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。     

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。     

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.     

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。     

关于物联网“智能家居”安防系统设计

智能家居符合现代人的高标准住房需求,人们在户外通过手机,电脑等电子设备就可以控制家居。针对传统的智能家居功能简单,不能有效的进行安防功能等不足,我们基于STM32芯片,搭建Web平台,采用先进的物联网技术,结合红外遥控,蜂鸣器报警,火灾探测等传感器模块,通过Wi-Fi、Zig Bee传感网络以及GSM等无线通信技术等设计了可靠,安全的物联网智能家居。     

新型螺母自动检测分选机设计

根据企业实际需求,文章研发了一种基于STM32的螺母自动检测分选机。该系统选用STM32作为微控制器,采用比较测量法将工件测量值与标准件比较,利用STM32芯片的片内外设模数转化器(analog-todigital converter,ADC)接收传感器的输出值并判断工件是否合格。测试结果表明,该分选机运行良好,具有操作简单、设计精巧、可靠性好、检测效率高等优点。     

基于微机电系统传感器的杆塔倾斜度无线监测系统

提出一种新型的基于微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)传感器的杆塔倾斜度无线监测系统.硬件设计选用STM32F103CT86为控制器,以BMI160、AK8963为传感器,STM32通过四元数卡尔曼滤波算法对传感器数据进行解算、融合,得到杆塔的倾斜角,通过试验与三轴姿态传感器对比结果表明九轴姿态传感器更为稳定,其安装固定方法简单,成本低.如果本产品大范围推广,挽回的损失足以抵消成本,随着时间的积累,挽回的损失将远大于成本,并且会带来不可估量的经济效益.     

简易室内定高四旋翼飞行器设计

本文设计一款可在低空区间(对地高度0.3~5 m)保持指定高度飞行的简易四旋翼飞行器。控制器采用STM32F103RCT6单片机,通过惯性测量单元集成的数字传感器MPU6050和超声波测距模块分别测量得到飞行器的姿态角信息和飞行器对地高度,从而实现近地定高飞行目的。该四旋翼飞行器体积小、飞行灵活、有一定的运载能力,且成本低廉易于实现,该设计为室内等狭小空间的探测提供了理想平台。     

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单片机的智能搬运小车设计

介绍了一种基于STM32单片机的智能搬运小车硬件系统和软件系统的设计。该智能搬运小车以STM32单片机为主控芯片,采用单光束红外光电传感器RPR221作为检测元件,使小车能按预定的轨道稳定行驶,能正确地识别路径、避障、搬运,并且具有一定的抗干扰能力。     

基于单片机的四轴飞行器实训项目设计

四轴飞行器是一种很好的嵌入式控制器实训平台,方案多数使用ARM控制器和实时操作系统,其实训难度较大,不适合低年级学生使用。为了激发学生对控制器的学习兴趣,设计了基于单片机的四轴飞行器实训项目。分析了四轴飞行器的原理,介绍了系统的硬件电路和软件流程,使用PI控制算法实现了对飞行器的平衡控制。四轴飞行器结构和控制算法简单,能实现横滚、俯仰、偏航等基本飞行动作,设计遵从最简原则,降低难度,同时可以满足单片机实训项目的要求。     

基于STM32F407的新型迷宫机器人系统设计

针对迷宫机器人走迷宫的要求,介绍了一种基于STM32F407和L6207双核四轮新型迷宫机器人系统的设计与实现。根据迷宫机器人在走迷宫过程中,单一微控制器无法满足迷宫机器人的频繁启动与制动,在此基础上引入L6207芯片,从而减轻了迷宫机器人在走迷宫时STM32F407的工作量。然后通过重新设置硬件,并对设计的主要模块做了详细介绍,主要包括微控制器、红外传感器、电源模块、电机控制等模块。软件模块采用中心算法结合洪水算法进行迷宫的搜索与冲刺。该算法简单,模块化容易移植,大大提高了迷宫机器人在时效性与稳定性方面的性能。     

基于STM32的便携式低功耗血氧仪的设计与实现

为实现人体血氧的实时便携性监测,设计研究了一种新型便携式低功耗血氧检测装置。STM32单片机为主控芯片及数据处理单元,MAX30101血氧传感芯片为数据采集传感芯片。STM32单片机通过软件编程控制MAX30101传感器、OLED显示电路、蓝牙传输电路以及USB调试电路,对人体血氧浓度进行实时动态监测。实验样机测试结果表明,该设计具有良好的准确性及稳定性,为智能移动医疗领域提供了一种血氧检测的新思路。     

基于光流传感器的四旋翼飞行器设计

采用Texas Instruments公司的TM4C123GH6PM单片机作为四旋翼飞行控制系统和光流数据处理的核心单元,将九轴传感器MPU9250的陀螺仪、加速度计和磁力计经姿态解算后的角度数据作为飞行控制系统的飞行姿态反馈,超声波传感器所测量的高度数据作为飞行高度反馈,优象光流传感器所输出的位置数据作为位置反馈,设计了一款新型四旋翼飞行器.实验结果表明,该四旋翼飞行器自主导航系统可以实现室内自稳、定高和定点飞行功能.     

四旋翼飞行器的设计与实现

在分析四旋翼飞行器工作原理的基础上,以STM32单片机为控制器,用MPU-6050检测飞行姿态和加速度,nRF24L01实现无线通信,USB串口上位机进行监控,完成四旋翼飞行器的设计。以惯性测量模块采集实时数据,采用卡尔曼滤波器进行姿态算解,运用PID算法以PWM方式驱动飞行电机。通过对系统的软硬件进行设计,完成了飞行器实物的制作和飞行测试。测试结果达到了设计要求。     

基于模糊控制算法的智能小车避障系统设计

针对当前智能小车避障系统在具体建模上不能精确表达的不足,提出一种基于模糊控制的小车避障系统.首先结合STM32芯片,将STM32系列芯片作为主控芯片,然后通过超声波测距传感器对左、右、前三方距离的采集,并将数据输入到主控芯片中;同时结合模糊控制的特点,以上述的3个信息作为输入,以小车转向作为输出,并构建模糊控制规则表,从而建立模糊控制规则;最后通过仿真和现场测试的方式,验证小车可规避多个障碍物.     

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的便携式数控直流电源设计

针对传统直流电源存在的缺点,设计了一种基于STM32的便携式数控直流电源,采用转换效率高、外围器件少的集成稳压芯片TPS5430作为功能核心,能够以恒压/恒流两种方式运行。STM32作为控制核心,通过D/A转换器控制恒压源和恒流源的输出,通过A/D转换器测量输出电压和电流并对输出进行软件补偿。该电源采用触摸屏设定并显示输出数值,操作简单、输出稳定、效率高、纹波小、携带方便,可用于学生课堂实验、课下实践活动以及电子系统的测试等领域,具有广泛的应用价值。