，從而確保水下平臺(tái)運(yùn)行流暢。820202515176。該方式是根據(jù)飛機(jī)機(jī)翼的原理，采用舵機(jī)連接水下平臺(tái)左右兩側(cè)的舵板，通過轉(zhuǎn)動(dòng)角度改變受力方向，而使水下平臺(tái)完成下潛的動(dòng)作。并通過單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，通過SRWF1無線模塊發(fā)送至上位機(jī)，由上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并進(jìn)行存儲(chǔ)。渦輪正尾翼左初始化判斷是否有中斷產(chǎn)生掃描SBUF判斷鍵值是否前進(jìn)指令后退指令上浮指令下潛指令讀取參數(shù)渦輪反側(cè)翼下側(cè)翼上信息右轉(zhuǎn)指令左轉(zhuǎn)指令尾翼右圖 33系統(tǒng)總體程序流程圖 系統(tǒng)首先在上位機(jī)軟件控制界面點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的按鈕發(fā)送相關(guān)指令，在接收到上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)指令后單片機(jī)最小系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生串口中斷。方案三中水泵吸水以及抽水產(chǎn)生的反作用力與方案二中效果相似，也需要較大功率的水泵才能完成。因此采用方案一。但外部負(fù)重極易造成水下平臺(tái)受到阻力，且易發(fā)生纏繞，造成系統(tǒng)崩潰。因此水下平臺(tái)的潛浮模塊選擇方案二和方案三作為主要實(shí)施方案。由于需要完成吸水及排水的工作因此需要采用齒輪式水泵，齒輪式水泵可以通過電機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)正反方向吸排水，操作簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是功率較小，耐壓力小，而普通柱塞是水泵功率大，耐壓力大，但是正反向吸排水較困難，因此該方式采用的是齒輪式水泵，實(shí)驗(yàn)實(shí)物如圖22所示。而且價(jià)格相對(duì)便宜，基本符合設(shè)計(jì)要求。方案二中STM32F103雖然功能較STC89C52RC系列單片機(jī)的功能齊全，而且功能非常強(qiáng)大，但是相對(duì)來說花費(fèi)的成本比較高，并且STM32F103最小系統(tǒng)板比較大，此次涉及的系統(tǒng)水下平臺(tái)體型較小，因此不適合本設(shè)計(jì)使用。方案二：采用意法半導(dǎo)體的STM32F103作為控制單元。 3．設(shè)計(jì)通訊及控制軟件。哈爾濱工業(yè)大學(xué)在國家自然科學(xué)基金支持下研制出了仿生機(jī)器魚樣機(jī)， 2006年他們又研制了一條仿生機(jī)器魚樣機(jī)“HRF—I”[9]。1998年，又推出一種仿黃鰭金槍魚的水下行走機(jī)器人，長(zhǎng)8英尺，重300磅，這是利用現(xiàn)代自動(dòng)控制技術(shù)以及各方面的綜合應(yīng)用開發(fā)出一種能夠利用機(jī)械結(jié)構(gòu)的渦輪推動(dòng)產(chǎn)生渦流控制推進(jìn)的自主運(yùn)行的水下機(jī)器人[3] 。水下機(jī)器人的形式有仿生魚式、潛水艇式、動(dòng)物行走的方式等多種形式。underwater。畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)） 題 目： 水下行走平臺(tái)設(shè)計(jì)（下位機(jī)部分） 目錄摘 要 IAbstract II緒論 1 1 國內(nèi)外發(fā)展概況 1 2方案及論證 4 4 4 5 5 7 8 9系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 11 11 12系統(tǒng)各部分硬件設(shè)計(jì) 14 14 14 15 15 16 17 19 20 21系統(tǒng)各部分軟件設(shè)計(jì) 22 22 23 DS18B20溫度檢測(cè)模塊程序設(shè)計(jì) 24結(jié)論與建議 27 27 27 27參考文獻(xiàn)： 28致謝 29附錄 30水下行走平臺(tái)設(shè)計(jì)(下位機(jī)部分)摘 要水下行走平臺(tái)的研究為水產(chǎn)養(yǎng)殖的環(huán)境監(jiān)控提供了數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，對(duì)提高養(yǎng)殖質(zhì)量有重要意義。關(guān)鍵詞：本設(shè)計(jì)是以潛水艇的機(jī)械結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，通過論述水下機(jī)器人的構(gòu)成、排水量的初步估算、艇形選擇、重量重心的計(jì)算、浮力浮心的計(jì)算、阻力的測(cè)定與計(jì)算、有效功率的計(jì)算等闡明了水下行走平臺(tái)基本的設(shè)計(jì)思路。日本，20世紀(jì)90年代初，名古屋大學(xué)Toshio Fukuda教授開始了微型仿生魚水下推進(jìn)器的研究，他先后研制出采用形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的微型身體波動(dòng)式水下推進(jìn)器和壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的雙鰭微型機(jī)器魚[4]。但是目前國內(nèi)外研究的水下機(jī)器人、潛水器等設(shè)備大多是應(yīng)用在科研和軍事領(lǐng)域，且其造價(jià)成本都很高，對(duì)于普通的水產(chǎn)養(yǎng)殖、水庫環(huán)境觀測(cè)的小型的應(yīng)用來說難以去購買和應(yīng)用這些設(shè)備，因此需要設(shè)計(jì)一款成本相對(duì)來說比較低，能夠在水下行走，能夠檢測(cè)基本的環(huán)境數(shù)據(jù)，為水產(chǎn)養(yǎng)殖等提供參考數(shù)據(jù)。選擇較為合適的無線通信模塊，并完成上下位機(jī)的通訊。主要用于接收采集無線模塊數(shù)據(jù)指令，進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算數(shù)據(jù)處理計(jì)算后得到相應(yīng)的控制參數(shù)，發(fā)送至I/O口執(zhí)行相應(yīng)的指令，進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，完成水下平臺(tái)運(yùn)動(dòng)要求。因此選擇方案一。方案二中BTN7960驅(qū)動(dòng)能力較L298N強(qiáng)，但是控制直流電機(jī)的正反方向轉(zhuǎn)時(shí)需用兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器才能完成，并且成本相對(duì)L298N來說較高。方案三：采用水下平臺(tái)左右兩側(cè)安裝舵板的方式。方案一:采用內(nèi)部負(fù)重的方式。所以采用方案一較為合適。方案一:水下平臺(tái)轉(zhuǎn)向采用船舵的方式。因此需采用方案一中的船舵的轉(zhuǎn)向方式較為合適。在串口中斷產(chǎn)生后，將數(shù)據(jù)緩沖區(qū)SBUF的值賦給臨時(shí)變量Temp將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之后繼續(xù)等待下一次中斷產(chǎn)生，同時(shí)開始掃描Temp的值，判斷是什么數(shù)據(jù)以及對(duì)應(yīng)的指令，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，完成整個(gè)系統(tǒng)工作流程。該部分采用直插式的DS18B20作為水下溫度檢測(cè)的傳感器，DS18B20體積很小適合系統(tǒng)水下平臺(tái)體積小的特點(diǎn)，能量消耗低，不會(huì)在使用中消耗過多能量而影響水下平臺(tái)其他部分功能。舵機(jī)的初始位置為90176。815202520176。材料為普通下水道PVC用管，成本較低，在較大程度上降低成本。其性能特點(diǎn)：。無線串口通訊模塊的C語言程序如下：void InitUART (void) //串口初始化{ TMOD=0X21。 SBUF = dat。 } 轉(zhuǎn)向舵機(jī)的工作原理： 控制信號(hào)由接收機(jī)的通道進(jìn)入信號(hào)調(diào)制芯片，獲得
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