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作者：西北师范大学知行学院 龚礼平 赵亮亮 胡月文

指导教师：刘远聪 车玮

　　作品简介

　　开发背景：

　　本次设计作品模拟实际生活中的直升机救援、跟踪现场事件和目标。在难以到达的地方进行任务，遥控摄像搜救飞行器可以替代人员进入现场进行救援、远程侦查等工作，减少对人员的危险。可以远程通过直升机在现场返回的信息进行处理，智能控制和远程监控直升机。

　　传统飞行器救援需要人员进行实时操作，做到无人的远程救援很难。本次设计的无线控制搜救系统，可以解决上述问题。

　　结构说明：

　　如图1所示，该作品利用购买的飞行器，自己设计遥控摄像搜救系统。其中包括：电机驱动模块，温度传感器模块，无线通信模块，控制器模块等。

　　功能说明：

　　1.飞行器在进行突发事件处理时通过摄像头，实时返回现场画面，可以帮助人们更好地救援。

　　2.飞机上加的可控制电机，通过实时的视屏传输情况判断是否需要放下绳索进行救援，若现场需要救援则放下绳索，之后拉起绳索。

　　3.给飞行器上加载温度传感器，返回现场的温度。

　　使用说明：

　　当飞行器起飞，通过飞行器上的摄像头，实时返回现场实时画面。若现场需要救援，通过操作独立按键，实现通过牵引绳救援的目的。控制器上的显示模块1602可以实时显示现场温度。

　　平台选型说明

　　遥控摄像搜救飞行器，采用STC15F2K60S2(大赛指定专用芯片)单片机系统作为主控系统。该芯片体积小、重量轻、抗干扰性好、不需要外部晶振和复位电路，应用开发便利。采用L298N芯片作为电机驱动模块;采用DS18B20作为温度传感器模块;采用APC220-43芯片作为无线通信模块。

　　设计说明

　　作品整体示意图：

　　设计原理：

　　本系统由电源模块、L298N电机驱动模块、DS18B20温度传感器模块、APC220-43无线通信模块组成的飞行器模块;由1602液晶显示模块、键位控制模块、APC220-43无线通信模块、STC15F2K60S2(大赛指定专用芯片)单片机系统组成控制器模块，由无线摄像头及电脑接收软件组成无线视频传输模块。

　　设计方案：

　　一 .飞行器模块:

　　1.电源模块

　　从飞行器电池引出电源供系统所用，由于电池电压较高，所以由5V稳压芯片LM7805降压后给系统供电。

　　2.电机驱动模块

　　采用L298N。 L298N芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达50V，可以直接通过电源来调节输出电压;可以直接用单片机的IO口提供信号;而且电路简单，使用比较方便。用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。

　　3.温度传感器模块

　　采用DS18B20。DS18B20有以下特点：

　　•独特的单线接口，只需1个接口引脚即可通信;

　　•每个器件有唯一的64位的序列号存储在内部存储器中;

　　•简单的分布式温度检测应用;

　　•无需外部器件;

　　•可通过数据线供电;

　　•测温范围从-55至+125℃，增量值为0.5℃;

　　4.无线通信模块

　　单片机之间的无线通信和控制器用APC220-43 模块。

　　APC220-43 模块是高度集成半双工微功率无线数据传输模块，其嵌入高速单片机和高性能射频芯片。采用高效的循环交织纠检错编码，抗干扰和灵敏度都大大提高，最大可以纠24 bits连续突发错误。APC220-43 模块能够透明传输任何大小的数据，而无须编写复杂的设置与传输程序，同时小体积宽电压运行，较远距离传输，软件编程设置功能丰富便捷，应用领域非常广泛。

　　飞行模块整体仿真图如图二所示：

　　二.控制器模块：

　　控制器模块采用大赛指定开发芯片STC15F2K60S2。

　　1.液晶显示模块

　　显示模块采用1602，该模块是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。

　　2.键位控制模块

　　设立了独立按键，用来控制飞行器上的电机驱动模块，按下不同的功能键，实现引导牵引绳救援的目的。

　　3.无线通信模块

　　采用APC220-43 模块。

　　APC220-43 模块是高度集成半双工微功率无线数据传输模块，其嵌入高速单片机和高性能射频芯片。能够透明传输任何大小的数据，无须编写复杂的设置与传输程序。

　　4.单片机控制模块

　　采用大赛指定单片机STC15F2K60S2作为系统的主控制器。该单片机既有抗干扰能力强、支持超级加密、无需外部晶振和复位电路、支持ISP/IAP在线编程、2K字节SRAM、双串口、带有高速10位A/D转换器、低功耗的优点。

　　控制模块整体仿真图如图三所示：

　　作品特色

　　1.先进性：可以通过摄像头无线将现场情况传回PC机上，进行实时监控远程侦查救援等工作。

　　2.实用性：飞行器在地理上受到的限制较小，视野开阔利于监控。在一些高危地区进行任务，替代人员进入现场进行救援、，减少对人员危险。

　　3.创新性：飞行器利用无线摄像头,远程监控直升机在现场返回的信息进行处理，智能控制和远程监控直升机。