《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于STM32微控制器的無人艇測(cè)控裝置設(shè)計(jì)
2022年電子技術(shù)應(yīng)用第9期
葉 楠1，王 祥2，劉懷芝1
1.中船重工鵬力(南京)大氣海洋信息系統(tǒng)有限公司，江蘇 南京210000； 2.中國(guó)船舶重工集團(tuán)南京鵬力科技集團(tuán)有限公司，江蘇 南京210000
摘要： 無人艇的核心是其內(nèi)部進(jìn)行信息采集與設(shè)備控制的綜合測(cè)控裝置，其功能與性能的優(yōu)劣將直接影響到無人艇的穩(wěn)定性與智能程度。所設(shè)計(jì)的無人艇測(cè)控裝置以高性能的ARM Cortex-M4內(nèi)核的STM32F407ZET6微控制器為核心，擴(kuò)展了外圍接口電路，實(shí)現(xiàn)各傳感通信設(shè)備的高效集成；以?滋C/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為嵌入式軟件平臺(tái)，高效完成了數(shù)據(jù)采集、信息交互、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、電機(jī)控制、自主航行、狀態(tài)監(jiān)測(cè)等各類任務(wù)。經(jīng)測(cè)試，該裝置通過無線傳輸設(shè)備與岸基上位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信，可有效完成無人艇航行過程中的信息采集、處理、運(yùn)動(dòng)控制與數(shù)據(jù)交互等多種任務(wù)，在無人水面航行器領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
中圖分類號(hào)： TP273
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222532
中文引用格式： 葉楠，王祥，劉懷芝. 基于STM32微控制器的無人艇測(cè)控裝置設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2022，48(9)：131-135，144.
英文引用格式： Ye Nan，Wang Xiang，Liu Huaizhi. Design of communication and navigation control system for unmanned boat based on STM32 microcontroller[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(9)：131-135，144.
Design of communication and navigation control system for unmanned boat based on STM32 microcontroller
Ye Nan1，Wang Xiang2，Liu Huaizhi1
1.CSIC PRIDE(NanJing) Atmospheric and Oceanic Information System Co.，Ltd.，Nanjing 210000，China； 2.CSIC Nanjing Pengli Technology Group Co.，Ltd.，Nanjing 210000，China
Abstract： The core of the unmanned boat is its internal integrated measurement and control device for information collection and equipment control. The quality of their functions and performance will directly affect the stability and intelligent level of the unmanned ships. The unmanned boat measurement and control device designed in this paper takes the high-performance STM32F407ZET6 microcontroller of ARM Cortex-M4 as the core, and expands the external interface circuit to realize the efficient integration of various sensor communication devices. The ?滋C/OS-II real-time embedded software platform is used in this system for tasks of efficient data collection, information exchange, data storage, motor control, autonomous navigation, status monitroing etc. After testing, the device communicates with the shore-based host computer system through wireless transmission equipment. It can effectively complete various tasks such as information collection, processing, motion control and data interaction in the course of unmanned boat navigation, and has a wide range of application values in the field of unmanned surface vehicles.
Key words : unmanned ship；Cortex-M4；information exchange；autonomous navigation

0 引言

    無人艇作為一種無人化水上平臺(tái)，軍事上可以擴(kuò)大現(xiàn)有作戰(zhàn)能力，具有查打功能、可根據(jù)任務(wù)進(jìn)行配置的智能無人艇，能夠以較低成本迅速彌補(bǔ)我軍在非對(duì)稱作戰(zhàn)體系中的不足，對(duì)提高海上作戰(zhàn)能力具有重大意義[1-3]。民用方面，無人艇在海洋、大型湖泊等復(fù)雜危險(xiǎn)海況下的巡邏、監(jiān)測(cè)、災(zāi)害預(yù)警與救災(zāi)等方面有重要的應(yīng)用價(jià)值。隨著無人智能航行技術(shù)的發(fā)展，可在水面水下不同環(huán)境下航行的智能無人艇成為主流的發(fā)展趨勢(shì)，其通信鏈路的暢通、導(dǎo)航定位的精準(zhǔn)、控制命令的正確都關(guān)系到水面水下航行無人艇的航行安全，是航行的最基本條件[4-6]。因此無人艇的綜合測(cè)控裝置功能和性能是檢驗(yàn)無人艇智能化水平的最重要指標(biāo)之一。

    目前小型無人航行器的測(cè)控裝置多由國(guó)外公司如Hydroid或藍(lán)鰭公司長(zhǎng)期不斷開發(fā)和完善，形成了技術(shù)壟斷。從我國(guó)目前已有的技術(shù)與產(chǎn)品看，無人航行器專用的測(cè)控裝置還處于初期階段，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)程度還未成熟，與軍民實(shí)際需求仍有不小的差距，具有較大的發(fā)展空間。

    本文設(shè)計(jì)了一種基于STM32微控制器的無人艇測(cè)控裝置，可實(shí)現(xiàn)無人艇航行過程中各類信息的采集、處理、運(yùn)動(dòng)控制和數(shù)據(jù)共享，經(jīng)測(cè)試，該裝置功能多樣、穩(wěn)定性高、智能化水平高，在無人水面航行器領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。




本文詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)下載：http://www.ihrv.cn/resource/share/2000004937。




作者信息：

葉  楠1，王  祥2，劉懷芝1

(1.中船重工鵬力(南京)大氣海洋信息系統(tǒng)有限公司，江蘇 南京210000；

2.中國(guó)船舶重工集團(tuán)南京鵬力科技集團(tuán)有限公司，江蘇 南京210000)




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