【正文】 直流偏置電壓。 //使得尾部的轉(zhuǎn)向舵機信號端為高電平 } if(ij) { PWM_level=0。因此優(yōu)先測量水下溫度參數(shù)，并通過單片機進行數(shù)據(jù)處理后，通過SRWF1無線模塊發(fā)送至上位機，由上位機進行數(shù)據(jù)處理和存儲。 DQ = 1。i0。 for (i=8。 }DelayUs2x(25)。Init_DS18B20()。}結(jié)論與建議經(jīng)過最后系統(tǒng)設(shè)計的不斷完善，最終本系統(tǒng)順利完成了以 STC89C52單片機為核心控制單元，實現(xiàn)了對水下行走平臺的直線、轉(zhuǎn)向、潛浮等的運動控制。配重方式建議采用，內(nèi)部負重的方式。北京:北京航空航天大學(xué)出版社,:78.［11］［J］.機械與電子,2004,(2):7678致謝在此論文完成之際，首先向我的指導(dǎo)老師龔麗農(nóng)老師致以誠摯的感謝，感謝龔老師在課題的研究設(shè)計過程中給與我極大的支持、寫作以及最后的審查過程中耐心幫我解決遇到的難題。 19[5] 梁建宏,王田苗,魏洪興. 水下仿生機器魚的研究進展I魚類推進機理[B]. 北京航空航天大學(xué)機器人研究所,北京,100083:12.[6]喻俊志,陳爾奎,[J].控制理論與應(yīng)用,2003,20(4):485491. [7] Stommel H. The slocum mission[J]. Oceanography, 1989, 2(1): 2225.[8][D]. 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006.[9] 聶勇軍, [A]. 廣州:廣州航海高等?？茖W(xué)校輪機系, 廣東廣州:510725。2. 通過試驗對比出各種方案的優(yōu)缺點，以為進一步設(shè)計提供參考。t=a+b。 // 跳過讀序號列號的操作WriteOneChar(0x44)。 DQ = 1。 } return(dat)。unsigned char dat = 0。 //單片機將DQ拉低 DelayUs2x(200)。}。 //加1計數(shù)器低8位TH0賦初值i++。 //讀入緩沖區(qū)的值 P1= T。 EA=1。有兩種選擇方式：TTL電平接口加RS232接口；或者TTL電平接口加RS485接口。系統(tǒng)各部分軟件設(shè)計 為了保證無線模塊傳送距離較遠且信號穩(wěn)定，選用SRWF1無線串口通訊模塊。其中“發(fā)送數(shù)據(jù)”窗口為上位機發(fā)送至下位機的數(shù)據(jù)以確保能夠觀察上位機發(fā)送正確，“接收數(shù)據(jù)”窗口為下位機在接收到數(shù)據(jù)后再發(fā)送至上位機，以便于觀察下位機正常接收到數(shù)據(jù)。1025202510176。此方式是根據(jù)現(xiàn)代潛水艇的工作原理通過吸排水改變水下平臺密度從而實現(xiàn)上下浮動以及停留在水下某個位置，采集對應(yīng)的信息，其工作流程如圖46所示：上位機發(fā)出潛浮指令吸水下潛排水上浮判斷下潛或上浮下潛上浮圖46氣囊式潛浮工作流程圖測量得到水下平臺長度為40cm，直徑為11cm，氣囊的長度為14cm，直徑為10cm，則由規(guī)則物體體積公式求得氣囊的體積為： 公式（41）則對應(yīng)的水的重量為： 公式（42）則在初始階段完全排出空氣時，忽略氣囊自身體積，氣囊體積減小785cm3，此時水下平臺密度不變，當氣囊通過齒輪式水泵吸水后密度變大，在配重達到漂浮在水面的臨界水平條件下，水下平臺下潛，到達某個臨界位置，具體的吸水程度與下潛程度對應(yīng)的數(shù)據(jù)如表41所示：表41氣囊式潛浮吸水程度與下潛程度表吸水程度氣囊體積減?。▎挝籧m3）下潛深度（單位cm）續(xù)航時間（單位min）20%1575304040%31420304060%47150304080%628703040100%785803040注：：，以上數(shù)據(jù)為根據(jù)現(xiàn)場試驗情況估測試驗相關(guān)圖片如圖47所示：圖47氣囊式潛浮下潛過程圖。電路原理圖如圖42所示：圖 42 L298N驅(qū)動模塊原理圖在完成水下運動平臺的運動部分的控制的前提下，需要進行對水下信息的采集，其中最基本的水下環(huán)境的檢測參數(shù)是溫度，鑒于其他環(huán)境參數(shù)的檢測傳感器，例如：PH值，渾濁度，氨基酸，磷含量等成本相對較高，因此優(yōu)先測量水下溫度參數(shù)。由于水下阻力較大，因此需要采用大功率電池以保證電源有較大電流輸出，以保證系統(tǒng)正常運行。圖 210水泵吸水口及排水口圖方案比較:上述方案一中船舵的方式較易安裝和調(diào)試，也可及時觀察其運行過程中狀態(tài)，方案二中的渦輪推動的方式作用效果明顯，動力充足，但是由于水下平臺是在水下運行，須做好防水方式措施，經(jīng)過一系列實驗該方案中需采用大功率特種防水電機，其成本相對本設(shè)計的要求較高，且體積較大。而方案二中使用的NRF2401無線模塊傳送距離為200米，且須在無遮擋物的狀態(tài)下，并且對NRF2401的控制需要8個I/O，占用的I/O口較多，并且傳輸距離較短信號較弱，不符合系統(tǒng)水下平臺的設(shè)計要求。方案二采用外部負重的方式，能夠隨時改變水下平臺負重，從而較方便的改變水下平臺的密度，以達到理想漂浮效果。方案三中采用水下平臺兩側(cè)安裝機翼的方式能夠改變水下平臺行進角度在助推器的推動下能夠完成潛浮的動作要求。該方法需要選擇合適的水泵作為吸排水的工具。 在使用的電路設(shè)計中需要通過光電耦合器進行隔離，使其抗干擾能力更強，PWM脈寬可以進行平滑調(diào)速，并且可以實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的不同控制。操作方便，并且可以采用C語言進行程序編寫簡單，所用的成本非常低，雖然最小系統(tǒng)體積小功能齊全，非常符合此系統(tǒng)水下平臺設(shè)計的控制參數(shù)等的要求。主要用于接收采集無線模塊數(shù)據(jù)指令，進行相應(yīng)的計算數(shù)據(jù)處理計算后得到相應(yīng)的控制參數(shù)，然后發(fā)送至I/O口執(zhí)行相應(yīng)的指令，完成相應(yīng)動作，完成水下平臺運動要求。包括電機驅(qū)動器，穩(wěn)壓電源模塊的設(shè)計，以及舵機驅(qū)動器的設(shè)計，調(diào)試并完成整體性能要求以配合整體機械結(jié)構(gòu)完成水下行走的目標。2004年8月，北京航空航天大學(xué)機器人所和中科院自動化所合作研制出實用的仿生機器魚，參加了對鄭成功古戰(zhàn)船遺址的水下考古探測[8]。1994年MIT研究組成功研制了世界上第一條真正意義上的仿生金槍魚(Rl0botun ）[2]。其中除了在軍事、科研等領(lǐng)域的應(yīng)用外，在現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖等行業(yè)也迫切需要水下機器人來進行水下信息采集和處理。platform通過水下試驗，證明本設(shè)計可以進行水中基本移動功能。本文進行了水下移動平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計。水下行走平臺；單片機；舵機；無線通訊Underwatersinglechipmicroputer。設(shè)計水下操作平臺，可以在水中自主自由行走，通過相應(yīng)的傳感器檢測水中的各種情況，比如水的溫度、水流速度、PH值、污染物、障礙物、外來物種、水底地形等，并且能夠特殊水域代替人類在水下作業(yè)，完成特殊的任務(wù)。魚類行為學(xué)家的研究表明，大多數(shù)魚類把身體當作推進器, 身體左右擺動擊水，利用其產(chǎn)生的反作用力使魚體向前推進[5]。研究內(nèi)容：1．設(shè)計水下行走機械結(jié)構(gòu)。并與上位機位機進行調(diào)試完成控制代碼及參數(shù)代碼的轉(zhuǎn)換工作。方案比較：方案一中STC89C52系列單片機是一種8位單片機，在低端應(yīng)用方面,8位單片機是滿足絕大多數(shù)的對象控制要求的最佳選擇。方案一：采用SGS公司的L298N作為渦輪電機的驅(qū)動模塊，驅(qū)動渦輪推動水下平臺行走。因此該系統(tǒng)水下平臺的電機驅(qū)動模塊需要選擇方案一作為主要實施方案。通過機翼傾斜的角度，在水下平臺前進過程中，由于水的反作用力而下潛。在水下平臺內(nèi)部填充配重物體，以改變水下平臺自身密度，從而達到改變水下平臺在水中的臨界位置。方案一