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基于STM32微控制器的无人艇测控装置设计
2022年电子技术应用第9期
叶 楠1,王 祥2,刘怀芝1
1.中船重工鹏力(南京)大气海洋信息系统有限公司,江苏 南京210000; 2.中国船舶重工集团南京鹏力科技集团有限公司,江苏 南京210000
摘要: 无人艇的核心是其内部进行信息采集与设备控制的综合测控装置,其功能与性能的优劣将直接影响到无人艇的稳定性与智能程度。所设计的无人艇测控装置以高性能的ARM Cortex-M4内核的STM32F407ZET6微控制器为核心,扩展了外围接口电路,实现各传感通信设备的高效集成;以?滋C/OS-II实时操作系统为嵌入式软件平台,高效完成了数据采集、信息交互、数据存储、电机控制、自主航行、状态监测等各类任务。经测试,该装置通过无线传输设备与岸基上位机系统进行通信,可有效完成无人艇航行过程中的信息采集、处理、运动控制与数据交互等多种任务,在无人水面航行器领域具有广泛的应用价值。
中图分类号: TP273
文献标识码: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.222532
中文引用格式: 叶楠,王祥,刘怀芝. 基于STM32微控制器的无人艇测控装置设计[J].电子技术应用,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

    无人艇作为一种无人化水上平台,军事上可以扩大现有作战能力,具有查打功能、可根据任务进行配置的智能无人艇,能够以较低成本迅速弥补我军在非对称作战体系中的不足,对提高海上作战能力具有重大意义[1-3]。民用方面,无人艇在海洋、大型湖泊等复杂危险海况下的巡逻、监测、灾害预警与救灾等方面有重要的应用价值。随着无人智能航行技术的发展,可在水面水下不同环境下航行的智能无人艇成为主流的发展趋势,其通信链路的畅通、导航定位的精准、控制命令的正确都关系到水面水下航行无人艇的航行安全,是航行的最基本条件[4-6]。因此无人艇的综合测控装置功能和性能是检验无人艇智能化水平的最重要指标之一。

    目前小型无人航行器的测控装置多由国外公司如Hydroid或蓝鳍公司长期不断开发和完善,形成了技术垄断。从我国目前已有的技术与产品看,无人航行器专用的测控装置还处于初期阶段,产品应用领域和技术程度还未成熟,与军民实际需求仍有不小的差距,具有较大的发展空间。

    本文设计了一种基于STM32微控制器的无人艇测控装置,可实现无人艇航行过程中各类信息的采集、处理、运动控制和数据共享,经测试,该装置功能多样、稳定性高、智能化水平高,在无人水面航行器领域具有广泛的应用价值。




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作者信息:

叶  楠1,王  祥2,刘怀芝1

(1.中船重工鹏力(南京)大气海洋信息系统有限公司,江苏 南京210000;

2.中国船舶重工集团南京鹏力科技集团有限公司,江苏 南京210000)




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