【正文】 老師教導將在我今后工作道路上起很大的引導作用！感謝父母對我學業(yè)的支持 ,感謝其他幫助過我的同學。 2. 北京 :郵電大學自動化學院 , 1009 8526( 2020) 01 0010 05. [10]高衛(wèi)東 . 51單片機原理與實踐 (C 語言版 ) [M]。AnAl F,eta1. swimming experiment of micro mobile robot in water. 1994,IEEE Im Conf on Robotics and Automation York:IEEE Press。 潛浮方式在防水做好的前提下，優(yōu)先采用氣囊式潛水，負責建議采用舵板式潛水。不僅美觀，且安全系數(shù)較高，故障率低。 在水下行走平臺設計過程中，對多種可行性設計方案進行試驗，確定最符合自身設計的要求的設計方案。 理，改變水下行走平臺的潛水方式，突破了以往內置腔體式的潛水方式，這樣的方式潛水效果更明顯效率更高。該設計主要由 L298N 電機驅動、LM2596 穩(wěn)壓模塊、 MG995 舵機、 STC89C52 單片機最小系統(tǒng)等模塊組成。本著簡單方便易操作的理念實現(xiàn)對水下行走平臺的運動控制，并能通過無線接收和發(fā)射模塊實現(xiàn)上位機（ PC）與水下行走平臺的通訊，實現(xiàn)上位機對水 下行走平臺的運動控制以及將采集水下信息發(fā)送到上位機。 return(t)。 //高位 b=8。 //讀取溫度寄存器等（ 共可讀 9 個寄存器）前兩個就是溫度 a=ReadOneChar()。 WriteOneChar(0xCC)。 // 啟動溫度轉換 DelayMs(1000)。 WriteOneChar(0xCC)。 unsigned int t=0。 } /* 讀取溫度 */ unsigned int ReadTemperature(void) { unsigned char a=0。 青島農業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文） 26 dat=1。 DelayUs2x(25)。 DQ = datamp。 i0。 } /* 寫入一個字節(jié) */ void WriteOneChar(unsigned char dat) { unsigned char i=0。 DelayUs2x(25)。 DQ = 1。i) { DQ = 0。 for (i=8。 } /* 讀取一個字節(jié) */ unsigned char ReadOneChar(void) { unsigned char i=0。 //如果 x=0 則初始化成功 ， x=1 則初始化失敗 DelayUs2x(25)。 //拉高總線 DelayUs2x(50)。 //精確延時 大于 480us 小于 960us DelayUs2x(200)。 //稍做延時 DQ = 0。 DQ = 1。 該部分的采用直插式的 DS18B20 作為水下溫度檢測的傳感 器， DS18B20 體積很小適合系統(tǒng) 水下平臺 體積小的特點，能量消耗也相對較低，不會在使用中消耗過多能量而影響 水下平臺 其他部分功能。 } DS18B20溫度檢測模塊程序設計 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，磷含量等相對 成本比較高 。// 使得右側部的轉向舵機信號端為低電平 } if(i==200) //計數(shù)滿 200 則歸零 ， 用于舵機 20ms 周期累計 {i=0。// 使得左側部的轉向舵機信號端為低電平 } if(i=b) { PWM_vertical_right=1。 //使得尾部的轉向舵機信號端為低電平 } if(i=a) { PWM_vertical_left=1。 //計數(shù) ,每執(zhí)行一次加 1， 用于 PWM 波 20ms 周期累計 if(i=j) { PWM_level=1。//加 1 計數(shù)器高 8 位 TH0 賦初值 TL0=(65536100)%256。 轉向舵機的控制： 轉向舵機的控制一般需要一個 20ms 的時基脈沖，脈沖的高電平部分一般為~ 范圍內的角度控制脈沖部分。它內部有一個基準電路，產生周期為 20ms，寬度為 的基準信號， 通過改變高電平的寬度來改變舵機轉動的角度。 //把值輸出到 P1 口，用于觀察 } if(TI) //如果是發(fā)送標志位，清零 TI=0。 //標志位清零 T=SBUF。 ES=1。 while(!TI)。 } void SendByte(unsigned char dat) //發(fā)送一個字節(jié) { ES=0。 SM1=1。 TR1=1。 TH1=0XFD。 ，編程簡單靈活用戶使用方便。 TTL 電平接口 /RS232 接口 /RS485 接口，用戶可根據自己的需求選擇。 。 。SRWF1 系列無線模塊傳輸距離 最遠 可以達到 2020 米，且為串口通信方式，編寫程序方便使用簡單，使用的 I/O 也相對來說比較少，方便操作。 該系統(tǒng)的運動部分的防水 主要是通過固體潤滑油 進行 內部填充，使系統(tǒng) 水下平臺 在低水壓下不會出現(xiàn)進水 現(xiàn)象 ，同時對 水下平臺 的運 動結構進行獨立的封閉，使得舵機以及減速器等的單獨密封，即使進水也只損壞動力傳動部分，不會影響系統(tǒng)整體的運行狀態(tài)。其外觀 CAD 如圖所示： 電腦 USB 接口 PL2303 MAX232 無 線 模 塊SRWF1 青島農業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文） 21 圖 412系統(tǒng)整體外觀 CAD圖 系統(tǒng)在水下的運動過程需要靠 水下平臺 尾翼渦輪推動部分 、下部轉向部分、左右側翼部分等部分完成 。 由于 水下平臺在水下運行，耗電量較大，一次需要不斷充電以保證系統(tǒng)能夠正常運行，因此在前部開有直徑約為 ，主要用于設備在試驗完后方便充電 及在進水的狀態(tài)下能夠及時 的排出水，防止內部控制電路短路燒壞 。上位機串口通訊 設計框圖 及控制界面如圖 411 所示： 青島農業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文） 20 圖 411 系統(tǒng) 上位機整體框圖和 上位機操作界面 水下平臺 外觀經過試驗驗證得知需要采用圓筒形的外殼，其外形圓滑， 且在水下行走平臺前端改為錐形， 能夠在水中極大程度的減小行進過程中的阻力，從而確保 水下平臺 運行流暢 。 上位機控制界面應用 VB 語言進行程序編寫，并且通過串口通訊將要發(fā)送的指令發(fā)送到無線模塊 SRWF1，實現(xiàn)對下位機 水下平臺 的運動控制以及水下環(huán)境參數(shù)的采集 處理和存儲。 由于舵機數(shù)量少于舵板式潛水 ，因此 續(xù)航能力較強，而舵板式潛水深度較淺，但是效率較氣囊式更高，但其內部有三個舵機導致 耗 電量較大 ，因此 續(xù)航能力下降，試驗過程中氣囊式潛水由于氣密性要求較高，多次試驗均有進水現(xiàn)象出現(xiàn) 。 10 20 2025 30176。 8 20 2025 15176。為基準） 下潛 15cm 所需時間（單位 s） 下潛 30cm 所需時間（單位 s） 續(xù)航時間 5176。位置 判斷下潛或上浮 下潛 上浮 青島農業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文） 19 在助推器的推動下， 水下平臺 前進或后退過程中，當舵板轉動一定角度時，由于受到向上或向下的分力，從而完成上下潛浮的動作。位置，其工作流程圖如圖 48 所示： 圖 48舵板式潛浮工作流程圖 舵板傾斜后根據正交分解對舵板進行受力分析得到舵板的的受力原理如圖 49 所示： 圖 49舵板正交分解受力原理圖 上位機發(fā)出潛浮指令 舵板轉到至105176。該方式是根據飛機機翼的原理，采用舵機連接 水下平臺 左右兩側的舵板，通過轉動角度改變受力方向， 而使 水下平臺 完成下潛的動作。 無線串口通訊模塊的系統(tǒng)原理圖如圖 45 所示： TXDRXDVCCGND天線*SRWF1VCC12P3天線無線模塊 圖 45 無線模塊原理圖及實物圖 青島農業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文） 17 。其電路原理圖如圖 44 所示 ： 青島農業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文） 16 EA/VPP31XTAL119XTAL218RST9(RD)17(WR)16(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)1512345(MOSI)6(MISO)7(SCK)8(AD0)39(AD1)38(AD2)37(AD3)36(AD4)35(AD5)34(AD6)33(AD7)32(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30(TXD)11(RXD)10GND20VCC40U7AT89S51Y26MC1120PC1220P+5123456789JP2Header 9RESETS6R1110K+5C512345678H2H8C312345678H3H812345678H4H812345678H5H8 圖 44 STC89C52單片機原理圖 鑒于 水下平臺在水下運行 ，信號的傳送需要非常穩(wěn)定以保證系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定運行，SRWF1 系列無線模塊傳輸距離 最遠 可以達到 2020 米，且為串口通信方式，編寫程序方便使用簡單，使用的 I/O 僅有 TXD 和 RXD，操作 方便 。其電路原理圖如圖 43 所示： H8DQ2GND1VCC3U6DS1820R1010K+5 圖 43 DS18B20模塊原理圖 采用 STC 公司的 STC89C52RC 系列的單片機最小系統(tǒng)板作為控制單元主要用于接收和發(fā)送 無線模塊數(shù)據指令， 并 進行相應的數(shù)據處理得到相應的控制參數(shù) ， 執(zhí)行 相應動作 ，完成 水下平臺 的 運動要求。 并通過單片機進行數(shù)據處理后，通過 SRWF1 無線模塊發(fā)送至上位機，由上位機進行數(shù)據處理，并進行存儲 。 由于阻力較大，需采用 光電耦合器 進行電氣隔離，以保護電路正常運行 而不被燒壞 。 電路原理圖 及實物 如圖 41 所示： Vin1ON5GND3OUT2F4U1 LM2596Vin680uFC1D1220uFC230mHL1OUT100uFC3 圖 41穩(wěn)壓電源模塊原理圖及實物圖 由于水下阻力較大，渦輪推動 水下平臺 前進過程中，需要電機能夠提供充足動力，且不能因轉速過快導致電流過大而燒壞電機以及驅動 。 因此穩(wěn)壓電源模塊采用直流 大功率電池 轉換 為 5V 電壓。 在串口中斷產生后，將數(shù)