基于远距离无线电和窄带物联网的杆塔姿态监测系统

针对现有高压输电杆塔姿态监测系统存在监测方式单一、监测精度低、无法实时监测和提前预警等缺点的问题,提出了一种基于远距离无线电和窄带物联网的杆塔姿态监测系统。系统采用STM32F103C8T6嵌入式单片机搭配微机电系统(micro-electro-mechanical system, MEMS)陀螺仪倾角传感器实时采集杆塔姿态数据,使用远距离无线电(long range radio, LoRa)局域网通信技术完成杆塔监测区域内多节点的数据交互与汇总,并通过窄带物联网专网将汇总后的数据上报至OneNET云平台以实现在线监测杆塔倾斜状态。同时为提高倾角传感器的测量精度及稳定性,针对零偏不稳定性、速率斜坡和角度随机游走白噪声建立随机漂移误差模型,通过引入Softmax函数完成自适应调节反馈功能,动态调整测量噪声协方差矩阵和过程噪声协方差矩阵来优化卡尔曼滤波算法,以提升在角速率变化较快的情况下卡尔曼滤波器的跟踪性能。杆塔姿态监测系统经过测试,具有输出数据精度高、功耗低的优点,工作稳定可靠,能够实时监测高压输电杆塔的姿态和完成预警等功能,对预防高压输电杆塔倾斜、倒塌,维持电力系统的安全运行有一定的...     

一种微型四轴飞行器设计

伴随着多旋翼飞行器技术的日益成熟,四轴飞行器因具有结构简单、能耗低、体积小等优点,得到广泛应用。该文旨在设计一种采用STM32芯片作为主控芯片,以运动传感器MPU6050作为姿态传感器,通过2.4G无线通信模块与遥控板进行通信,使用PID控制算法通过PWM方式驱动空心杯电机实现遥控控制的微型四轴飞行器。该飞行器采用一体化设计,结构简单,制作方便,可以作为四轴飞行器的科普学习及STM32学习平台。     

STM32的多传感器融合姿态检测

采用STM32微控制芯片作为主控芯片,搭载MPU6050传感器、HMC5883L磁场传感器,以四旋翼飞行器为平台进行载体姿态检测的实验.对比单一传感器和多传感器姿态检测的实验结果,结果表明:基于多传感器融合的姿态检测能弥补单一传感器检测姿态的不足,提高姿态信息的精确性.     

基于STM32微型四轴无人机的设计与实现

微型四轴无人机与中大型四轴无人机相比具有成本低、事故代价低、结构简单、量产率高等优势。本文主要介绍基于STM32的微型四轴无人机的硬件设计、程序设计及基本工作原理。无人机以STM32F103CBT6作为控制核心,MPU6050作为姿态运动传感器。控制器与无人机之间采用NRF24L01或BC04-B进行无线通信,使无人机端即时有效地接收控制器所发出的指令,使其能够实现在空间中自由移动。     

基于STM32的四旋翼飞行器的设计与实现

四旋翼飞行器属于欠驱动系统,具有四个输入力和六个状态输出,其应用广泛却设计困难。以STM32为控制核心,分析并设计了四旋翼飞行器的各个功能模块和软件流程。高精度的多路传感器在协同工作下,采集飞行器运动信息并将遥控信号发送至STM32处理器,STM32经过处理驱动电机相应运动,调节飞行器姿态。实验结果表明,基于STM32的四旋翼飞行器能够实现姿态调整、悬停、航拍等功能,验证了其设计的合理性。     

基于四轴飞行器的定点投放系统设计

本文综合运用传感器技术、遥感技术与控制算法,设计了一种基于四轴飞行器的定点投放系统,可以更有效地实现灾害救援。本系统采用STM32单片机为主控制器,结合姿态传感器、导航传感器、动力以及远程无线通讯部分,完成了系统的硬件设计;软件部分设计了传感器数据采集、惯性测量和姿态角解算、串级PID控制以及定点投放控制程序。试验结果表明,该系统实现了定点投放功能,达到预期目标。     

四轴飞行器嵌入式教学实验平台的构建

为了满足嵌入式实验教学改革和创新的需求,该文设计了一个基于STM32的四轴飞行器控制系统实验平台。以具有浮点运算处理单元(FPU)的STM32F4微处理器作为系统的主控制芯片,利用微机械电子传感器MPU6050进行姿态信息的采集,利用四元数表示欧拉角简化算法复杂度,且利用加速度计与角速度计各自的优缺点进行数据融合,使用串联PID进行对实验平台的控制。实践表明,该实验平台主要包括姿态角的结算和控制算法设计,并进行了实际的测试和验证,具有很好的效果。     

基于STM32的四旋翼飞行姿态串级控制

对四旋翼飞行器飞行姿态的稳定控制问题进行了分析,设计了基于STM32系列微控制器的稳定控制系统。STM32以ARM Cortex-M3为内核,拥有强大的运算能力,作为四旋翼飞行器的飞行姿态控制器的主控芯片。采用四元素融合滤波算法对陀螺仪和电子罗盘等多传感器采集的数据进行飞行姿态解算。结合串级PID控制算法实现四旋翼飞行姿态控制系统设计。仿真及实验结果表明该控制系统符合设计要求,达到了对四旋翼飞行器飞行姿态稳定控制的目的。验证了基于STM32的串级飞行姿态控制的有效性,为后续研究奠定了基础。     

低成本传感器的组合导航数据采集方法研究

为了解决得到当前四旋翼精确的姿态、位置,同时控制四旋翼的成本,提出了一种基于低成本传感器采集数据的方法。采用STM32作为主控芯片,通过IIC搭载多个传感器与GPS接收机进行数据采集实验的方法。得到的数据与实际情况相符合的结果。结果表明所用方法正确,利用GPS得到的位置信息、航向等数据可以在日后的分析上辅助其他惯性器件的数据进行组合,以得出更精确的姿态信息与位置信息。     

基于STM32的六自由度平台的姿态测量系统设计

提出一种新型的六自由度平台的姿态测量系统设计方案,该方案是以STM32为主控制器实现对平台的数据采集和姿态计算.由传感器得到平台的加速度、角速度和磁阻数据,采用四元数法作为六自由度平台的姿态更新算法,经互补滤波后得到六自由度平台的姿态角,通过无线传输到上位机显示,并将数据存于外接存储器中.上位机显示结果和试验数据表明该六自由度平台姿态测量系统是稳定可靠的.     

基于STM32F401的温室害虫物理防控物联网系统

以高性能嵌入式系统ARM STM32F401作为控制核心,利用数字温度传感器DS18B20和RHD40湿度传感器及光照度、CO_2、氮磷钾NPK传感器分别采集温室内温度与湿度及其他相关参数数据,并通过Wi-Fi模块EMW3080将数据传输给上位机,上位机将数据保存到数据库进行管理,并对数据分析,作为深入研究温室蔬菜生长环境参数的调控的数据基础.需要防控害虫时,STM32F401控制相关的设备,将温度和湿度调到设定值,并保持若干个小时,达到防控害虫的目的.结果表明:在温度40℃、湿度85%~90%、保持时间4 h的条件下,系统能有效防控温室种植的豆角、黄瓜等蔬菜的蚜虫,代替了农药防控害虫,实现了温室的有机生态种植,为温室防控农作物害虫提供了一种基于物理热学的技术思路.     

基于STM32的便携式气压高度计设计

介绍了一种便携式气压高度计的设计和实现方法,采用了集成度高的压阻式硅压力传感器MPX4115A为检测元件,低功耗、高性能的STM32F107处理器为主控芯片,详细描述了系统的硬件电路和软件设计。该便携式高度计实现了对温度、气压、高度三种气象要素的检测,包括了液晶显示、按键控制、数据存储等多种功能,拥有低成本、高可靠性和较好的实用性。     

基于STM32的机械臂运动控制系统设计研究

为了提高机械臂运动的准确性以及提高机械臂的控制效率,运用STM32处理器设计了一种机械臂运动控制系统。采用STM32作为主控系统的核心,通过角度位移传感器构成机械臂的感知模块,利用舵机驱动电路构成机械臂的运动模块,从而形成机械臂运动控制系统的硬件单元。以模糊PID控制理论为软件核心,对机械臂运动过程中的轨迹偏差进行计算,形成控制量。主控器STM32将根据控制量对机械臂的运动模块发出调控信号,使得机械臂能够快速回归预定的运动轨迹。实验结果表明,本文所设计的机械臂运动控制系统,能够快速、准确地对机械臂的运动状态进行控制,提高机械臂运动的准确性。     

基于STM32的步进电机转速控制实验设计

STM32包含Cortex-M3内核,具有低功耗,丰富片内外设,处理速度快等特点,典型应用于数据采集处理系统。文章介绍了一种基于STM32的步进电机转速控制实验设计。与传统的单片机电机控制相比,它具有处理速度快,功能完善等优点。STM32根据送入的传感器信号操控电机运转,并显示电机工作状态。文章给出了具体的实验电路的硬件设计及软件设计流程,并给出部分实验说明。经实践证明该实验系统稳定可靠,具有较好的实验教学效果。     

一种基于STM32的四旋翼飞行器控制器

针对四旋翼飞行器,设计并实现了一种基于STM32的微型飞行控制器．以新型ARM Cortex-M3内核微处理器STM32作为计算控制单元,对飞行控制器进行了模块化设计,包括主控、惯性测量、执行驱动等单元模块．给出了系统软件设计流程,研究了一种基于分布式融合滤波器的飞行姿态解算方法,并针对四旋翼飞行器的控制特点设计了控制律．实验表明控制器方案合理有效．     

基于STM32的轴承状态监测系统设计

针对轴承在机械设备中的重要作用,设计了轴承状态检测系统。选用高集成度的stm32系列单片机使得硬件电路设计简单,节约成本。stm32系列单片机的集成了12位ADC降低了系统设计的复杂度,同时具有相对较高的分辨率,提高了系统的稳定性。stm32集成了快速访问的存储器把轴承运行状态数据存储起来可以得出多个运行参数,多个参数工作检测运行状态使结果更加准确。