无人机遥测系统地面站设计与动态任务分配研究.pdf

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1、学校代码10406分类号V556.1盲审编号220密级学号080081102003题目无人机遥测系统地面站设计与动态任务分配研究作者许书诚学科、专业检测技术与自动化装置指导教师赵伟华王琪申请学位日期2011.06学校代码：10406分类号：V556.1学号：080081102003南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）无人机遥测系统地面站设计与动态任务分配研究硕士研究生：许书诚导师：赵伟华研究员王琪教授申请学位级别：硕士学科、专业：检测技术与自动化装置所在单位：信息工程学院答辩日期：2011年6月授予学位单位：南昌航空大学ThedesignofUmmannedAerialV

2、ehicleTelemtrySystemGroundStationandResearchofDynamicTaskAllocationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnDetectionTechnologyandAutomaticEquipmentbyXushuchengUndertheSupervisionofProf.ZhaoweihuaWangqiSchoolofInformationEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2011摘要遥测系

3、统是测控系统的一个分支，在整个无人机系统中，遥测系统是其中一个重要部分。通过遥测系统，地面测控中心的测控人员可以观测到无人机及机载设备的状态与及参数。通过观测到的数据，按需要发送遥控命令，从而让无人机更好的完成任务。目前遥测系统地面站的设备复杂，通用性、灵活性、稳定性差，因此有必要建立一套体积小、便携性好、精度高的遥测系统地面站。计算机、网络通信、嵌入式技术的发展为遥测系统的发展带来了良好的发展机遇，从而更好地迎合未来战场的需要。本课题是以32位微处理器ARM9(S3C2440A)为主控平台，搭载了实时性强的µC/OS-II操作系统，采用分布式技术进行无人机远程遥测，从而使

4、性能和灵活性得到了提高。在实时性要求不高的情况下，通过GPRS模块实现遥测终端与测控中心之间的通信，从而降低成本。测控中心的遥测软件能显示无人机以及机载设备的状态与参数，以及能对遥测数据保存以便事后分析。本课题是在对遥测系统原理充分掌握的情况下进行设计的。先是对遥测终端的硬件进行了设计，主要包括芯片的选取以及外围电路的设计；然后对软件部分进行了设计，其中包括操作系统的选取，µC/OS-II移植，编写外设驱动程序以及应用程序。本课题通过G20模块以及采用TCP协议实现遥测终端与测控中心之间的通信，并且对遥测数据帧格式以及同步码进行了设计。同时测控中心里，采用delphi软件开

5、发了遥测显示系统软件，从而能够实时观测到无人机的遥测数据以飞行航迹，同时软件具有数据保存以及数据回放功能，以便事后进行分析。最后根据实时遥测数据以及任务需要对多无人机进行动态任务分配，以便无人机更好的完成任务。先是建立数学模型，然后改进现有的算法，最后用MATLAB软件进行仿真，为下一步遥控系统的研究做好了铺垫。本课题设计的地面遥测终端性能强、体积小、便携性好；测控中心的遥测显示系统软件可移植行好，对硬件没有特殊要求；多无人机动态任务再分配也取得了良好的仿真效果。因此本课题对后续类似课题的研究具有重要意义。关键词：遥测，ARM，µC/OS-II系统，任务分配IAbstrac

6、tTelemetrysystemisapartofmeasurementandcontrolsystem.IntheUAVsystem,telemetrysystemisindispensable,whichcanhelpresearchersobservethewholestatusofUAVandairborneequipmentwithoutdelay.Withobservingtheinformation,theresearcherscansendnecessarycommandstohelptheUAVfinishthetaskperfectly.Theequip

7、mentsofgroundpartoftelemetrysystemiscomplicated.Currently,itisbadforitsuniversal,flexibilityandstability.Soitisnecessarytoestablishasmallvolume,goodportableandaccurateaccuracyequipment.Withthedevelopmentofcomputer,networkcommunicationandembeddedtechnology,itis