基于arm和gps的水产养殖作业船自动导航系统研究.doc
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基于arm和gps的水产养殖作业船自动导航系统研究,基于arm和gps的水产养殖作业船自动导航系统研究1.77万字我自己原创的毕业设计，今年最新的，仅在本站独家提交，大家放心使用摘要 本课题主要进行基于arm和gps的水产养殖作业船自动导航系统的设计。传统的水产养殖作业船主要依靠人工操作，作业范围小、精度差，难以满足现代水产养殖业的发展要求。本文设计的自动导航系统首先接...
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基于ARM和GPS的水产养殖作业船自动导航系统研究
1.77万字
我自己原创的毕业设计，今年最新的，仅在本站独家提交，大家放心使用
摘要 本课题主要进行基于ARM和GPS的水产养殖作业船自动导航系统的设计。传统的水产养殖作业船主要依靠人工操作，作业范围小、精度差，难以满足现代水产养殖业的发展要求。本文设计的自动导航系统首先接收来自GPS卫星的定位信息，然后计算出目标航向角并配合电子罗盘系统和PID控制算法实现水产养殖作业船的自动导航。考虑到实验条件的限制，本课题利用空气驱动的智能小车模拟水产养殖作业船的平台并建立起整个自动导航控制系统。
本文首先设计了系统的结构，然后从硬件方面介绍了电源模块、S3C2440的最小系统模块以及通信模块的电路设计，接着从软件方面介绍了无线遥控、电子罗盘以及GPS数据解析等部分的设计。论文还针对导航控制最核心的部分——导航控制系统的原理进行了分析和研究，首先介绍了PID控制算法，接着从最简单的路径导航算法开始，逐步介绍了如何实现复杂路径的导航算法。本文在最后还给出了小车导航的调试过程及数据。调试结果表明，本课题设计的自动导航控制系统可以控制小车完成简单路径的自动导航，达到了预期的控制目标。
关键词： 自动导航 水产养殖船 ARM GPS 电子罗盘
Research on Automatic Navigation System of Aquaculture
Operation Boat Based on ARM and GPS
Abstract: The main subject of this research is automatic navigation system of aquaculture boat based on ARM and GPS. Traditional aquaculture operation boat rely mainly on human , the operating range is small and accuracy is poor, it is difficult to meet the requirements of modern aquaculture. The boatborne navigation terminal first receives location information from GPS satellites, and then calculate the target heading angle and complete the boat's navigation with electronic compass. Given the limitations of the experiment, this research uses a smart car driven by air to simulate the aquaculture boat's operations platform and build the entire automatic navigation control system.
Firstly, the thesis introduces the structure of the smart car, and then from the hardware, introduces the design of power supply module, the minimum system of S3C2440 module, the communication module and the wireless remote control module. Then from the software, introduces the software design of wireless remote part, the electronic compass part and GPS data analysis part. This thesis also analyze the principle of the navigation system, which is the core of navigation control system. Firstly, this part introduces the PID control algorithm, and then from the simplest path navigation algorithm, progressively describes how to implement complex navigation path algorithm. Finally, the thesis also gives the car navigation experiments and data. Experimental results show that the automatic navigation control system designed by this project can control the smart car complete simple path automatic navigation, basically achieve the desired control objectives.
Keywords: Automatic Navigation, Aquaculture Boat, ARM, GPS, Electronic Compass
目录
第一章 绪论 1
1.1 GPS全球定位系统概述 1
1.2 电子罗盘系统概述 2
1.3 课题的研究背景和研究的意义 3
1.4国内外的研究现状及发展趋势 4
1.5本课题主要研究内容 4
1.6论文组织与结构 5
第二章 系统硬件设计 6
2.1小车结构设计 6
2.2 系统工作电源设计 8
2.3 ARM最小系统设计 9
2.3.1 S3C2440处理器简介 9
2.3.2 时钟电路设计 10
2.3.3 JTAG电路设计 10
2.4 通信模块设计 11
2.4.1 UART通信模块设计 11
2.4.2 GPS接收机简介 13
2.4.3 电子罗盘通信模块设计 13
2.4.4 遥控模块的设计 14
第三章 系统软件设计 16
3.1 ADS1.2集成开发环境简介 16
3.2 遥控软件设计 18
3.2.1 PWM波的生成方法 18
3.2.2 计算输入占空比 21
3.2.3 直行子程序设计 21
3.2.4 转弯子程序设计 22
3.3 电子罗盘软件设计 23
3.3.1 IIC协议介绍 24
3.3.2 电子罗盘数据的读取与解析 24
3.4 GPS数据的接收及解析 26
第四章 导航控制算法设计及调试 29
4.1 PID算法及应用 29
4.1.1 PID控制算法介绍 29
4.1.2 PID算法的应用 31
4.2 GPS导航原理 32
4.2.1 航向角计算方法 32
4.2.2 路径规划原理 33
4.3 调试过程及数据 34
第五章 总结与展望 38
5.1 总结..............................................................................................................................................38
5.2 展望..............................................................................................................................................38
致谢 39
参考文献 40
1.77万字
我自己原创的毕业设计，今年最新的，仅在本站独家提交，大家放心使用
摘要 本课题主要进行基于ARM和GPS的水产养殖作业船自动导航系统的设计。传统的水产养殖作业船主要依靠人工操作，作业范围小、精度差，难以满足现代水产养殖业的发展要求。本文设计的自动导航系统首先接收来自GPS卫星的定位信息，然后计算出目标航向角并配合电子罗盘系统和PID控制算法实现水产养殖作业船的自动导航。考虑到实验条件的限制，本课题利用空气驱动的智能小车模拟水产养殖作业船的平台并建立起整个自动导航控制系统。
本文首先设计了系统的结构，然后从硬件方面介绍了电源模块、S3C2440的最小系统模块以及通信模块的电路设计，接着从软件方面介绍了无线遥控、电子罗盘以及GPS数据解析等部分的设计。论文还针对导航控制最核心的部分——导航控制系统的原理进行了分析和研究，首先介绍了PID控制算法，接着从最简单的路径导航算法开始，逐步介绍了如何实现复杂路径的导航算法。本文在最后还给出了小车导航的调试过程及数据。调试结果表明，本课题设计的自动导航控制系统可以控制小车完成简单路径的自动导航，达到了预期的控制目标。
关键词： 自动导航 水产养殖船 ARM GPS 电子罗盘
Research on Automatic Navigation System of Aquaculture
Operation Boat Based on ARM and GPS
Abstract: The main subject of this research is automatic navigation system of aquaculture boat based on ARM and GPS. Traditional aquaculture operation boat rely mainly on human , the operating range is small and accuracy is poor, it is difficult to meet the requirements of modern aquaculture. The boatborne navigation terminal first receives location information from GPS satellites, and then calculate the target heading angle and complete the boat's navigation with electronic compass. Given the limitations of the experiment, this research uses a smart car driven by air to simulate the aquaculture boat's operations platform and build the entire automatic navigation control system.
Firstly, the thesis introduces the structure of the smart car, and then from the hardware, introduces the design of power supply module, the minimum system of S3C2440 module, the communication module and the wireless remote control module. Then from the software, introduces the software design of wireless remote part, the electronic compass part and GPS data analysis part. This thesis also analyze the principle of the navigation system, which is the core of navigation control system. Firstly, this part introduces the PID control algorithm, and then from the simplest path navigation algorithm, progressively describes how to implement complex navigation path algorithm. Finally, the thesis also gives the car navigation experiments and data. Experimental results show that the automatic navigation control system designed by this project can control the smart car complete simple path automatic navigation, basically achieve the desired control objectives.
Keywords: Automatic Navigation, Aquaculture Boat, ARM, GPS, Electronic Compass
目录
第一章 绪论 1
1.1 GPS全球定位系统概述 1
1.2 电子罗盘系统概述 2
1.3 课题的研究背景和研究的意义 3
1.4国内外的研究现状及发展趋势 4
1.5本课题主要研究内容 4
1.6论文组织与结构 5
第二章 系统硬件设计 6
2.1小车结构设计 6
2.2 系统工作电源设计 8
2.3 ARM最小系统设计 9
2.3.1 S3C2440处理器简介 9
2.3.2 时钟电路设计 10
2.3.3 JTAG电路设计 10
2.4 通信模块设计 11
2.4.1 UART通信模块设计 11
2.4.2 GPS接收机简介 13
2.4.3 电子罗盘通信模块设计 13
2.4.4 遥控模块的设计 14
第三章 系统软件设计 16
3.1 ADS1.2集成开发环境简介 16
3.2 遥控软件设计 18
3.2.1 PWM波的生成方法 18
3.2.2 计算输入占空比 21
3.2.3 直行子程序设计 21
3.2.4 转弯子程序设计 22
3.3 电子罗盘软件设计 23
3.3.1 IIC协议介绍 24
3.3.2 电子罗盘数据的读取与解析 24
3.4 GPS数据的接收及解析 26
第四章 导航控制算法设计及调试 29
4.1 PID算法及应用 29
4.1.1 PID控制算法介绍 29
4.1.2 PID算法的应用 31
4.2 GPS导航原理 32
4.2.1 航向角计算方法 32
4.2.2 路径规划原理 33
4.3 调试过程及数据 34
第五章 总结与展望 38
5.1 总结..............................................................................................................................................38
5.2 展望..............................................................................................................................................38
致谢 39
参考文献 40
