航模限高仪设计

分类：开题报告    更新时间：09-03    来源：网络

 一、课题综述及研究意义

随着社会科技和经济的发展，越来越多的人们喜欢航模，它的功能特点已经相当完善，我们可以随时从报纸、杂志、电视等传播媒体上看到关于航模的报道，航模已赫然成为人们休闲娱乐时的必需品，这也给航模带来了史无前例的发展空间，使得航模不管是外形还是功能方面都更趋于完善。航模因其质量轻、制作简单、成本低、飞行速度慢，升空准备时间短，机载高精度遥感设备具备面积覆盖、垂直或倾斜成像的技术能力, 航模可按预定飞行航线自主飞行、拍摄，航线控制精度高,飞行姿态平稳，可用于军事和民用领域，作为通用的空中目标与空中试验平台，可以进行航空靶标、特情侦查、地质勘探、土地测量测绘、航空摄像摄影、城市规划，农业、生态环保监控、灾况评估、气象预报、考古、GIS信息采集、市政管理、电视实时转播、森林防火、减灾救灾安全防暴，石油、公路、铁路沿线勘探维护等多种民用领域。研究人员表明，今后的航模将朝两级方向发展，一类是功能更简化，价格更便宜，更适应普通消费者需求；另一类则是功能朝复杂化发展，配件齐全，飞行高度得到限制，以满足高级别玩家娱乐的需要和国际航模比赛的需求。

近年来，随着电子调速器、超轻型遥控接收机、比例舵机、电动机、电池的不断问世，航模已在国内悄然兴起，航模的高度也越来越来高，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，如果国家一味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对飞机的影响会限制飞行器的高度来作科学研究；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20S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，增加比赛的难度和趣味性，提高参赛者的应变能力往往会限制比赛的高度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，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。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。为了实现上述目的，本文提供一个航模限高的设计装置，采用气压传感器进行测量，利用气压随高度升高而下降的原理降本装置固定在航模上，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连接，在编程器预先设置好编程高度，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。

二、课题拟采取的研究方法和技术路线

选用STM8单片机作为控制系统核心，选用气压传感器进行测量，利用空气压力随高度升高而减小的原理将本装置固定在模型飞机上，在程序里预先设置好限定高度，若没有到达限定高度，则限高仪继续输出之前采样的PWM波的油门信号；若航模飞行高度大于或等于设定的高度，则限高仪的数据输出接口中断遥控接收器的信号通过，这样航空模型的驱动装置将停止工作，以达到限制高度的作用，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连接。

本实用新型采用的技术方案为：在接收机和调速器之间加限高仪装置，通过限高仪装置的变化改变PWM输出采样信号的占空比来控制电机内部场效应管开关的导通和关断时间从而控制电流，让发动机油门停止或者控制油门很小。本航模限高装置包括STM8单片机、存储装置、气压传感器和数据输入输出接口，STM8单片机通过控制电路分别与存储装置、气压传感器、和数据输入输出适配接口连接。功能模块包括飞行高度的采集调理模块、电机电调的控制模块和通讯接口模块。飞行高度的采集调理模块利用气压传感器将采集到的数据传送至单片机，单片机通过读取用户的设置来控制气压传感器的采样频率；通讯接口模块是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连接。

三、主要参考文献

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二、毕业设计（论文）工作实施计划www.eeelW.COm

（一）毕业设计（论文）的理论分析与软硬件要求及其应达到的水平与结果

理论分析：

  选用STM8单片机作为系统控制核心，采用气压传感器进行测量，利用气压随高度升高而下降的原理降本装置固定在航模上，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连接，在程序里预先设置好限定高度，若没有到达限定高度，则限高仪继续输出之前采样的PWM波的油门信号；若航模飞行高度大于或等于设定的高度，则限高仪的数据输出接口中断遥控接收器的信号通过，这样航空模型的驱动装置将停止工作，以达到限制高度的作用，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连接。

软硬件要求：

1、 软件

    航模限高仪的软件设计主要有系统初始化、数字传感器的工作程序、实际高度与设定高度比较的程序和控制发动机油门的信号的程序以及蓝牙模块通信程序等部分组成。限高仪利用单片机内部的定时器定时读取温度、压力数值并计算实际温度、高度数值，通过实际高度与设定高度比较，来控制限高仪的输出状态。

2、硬件框图