【硕士论文】基于arm9的水池实验装置嵌入式系统开发.pdf

哈尔滨。‘。大学硕十学位论文
摘要
随着科学技术的发展,人类现在已经进入了开发和利用海洋的时代,而各种各
控式水下机器人假啪海洋开发的许多领域都得到了广泛的应用,水池实验装置样的海洋技术中,能完成多种作业的水下机器人使海洋开发进入了新时代,其中遥
就是囊恢帧1疚囊运厥笛樽爸梦6韵罂7⒘嘶贏砥
的嵌入式控制系统。
首先,介绍了水池实验装置的组成、功能和意义,逑到峁沟奶氐愫陀
用前景。其次,开发了水池实验装置嵌入式控制器的硬件部分,包括检测电路接口,
通信接口和控制电路接口。其中检测部分包括—个深度传感器,一个高频信标机,
—个低频信标机和—个姿态传感器,开发出芟呃┱钩鯝美床杉疃
传感器的模拟量信号,开发出芟吡覩┱钩龆啻谟美唇邮招疟昙
与姿态传感器的信号;通信部分是串口通信和网络通信,开发了扩展出以
太网接口;控制部分包括一个主推进器、四个侧推进器、一个步进电机和四个电磁
阀的控制,开发出芟吡覣┱钩通道的模拟量输出用来控制推进
器;另外,还扩展出腇与腟片外存储器;第三,开发
了嵌入式底层软件,包括处理器启动代码、中断过程和接口的调试。第四,为了验
证嵌入式系统的功能,为水池试验装置进行数学建模,并根据实际情况进行了相应
的简化,最后,在嵌入式系统匕进行了仿真实验。
将度胧轿⒋砥髯魑K厥匝樽爸玫目刂坪诵奶寤⒐牡汀O喽
于单片机,基于处理器具有更高的处理速度和丰富的外围接
口,还可以扩展键盘、显示器、摄像头等硬件,应用广泛,使嵌入式系统成为通用
的控制平台。
关键词: 水池实验装置;嵌入式系统: ;
哈尔滨丁程入学硕士学位论文


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水池实验装置概述
水池实验装置是水下机器人的一种,水下机器人的发展源于二十世纪
年代,有几个美国人想把人的视觉延伸到神秘的海底世界,于是,他们就把
摄像机密封起来送到了海底,第一代浮游式缆控水下机器人的雏形就这样产
生了。
在这几十年的发展中,水下机器人可按照人介入的方式划分为以下三类:
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水下机器人年就研制成功了,之后的年中发展缓慢。上世纪年代
后,由于海洋工程和近海石油开发的需要,遥控式水下机器人才得到了迅速
发展,目前已发展到上千艘。俄罗斯在这方面享有很高的声誉,较为著名的
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要用于军事目的,完成海洋传导性、温度和压力剖面测绘。在科学研究方面,
主要用作活动的水声平台,兼作水下程序控制系统的研究。目前在工业上应
用较少。斯坦福大学开发的水下机器人——.
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在开发海洋中常用的一种工具。
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叫智能水下机器人,是随着计算机技术、通信技术、人工智能的发展而出现
的新型智能化的水下机器人,是近几年水下机器人发展的主要方向。加拿大
用甑氖奔淇7⒘薚糜谄躺璞北笾斜愀哺窍碌暮5坠
缆,也可以用于远程调查等;英国在年开发了一部用于海洋科学A鳌
温度等芯康腁.,到年,己经在英国沿海完成了
项工程和科学使命。此外,美国海军研究生院的虯,麻省理工
立詈一带光耦的开关键一二二三固嵌入式系统概述本文的研究对象属于水下机器人俏A送瓿商囟ㄈ挝穸哂凶灾航行能力的无人水下潜器,主控装置为嵌入式系统,包括检测部分,通信部分和控制部分。其中检测部分包括一个深度传感器,一个高频信标机,一个低频信标机和一个姿态传感器;通信部分是串口通信和网络通信:控制部分包括一个主推进器、四个侧推进器、一个步进电机和四个电磁阀的控制。系嵌入式系统通过检测装置检测潜器的运动状态,将数据传输到水面计算机,水面计算机根据预定任务和预设算法计算出控制量,然后将控制量传输嵌入式系统的兴起是在年,由就瞥鲇惺芬岳吹谝桓位微处理器,接着德州仪器与国家半导体公司也随后推出各自的晃⒋砥鳌V蟾鞴居滞瞥隽位微处理器,学院的级宰灾魇剿禄魅说难芯亢陀τ米龀隽擞幸娴某⑹浴统框图如下:给潜器,再由嵌入式系统控制潜器的运动装置。如镜公司的肮野氲继骞镜腘取T哈尔滨猴搜学位论文图水池试验装置系统框图蛘遧以太嘲蚧蹹调试单元
.度胧较低扯ㄒ随后几十年,嵌入式微处理器逐渐发展为位以及现在常见的位。大家理器,位的镜腁系列处理器等。嵌入式系