【正文】 監(jiān)控信息處理模塊船上控制系統(tǒng)周期性通過(guò)無(wú)線串口模塊發(fā)送帶固定幀頭、幀尾的監(jiān)控信息，岸上控制系統(tǒng)通過(guò)串口的消息事件LRESULT CPCTerminalDlg::OnCommNotify(WPARAM wParam,LPARAM lParam){ if(!m_bConnected||(wParam amp。無(wú)人水面船同樣通過(guò)無(wú)線串口接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行判斷解析，最后通過(guò)D/A 控制函數(shù)給電機(jī)輸出電壓UpdateDAC(LDriver，RDriver) 。所有的航行任務(wù)設(shè)定都通過(guò)按鈕事件完成。CSerialPort 類是基于多線程的，其工作流程如下：首先設(shè)置好串口參數(shù)，再開(kāi)啟串口監(jiān)測(cè)工作線程，串口監(jiān)測(cè)工作線程監(jiān)測(cè)到串口接收到的數(shù)據(jù)、流控制事件或其他串口事件后，就以消息方式通知主程序，激發(fā)消息處理函數(shù)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這是對(duì)接收數(shù)據(jù)而言的；發(fā)送數(shù)據(jù)可直接向串口發(fā)送。Windows 封裝了 Windows 的通信機(jī)制，這種方式稱為通信 API，Windows 程序員可以利用 Window 通信 API 進(jìn)行編程，不用對(duì)硬件直接進(jìn)行操作。軟件采用面向模塊的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)，各功能盡量相對(duì)獨(dú)立，便于軟件的二次開(kāi)發(fā)和維護(hù)。首先岸上控制系統(tǒng)進(jìn)行航行任務(wù)的設(shè)定，發(fā)送開(kāi)始航行指令；然后通過(guò)無(wú)線串口通訊模塊接收監(jiān)控信息，根據(jù)控制算法解算控制指令，發(fā)送指控信息。單擊 “Edit Code”按鈕，退出 ClassWizard，并自動(dòng)打開(kāi) 文件，且定位在OnComConnect（）函數(shù)上，為 OnComConnect（）函數(shù)添加代碼。（1）在 IDE 主菜單欄中依次選擇菜單“View︱ClassWizard”，或者在開(kāi)發(fā)環(huán)境的界面中直接使用快捷鍵 Ctrl+W，打開(kāi)“ClassWizard”對(duì)話框，選擇“Message Maps”選項(xiàng)卡，在 “Project”下拉列表框中選擇 PCterminal，在“Class name”下拉列表框中選擇“CPCTerminalDlg”。 MFC 提供了處理控件與控件變量之間的數(shù)據(jù)交換的機(jī)制，因此在代碼中訪問(wèn)控件的屬性，就可以直接通過(guò)訪問(wèn)控件變量進(jìn)行。最后單擊“ClassWizard”對(duì)話框中的“OK”按鈕后，回到 IDE主界面，完成變量的添加。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文25圖 47 添加成員變量對(duì)話框（2）在“Member variable name”輸入框中輸入 m_sBaud，即將變量命名為m_sBaud，在“Category”下拉列表框中選擇 “Value”，表明創(chuàng)建的變量是值，而不是控件，在“Variable type”下拉列表框中選擇 CString，表明變量類型為CString，單擊 “OK”按鈕，確認(rèn)并返回 ClassWizard 對(duì)話框。這個(gè)界面用于設(shè)置為控件關(guān)聯(lián)變量，使得在程序中通過(guò)這些變量可以訪問(wèn)控件的屬性。 圖 46 對(duì)話框?qū)傩源翱诒究飘厴I(yè)設(shè)計(jì)論文24 用戶界面上其他控件屬性的設(shè)置與以上方法與步驟相同，用戶需要按照設(shè)計(jì)，修改所有控件的屬性。按 Delete 鍵可以刪除當(dāng)前選中的控件。在對(duì)話框編輯器所示的客戶區(qū)右側(cè)浮動(dòng)的Control 工具欄中選擇自己所需的控件按鈕并單擊，然后在對(duì)話框資源中按下鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)，出現(xiàn)一個(gè)矩形框，松開(kāi)鼠標(biāo)左鍵，則在對(duì)話框資源中出現(xiàn)自己想要的控件。單擊“OK”按鈕，彈出“MFC AppWizardStep 1”對(duì)話框。(2) 創(chuàng)建對(duì)話框類包括為控件添加關(guān)聯(lián)變量以及添加消息處理函數(shù)。 岸上控制系統(tǒng)軟件用戶界面—對(duì)話框?qū)υ捒蚴?Windows 程序的一種資源，稱作對(duì)話框模板。在本章的結(jié)尾，又對(duì)無(wú)線串口通信模塊中使用的RS232C 串口標(biāo)準(zhǔn)做了簡(jiǎn)要說(shuō)明。而近距離通信，則不需要調(diào)制解調(diào)器，通信雙方可以直接連接，在這種情況下，之需要少數(shù)幾根信號(hào)線。它只提供異步通信的9個(gè)信號(hào)。由于RS232C并未定義連接器的物理特性 ,因此出現(xiàn)了 DB2DB15和DB本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文189各種類型的連接器,其引腳的定義也各不相同。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在0～20220bit∕s范圍內(nèi)的通信。先進(jìn)的無(wú)級(jí)調(diào)速控制系統(tǒng)，動(dòng)力輸出更流暢，運(yùn)行更穩(wěn)定。C）。它帶獨(dú)立RF的調(diào)制解調(diào)器，提供長(zhǎng)距離 (高達(dá)20英里) 低成本的無(wú)線解決方案。 圖 32 XW GPS500 接收機(jī)3. PHINS 慣導(dǎo)系統(tǒng)PHINS 是法國(guó) iXSEA 公司生產(chǎn)的世界上最輕便的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，它可提供載體的真方位角、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)、航行速度及三維位置信息。在無(wú) SA 時(shí)，自主定位精度可達(dá) 2m 以內(nèi)（CEP） ，數(shù)據(jù)更新可達(dá) 20Hz。③D/A 轉(zhuǎn)換和 I/O 模塊采用盛博公司生產(chǎn)的 ADT800（PC104 數(shù)采模塊） 。無(wú)人水面船的 PC104 工控機(jī)主要有 CPU 模塊、D/A 轉(zhuǎn)換和 I/O 模塊及串口擴(kuò)展模塊幾部分。PC104 是一種專門為嵌入式控制而定義的工業(yè)控制總線。船上控制系統(tǒng)在接收到開(kāi)始航行指令后便進(jìn)入循環(huán)階段，無(wú)人水面船的航向角信息由 PHINS 采集接收，無(wú)人船的經(jīng)緯度，速度，方向及時(shí)間信息由 GPS 接收機(jī)進(jìn)行接收，并通過(guò)串口發(fā)送給 PC104，由 PC104 對(duì)GPS、PHINS 信息進(jìn)行解析；然后將解析得到的位置、姿態(tài)、速度等信息通過(guò)無(wú)線串口發(fā)送給岸上控制系統(tǒng)；岸上控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的航行狀態(tài)信息、設(shè)定的航行任務(wù)和設(shè)計(jì)的控制算法完成控制參數(shù)的解算，并將控制參數(shù)轉(zhuǎn)換成控制指令發(fā)送給船上控制系統(tǒng)；最后船上控制系統(tǒng)將接收到的控制指令轉(zhuǎn)換成電機(jī)控制信號(hào)輸出，控制推進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)船運(yùn)動(dòng)的控制。第三章 無(wú)人自主水面船硬件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 引言本章主要進(jìn)行無(wú)人自主水面船控制系統(tǒng)硬件整體方案的設(shè)計(jì)，對(duì)其岸上控制系統(tǒng)硬件和船上控制系統(tǒng)硬件的組成、選擇及工作原理做了分析與研究，并簡(jiǎn)要介紹了船上系統(tǒng)與岸上系統(tǒng)之間的進(jìn)行串口通訊所用到的 RS232C 接口。為了得到無(wú)人船水平面運(yùn)動(dòng)方程，假設(shè)：船體坐標(biāo)系的軸位于無(wú)人水面船的慣性主軸上；原點(diǎn) 選在無(wú)人船的重心上；船體質(zhì)量分布均勻；忽略無(wú)人船升沉、俯仰、橫滾O運(yùn)動(dòng)的影響；船體關(guān)于 軸對(duì)稱。在實(shí)際情況下，往往需要考慮無(wú)人水面船周圍水流的運(yùn)動(dòng)。 O將動(dòng)量方程和動(dòng)量矩方程(24)寫成向量形式為： (25)RBRBMv+C()=τ?式中， 為無(wú)人水面船在船體坐標(biāo)系下所受外界推力和旋轉(zhuǎn)力矩向量，RBτ為剛體慣性矩陣， 為剛體的哥氏力和向心力矩陣。bz39。by本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文9的 軸）旋轉(zhuǎn)形成俯仰角 ，繞 （經(jīng)兩次旋轉(zhuǎn)后的 軸）旋轉(zhuǎn)形成航向角by?39。 參數(shù)符號(hào)定義、 、 表示無(wú)人水面船重心在地面坐標(biāo)系中的三個(gè)坐標(biāo)；xyz、 、 表示無(wú)人水面船的三個(gè)姿態(tài)角，分別為偏航角、俯仰角、橫滾???角；V 表示無(wú)人水面船的運(yùn)動(dòng)速度矢量，其三個(gè)分量為 、 、 ；uvw表示無(wú)人水面船的旋轉(zhuǎn)角速度，其三個(gè)分量分別為 、 、 ；? pqr表示無(wú)人水面船受到的外力，其三個(gè)分量為 、 、 ；F xFyz表示無(wú)人水面船受到的外力矩，其三個(gè)分量分別為 、 、 。為了描述無(wú)人水面船的空間運(yùn)動(dòng)，本章主要用到的坐標(biāo)系有 [4]：（1）NED 坐標(biāo)系[N]的平面與地球表面相切， 軸指向地心。隨著無(wú)人自主水面船航行速度的增加和機(jī)動(dòng)性的提高,無(wú)人水面船的運(yùn)動(dòng)不再是單純的平面運(yùn)動(dòng),而是一個(gè)具有六個(gè)自由度的空間運(yùn)動(dòng)。本章對(duì)船上控制系統(tǒng)軟件做了簡(jiǎn)要的介紹說(shuō)明，并進(jìn)行了無(wú)人自主水面船控制系統(tǒng)主要功能模塊的測(cè)試實(shí)驗(yàn)以及各部分硬件的聯(lián)調(diào)。具體闡述了無(wú)人自主水面船本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文7控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案，并對(duì)各部分硬件的選擇、作用、性能以及功能的實(shí)現(xiàn)做了具體的說(shuō)明。最后對(duì)無(wú)人水面船控制系統(tǒng)上位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái) Visual C++ 進(jìn)行了簡(jiǎn)要的概述。這意味著MFC 不僅僅只是一個(gè)類庫(kù)，它同時(shí)也定義了應(yīng)用程序的框架及應(yīng)用程序一般流程的處理。Visual C++ 版本的 MFC 中包含了近 200多個(gè)類，涉及用戶界面設(shè)計(jì)、文件操作、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)、COM 和 ActiveX 等眾多方面。（6）輸出窗口 輸出窗口位于整個(gè)主窗口的下方，主要包括了編譯和連接、代碼調(diào)試、在文件中查找、結(jié)果等輸出信息。項(xiàng)目工作區(qū)以窗口方式組織項(xiàng)目、文件和項(xiàng)目設(shè)置。在一個(gè)項(xiàng)目工作區(qū)中，可以處理： Ⅰ 一個(gè)工程和它所包含的文件。（2）菜單欄菜單欄幾乎包含了所有開(kāi)發(fā)環(huán)境中的所有操作功能，其所涉及到的操作主要有文件控制、文本編輯、視圖查看、工程設(shè)置、編譯調(diào)試和工具選項(xiàng)等功能。 Visual C++ 主框架窗口Visual C++ 是一種集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 （Integrated Development Environment， IDE），它擁有友好的可視化界面。(6)在工作區(qū)內(nèi)可以包含多個(gè)并列的工程文件(7)增強(qiáng)的資源編輯器可以在對(duì)話框中使用 WizardBar 將程序同可視化元素聯(lián)系起來(lái)。(5)項(xiàng)目工作區(qū)和文件本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文4一個(gè)新的便捷的項(xiàng)目系統(tǒng)應(yīng)該可以允許一個(gè)工作區(qū)內(nèi)包含多個(gè)不同的項(xiàng)目類型。(2)可定制的工具欄和菜單可以靈活地定制菜單和工具欄，是其更適合工作需要。 Visual C++ 主要功能特點(diǎn)Visual C++ 中的 MFC 類庫(kù)與以前版本相比只是增加了對(duì)微軟公司的IntelliMouse （智能鼠標(biāo)）的支持，但 Visual C++ 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境增加了一些新特性，主要包括以下幾個(gè)方面 [1]。與 Turbo C 等工具相比，Visual C++ 完成目標(biāo)（尤其對(duì)于圖形界面的程序）所花費(fèi)的時(shí)間要少的多。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文3 Visual C++ 開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 Visual C++ 開(kāi)發(fā)工具概述 Visual C++ 是微軟公司的重要產(chǎn)品之一 Visual Studio 工具集的重要組成部分。2022 年，中國(guó)第一艘無(wú)人駕駛海上探測(cè)船“天象一號(hào)” 正式亮相，并為北京奧運(yùn)會(huì)的青島奧帆賽提供氣象保障服務(wù)，這也是世界上首次應(yīng)用無(wú)人船進(jìn)行氣象探測(cè)。跟蹤國(guó)外先進(jìn)無(wú)人艇技術(shù)可以看出，無(wú)人艇正朝著智能化、體系化、標(biāo)準(zhǔn)化等方向發(fā)展。 而英國(guó)國(guó)防科技實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的“ 芬里厄”（Fenrir）則已于 2022 年下線，取代傳統(tǒng)的艦載剛性充氣船執(zhí)行高危任務(wù)。在無(wú)人水面船研發(fā)和使用領(lǐng)域，美國(guó)和以色列一直處于領(lǐng)先地位，其中的典型型號(hào)包括美國(guó)的“斯巴達(dá)偵察兵” ，以色列的“保護(hù)者”、 “海星”等。 國(guó)外無(wú)人水面船的研究現(xiàn)狀目前國(guó)外無(wú)人水面船的發(fā)展主要側(cè)重于軍事應(yīng)用。本文以 PC 機(jī)作為硬件平臺(tái)，運(yùn)用 Visual C++ 為軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)了無(wú)人自主水面船岸上控制系統(tǒng)軟件，并完成了控制系統(tǒng)模塊的功能測(cè)試實(shí)驗(yàn)以及控制系統(tǒng)硬件的聯(lián)調(diào)。這一切都促進(jìn)了無(wú)人水面船科技的迅猛發(fā)展。最后，完成了無(wú)人自主水面船控制系統(tǒng)主要模塊的功能測(cè)試試驗(yàn)，并進(jìn)行了系統(tǒng)硬件的聯(lián)調(diào)。根據(jù)無(wú)人自主水面船的任務(wù)功能，完成了其控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，其主要由 PC104 工控機(jī)、PHINS、GPS 接收機(jī)、推力電機(jī)、調(diào)速模塊、無(wú)線串口通訊模塊以及岸上的 PC機(jī)組成。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文I摘 要隨著船舶自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展以及以美國(guó)為首的西方國(guó)家對(duì)無(wú)人水面船的關(guān)注，無(wú)人自主水面船技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)外已有多種無(wú)人自主水面船被應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域。 其次，以 Visual C++ 為軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)了無(wú)人自主水面船岸上控制系統(tǒng)軟件，包括用戶界面的創(chuàng)建和功能模塊的實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：無(wú)人自主水面船，Visual C++，串口通信本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文IIABSTRACTAs the automation technology of ship as well as the USled Western countries concerned about the Unmanned Autonomous Surface Vehicles (UASVs), the technologies of the UASVs has been rapid development. Presently there has been a variety of autonomous surface vessels were used in the field of military and civilian. The control system is one of the most critical technologies of UASVs, The realtime and stability of the control system adirectly determine its overall performance. In this paper, with PC as the hardware platform and Visual C++ as the software platform, it develops the UASVs ground control system software, and pletes the missioning of the system, The main tasks in this paper are:First, it devises the kinematic and dynamic models of the UASVs. According to the task of the UASVs, it pletes the des