STM8单片机航模限高仪的设计+电路图(2)
1.3本设计的研究内容 3
2 航模限高仪整体设计方案 4
2.1 航模的概述 4
2.2航模的系统组成及工作原理 5
2.2.1航模的动力系统 5
2.2.2航模的系统的工作原理 6
2.3限高仪的控制方案 8
2.4限高仪的测高方案 11
3 硬件电路设计 12
3.1 总体硬件结构框图 12
3.2 单片机的选型 12
3.3 气压传感器和存储器电路模块 14
3.4 电源输入模块 15
3.5 晶振电路和复位电路 16
3.6 蓝牙无线通信模块 17
4 系统软件设计 18
4.1 系统主程序 18
4.2 数字气压传感器子程序 19
4.3 BC04-B蓝牙模块程序 22
5 总结 25
附录 27
致 谢 29
参考文献 30
1 绪论
1.1课题研究背景及意义
随着经济和科技的发展，越来越多的人喜欢航空模型，其次是它的功能也在逐步完善，人们也可以随时从报纸、电视等其它媒体上看到关于航模的报导，航模已经成为人们休闲文娱时的必需品。航模广泛应用在军事和民用领域，如空中目标和测试平台，也可以刑事调查、地质勘探、土地测绘、城市规划，农业、生态环保监控、灾况评估、气象预报、GIS信息采集、市政管理、电视转播、森林防灾救灾，石油勘探、铁轨文护等许多领域，给航模带来了前所未有的发展空间，使得航模无论外观还是功能方面都更加完善，而功能方面人们最为关注的是航模的飞行高度，航模的高度也随之成为人们考虑的问题。航模因其质量轻、制作简单、成本低，升空准备时间短，在应用方面其高精度遥感设备具备覆盖或倾斜成像的技能，航模可按预定飞行航线达到限定高度自主飞行、拍摄，由于摄像分辨率，稳定的高度可以控制拍摄精度和视野大小，同时避免气流对航模造成影响，使得航模平稳飞行，所以航模限高一直是人们研究的课题。未来的航模将朝两个方向发展，一个是更简化，更便宜，更适合常规消费者需求；另一个则是功能朝复杂化程度发展，配件齐全。
FAI（The Federation Aeronautique Internationale）制定的规则明确规定，航模是一个比空气重，有尺寸大小限制，有或没有发动机的，不能载人可远程控制的航空器。最近几年，随着电子调速器、超轻型接收器、比例转向舵机，轻型电机技术的不断提高，航模已在国内悄然兴起，航模可以达到的高度也愈来愈高，世界上有的模型飞机的飞行高度已经到达了7000米，但是航空领域属于国家监管，如果国家一的任其飞高不对其监管的话，会造成航空领域的秩序混乱，这样也会带来许多安全的隐患。所以国家规定必须限制飞行器的高度；一般民航飞机在平流层飞行，军用飞机在对流层飞行，不同的高度对飞机影响不同，某些国家和地区为了研究高度不同对飞机的影响会限制飞行器的高度，来作出科学研究；而且航模如果飞的太高就不容易控制和找回，给许多模友们带来不必要的麻烦和经济损失，所以规定必须在操作者的视线范围内；同时在一些地方航空需要限制飞行高度，航模因其重量因素和发动机功率因素的限制也要限制航模的高度；在一些国际航模比赛中如热动力滑翔比赛F5J,规则是航模先靠20秒电机动力上升再切断动力靠热空气滑翔，参赛者控制滑翔机的方向，当航模离地面还有20米的时候需要恢复动力控制航模的降落，这样既增加比赛的难度和趣性，又提高参赛者的应变能力；亦或者一些航模爱好者、高端玩家为了娱乐追求航模的更高性能，限制飞行高度，自动实现航模限制高度的的功能，会开发出一套新的航模限高装置。伴随着限高仪的出现飞行高度将是有限的，能将航模控制在一定范围高度内，满足各个领域的需要。目前市场上的航模只能靠遥控来调整航模的飞行高度，不能自动限制航模的高度。为了达到上述目的，本文提供一种航模限高仪的设计方案，将本装置固定在航模上，在程序里预先设置好限定高度，由气压传感器测量气压，利用气压随高度升高而减小的原理，气压传感器的灵敏变化控制高度的变化，待飞行结束后将气压传感器测量的数据的值通过数据输出接口与计算机或手机等上位机连接，这种装置操作简单，飞行操作自动化、智能化程度高, 能够自动的实现限制航模飞行高度。