基于无人机平台的救生抛投系统设计(附件)【字数：8806】
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题的研究背景及意义 1
1.2国内外相关技术发展与现状 1
1.3本论文主要研究内容 2
第二章 无人机系统设计 3
2.1旋翼类无人机的基本结构 3
2.1.1机架 3
2.1.2电机 3
2.1.3电调 4
2.1.4桨叶 4
2.1.5电池 5
2.1.6无人机的选择 6
2.2图传系统 6
2.2.1 同步传输摄像头 6
2.2.2图传接收机、无线发射机 7
2.2.3手持终端 8
第三章 智能抛投系统硬件电路设计 9
3.1单片机控制电路 10
3.2电机电路 11
3.3无线控制电路 13
3.4本章小结 13
第四章 智能抛投软件设计 14
4.1软件设计原则 14
4.2软件控制流程 14
4.3按键程序 14
4.4电机驱动程序 15
4.5本章小结 16
第五章 调试与仿真 17
5.1多旋翼无人机的调试 17
5.2抛投控制系统的仿真和实现 17
5.3总装实物图 18
5.4无人机抛投动作演示 18
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致 谢 21
参考文献 22
附录A 智能控制器硬件电路图 23
附录B 程序 24
第一章 绪论
1.1课题的研究背景及意义
当自然灾害发生时，救生是一件与时间赛跑的工作，其特点决定了“快”的重要性。破坏较为严重灾害发生时，往往救生人员无法第一时间进入救灾地区，将救援所需物资等第一时间运抵灾区，达到及时救援的目的。无人机作为一种飞行工具，具有体积小、轻盈、耐用、机动灵活的特点。可以通过搭载储物篮与抛物器的模式向暂时未能撤离的受灾人员提供医疗用品、食物、饮用水、通讯器材等应急救灾物资，也可向有条件的受灾人员投送绳索、手电、工具等便携应急救援装备以方便他们展开自救行动[13]。
本课题以无人机为载体，设计一款智能抛投设备，从而实现救生设备的远程智能抛投，极大提高了救灾效率。本文设计系统具体采用STC89C52单片机，对模块进行命令信号收发处理。提高设备使用效率，大大减少危险区域人员的参与，从而减少二次伤害的发生，节约人力，节省时间，具有一定的潜在应用价值[4]。
1.2国内外相关技术发展与现状
1907年法国贝雷特兄弟制造了第一架多旋翼无人机，即BreguetRichet Gyroplane No.1。BreguetRichet的多旋翼无人机 。1907年8月Gyroplane No.1在杜埃进行了第一次无人机飞行试验，由于没有安装飞行控制系统，飞行稳定性很差。
1956年，Convertawing设计制作第一架大桨叶的多旋翼无人机，旋桨直径达到19英尺，采用两台发动机提供提供动力，虽然Convertawings设计的多旋翼无人机试飞成功，但由于多种原因最终放弃了这个项目[5]。
这一时期设计出的多旋翼无人机，由于机身材料较重，飞控系统中的核心控制器件没有到达理想水平，无人机虽然能够进行起降飞行，但是无人机在空中停留时间较短，飞行过程中稳定性较差，多旋翼无人机的应用推广受到限制，多旋翼无人机的发展在这段时间遇到了阻碍，整个无人机市场几乎处于停滞的状态。
近十几年来，随着材料工艺的进步，特别是碳塑材料的发展，使机架硬度达到了金属基本，同时变动非常轻，再有就是中央处理器的发展，使飞控的开发成为可能。随着各行业的发展，人们渐渐发现小型无人机带来的诸多便利，再次吸引广大无人机爱好者把精力投入到无人机的研发中来，给多旋翼无人机的发展带来了前所未有的契机，各种样式不同、功能各异的无人机如雨后春笋般研制出来，并在市场上得到应用，特别是自动导航的拍照无人机更是得到长足发展。很多专业论文不断发表，无人机工业水平、控制水平和载荷能力都达到了一定水平[68]。
1.3本论文主要研究内容
本论文主要研究内容为无人机智能抛投系统的智能控制设计，通过软硬件的设计实现装置抛投动作的智能控制完成。论文大体分为三部分：（a）无人机智能控制系统的方案选择与设计；（b）硬件电路设计；（c）软件功能设计。论文主要分为以下章节：
第一章，提出本论文研究背景与目的，结合智能控制系统的理论基础与技术发展，得出本论文具体研究内容。
第二章，根据研究内容提出需求，对智能控制系统进行多种方案对比，综合考量后得出最优方案选择与结构设计。
第三章，依据第二章中选择方案进行系统硬件设计，主要包括其结构、单片机系统、控制方法等进行具体设计。
第四章，依据第二章中选择方案进行系统软件设计，主要包括控制设计、单片机指令处理设计等。
第五章，调试与仿真，对课题中设计内容进行调试与仿真试验。
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