基于嵌入式ARMv7的监测飞行器系统设计

器组成，本系统通过主控模块发送电子调速器的控制信号，控制4个电机不同的转速，从而改变飞行器的飞行动作。

2 系统的硬件设计

2.1 信息采集模块总体电路设计

信息采集模块主要由DS18B20(温度传感器)、HC—SR501(人体红外传感器)、HC—SR04(超声波测距传感器)等几部分组成，其中这三者之间和contex—A8总体电路图如图2所示。

2.2 信息采集各分模块的电路设计

1)HC—SR501人体红外感应模块

HC—SR501是基于红外线技术的自动控制模块，采用德国原装进口LH1778探头设计，灵敏度高，可靠性强，低电压工作模式，能广泛应用于各类自动感应电器设备。

2)DS18B20温度传感器

DS18B20采用单线接口通信的方式，结构简单无需其他元件电路，抗干扰能力强，适合于多种环境下的温度采集。

3)HC—SR04超声波传感模块

超声波传感器原理图如图3所示。

3 系统的软件设计

3.1 飞行器的总体工作过程

首先由遥控器控制飞行器起飞，主控模块开始控制飞控模块，将飞控模块的各传感器数据采集到主控模块，主控模块进行数据处理分析，控制飞行器达到稳定飞行状态。其次，主控模块控制信息采集模块，将各种传感器信息采集后，由主控模块进行数据处理，经过无线通讯模块将数据发送至pc终端或手持设备(平板电脑、手机)，完成数据的处理。

3.2 飞行器飞行控制流图

控制端和飞行器建立通信之后，利用无线通信向飞行器发送控制指令，无线通信模块将数据接收，并发送给主控模块，主控模块对指令进行识别，并向飞行控制模块发出信号，飞行控制模块最终控制动力模块做出相应的指令。其飞行控制流图如图4所示。

3.3 飞行器实时视频采集流图

主控模块通过控制信息采集模块中的摄像头，读取实时视频信息，并通过M—JPEG STREAMER发送视频流，最终通过无线通信模块发送给控制端，其流图如图5所示。

3.4 飞行器传感器实时数据采集

主控模块通过控制信息采集模块中的传感器，读取传感器采集的实时数据信息，将传感器数据写入XML文件，最终通过无线通信模块发送给控制端，控制端再通过解析XML文件获取到传感器实时数据信息，并做出显示，其流图如图6所示。

4 系统功能测试

本系统可以在Android系统中，通过飞行器上搭建的BOA服务器，下载飞行器上的传感器数据XML文件，并在手持终端的应用程序中进行XML文件解析，以读取实时的监控信息。遥控器通过2.4 G射频与飞行器相通信。

PC机通过飞行器上搭建的BOA服务器，可以直接读取飞行器发送来的视频流，同样通过解析XML文件的方式，读取飞行器上的传感器数据。与手持终端不同的是，PC机上不需要额外安装客户端或配置环境，打开飞行器搭建的网页即可进行数据接收。手持终端显示如图7所示，PC端显示如图8所示。

5 结论

本系统采用嵌入式UP-CUP IOT A8-II平台，结合数据采集模块和无线通信模块设计了一款飞行控制系统。该飞行器具有重量轻、体积小、动力足、机动灵活和安全性高等优点，同时该系统结合当前嵌入式物联网电子技术，使其具有超低空机动飞行、定点悬停降落、实时视频采集、生命探测等功能，可以广泛应用在城市交通探测、地震侦察救援、气象监测等领域。