CN110164110A - 一种用于植保无人机at9s遥控器的数据处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法,包括双向数据无线传输模块、数据处理单元、高精度定位模块、蓝牙模块和锂电池平衡充电单元;数据处理单元接收来自高精度定位模块的定位信息,通过蓝牙模块将信息传输至安卓地面站,为安卓地面站量地功能提供定位数据信息;数据处理单元与双向数据无线传输模块进行数据交互,将数据通过蓝牙模块发送至飞行控制器,实现安卓地面站与飞行控制器的数据通信;本发明通过高精度定位模块增加了遥控器的量地功能,提高作业效率;双向数据无线传输模块实现了安卓地面站与飞行控制***数据交互,为喷洒***控制功能、状态参数传输提供了物理链路。
Description
技术领域
本发明属于无人机技术领域,尤其是涉及一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法。
背景技术
目前无人机遥控器厂家提供的遥控器主要功能为遥控无人机飞行,部分遥控器支持无人机状态参数外扩数据回传显示功能,但是没有针对植保作业特点进行喷洒***参数显示、地面量地功能扩展设计,且遥控器本身不具备与飞行控制***进行深度数据交互功能。
现有AT9S遥控器不具备锂电池均衡充电的功能,对遥控器充电需拆开后盖,拔出电池端JST插头,采用锂电池专用充电器进行充电,安装电池时容易损坏排针,操作步骤比较繁琐,并且锂电池JST插头与遥控器电源接口无物理防反插设计,对用户来说存在插反、未插紧的可能性,极大影响了用户使用。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法,通过高精度定位模块增加了遥控器的量地功能,提高作业效率;双向数据无线传输模块实现了安卓地面站与飞行控制***数据交互,为喷洒***控制功能、状态参数传输提供了物理链路;采用适配器直充的充电方式,不仅通过锂电池平衡充电单元实现对锂电池预充电、恒流充电、恒压充电状态控制和均衡充电,并且提高了锂电池充电安全性、便利性。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法,包括双向数据无线传输模块、数据处理单元、高精度定位模块、蓝牙模块和锂电池平衡充电单元;
数据处理单元接收来自高精度定位模块的定位信息,通过蓝牙模块将信息传输至安卓地面站,为安卓地面站量地功能提供定位数据信息;
数据处理单元与双向数据无线传输模块进行数据交互,将数据通过蓝牙模块发送至飞行控制器,实现安卓地面站与飞行控制器的数据通信;
锂电池平衡充电单元采集锂电池电压和充电电流的相关信息,实现预充电、恒流充电、恒压充电状态控制,在充电过程中对电池单体电压进行预判,实现锂电池均衡充电。
进一步的,数据处理单元主要完成安卓地面站与飞行控制器之间MAVlink协议的传输和安卓地面站与高精度定位模块之间NMEA协议的传输。
MAVLink协议是在串口通讯基础上的一种高层的开源通讯协议,该协议用于微型无人飞行器与地面站之间通讯,已经在PX4、APM、PIXHAWK等飞控平台上进行了大量测试验证,遥控器在协议层具备较好的通用性,支持与DroidPlanner软件的数据交互。
进一步的,数据处理单元可监测遥控器电池电压,为用户提供电压数据。
进一步的,AT9S遥控器采用适配器直充的充电方式。
进一步的,锂电池平衡充电单元采用STM32F1处理器采集锂电池充电电压、单体电压、充电电流和总电池电压信息。
电压采样是均衡的基础,精确的采样结果才能达到较好的均衡效果,锂电池平衡充电单元的STM32F1处理器具备12位AD,分辨率1mv具备较高的采样精度。
进一步的,STM32F1处理器通过闭环控制策略控制BUCK电路完成锂电池充电控制,采用均衡控制电路及控制策略,实现各单体电池的充电均衡。
进一步的,STM32F1处理器连接蜂鸣器,通过蜂鸣器提示用户当前的充电状态。
相对于现有技术,本发明所述的一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法具有以下优势:
本发明所述的一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法,针对植保无人机作业特点,在AT9S遥控器基本遥控无人机功能上做了扩展,通过高精度定位模块增加了遥控器的量地功能,降低了作业时量地设备、地面站、遥控器设备连接的复杂性,提高作业效率;双向数据无线传输模块实现了安卓地面站与飞行控制器的遥控遥测功能,不受公网信号的制约,支持飞行控制器的MAVLink协议数据交互,技术状态稳定,具备较好的市场推广条件有较好的人机交互体验;
采用适配器直充的充电方式,不仅通过锂电池平衡充电单元实现对锂电池预充电、恒流充电、恒压充电状态控制和均衡充电,并且提高了锂电池充电安全性、便利性;采用高性能STM32F1处理器在充电过程中进行闭环控制,严格控制电压、电流参数,具备采集精度高优点,具备电池状态检测、报警功能,有更高安全性策略。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
在附图中:
图1为本发明实施例所述的一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法中硬件组成示意图;
图2为本发明实施例所述的一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法中锂电池平衡充电单元组成示意图;
图3为本发明实施例所述的一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法中数据处理单元流程示意图;
图4为本发明实施例所述的一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法中锂电池平衡充电单元流程示意图;
图5为本发明实施例所述的一种用于植保无人机的AT9S遥控器集成化设计方遥控器主视图;
图6为本发明实施例所述的一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法中遥控器内部结构示意图;
图7为本发明实施例所述的一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法中遥控器后盖示意图。
附图标记说明:
1-双向数据无线传输模块天线;2-遥控器把手;3-遥控器天线;4-电源开关;5-安卓手机;6-手机支架;7-高精度定位模块陶瓷天线;8-硬件单板;9-遥控器后盖。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-7所示,一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法,包括双向数据无线传输模块、数据处理单元、高精度定位模块、蓝牙模块和锂电池平衡充电单元;
数据处理单元接收来自高精度定位模块的定位信息,通过蓝牙模块将信息传输至安卓地面站,为安卓地面站量地功能提供定位数据信息;
数据处理单元与双向数据无线传输模块进行数据交互,将数据通过蓝牙模块发送至飞行控制器,实现安卓地面站与飞行控制器的数据通信;
锂电池平衡充电单元采集锂电池电压和充电电流的相关信息,实现预充电、恒流充电、恒压充电状态控制,在充电过程中对电池单体电压进行预判,实现锂电池均衡充电。
如图1-7所示,数据处理单元主要完成安卓地面站与飞行控制器之间MAVlink协议的传输和安卓地面站与高精度定位模块之间NMEA协议的传输。
MAVLink协议是在串口通讯基础上的一种高层的开源通讯协议,该协议用于微型无人飞行器与地面站之间通讯,已经在PX4、APM、PIXHAWK等飞控平台上进行了大量测试验证,遥控器在协议层具备较好的通用性,支持与DroidPlanner软件的数据交互。
如图1-7所示,数据处理单元可监测遥控器电池电压,为用户提供电压数据。
如图3的流程图所示,当数据处理单元收到安卓地面站量地功能指令后,如果收到开始量地指令,则量地标志位置位,数据处理单元把从高精度定位模块接收的定位信息通过蓝牙传输给安卓地面站,为安卓地面站量地功能提供定位数据信息,如果没有收到开始量地指令,则停止定位数据发送,量地标志位清除;当数据处理单元未收到量地功能指令时,如果收到安卓地面站发出的控制指令,则将控制指令发送至飞行控制器;
当数据处理单元收到飞行控制器数据时,将飞行控制器数据发送至安卓地面站并定时发送遥控器电压数据。
如图1-7所示,AT9S遥控器采用适配器直充的充电方式。
经过集成化设计的AT9S遥控器示意图如图5-7所示,集成化设计后的AT9S遥控器与原AT9S遥控器相比,增加了双向数据无线传输模块天线1、安卓手机5、手机支架6和高精度定位模块陶瓷天线7,在遥控器天线3一侧设置双向数据无线传输模块天线1,在遥控器把手2上方设置了手机支架6和高精度定位模块陶瓷天线7,手机支架6上可以放置4-5英寸的安卓手机5,在遥控器内部增加了硬件单板8,硬件单板8上的具体组成如图1所示,遥控器后盖9上设置DC适配器标准插座,当遥控器充电时向下滑动电源开关4,当遥控器正常使用时向上滑动电源开关4。
如图1-7所示,锂电池平衡充电单元采用STM32F1处理器采集锂电池充电电压、单体电压、充电电流和总电池电压信息。
电压采样是均衡的基础,精确的采样结果才能达到较好的均衡效果,锂电池平衡充电单元的STM32F1处理器具备12位AD,分辨率1mv具备较高的采样精度。
如图1-7所示,STM32F1处理器通过闭环控制策略控制BUCK电路完成锂电池充电控制,采用均衡控制电路及控制策略,实现各单体电池的充电均衡。
如图1-7所示,STM32F1处理器连接蜂鸣器,通过蜂鸣器提示用户当前的充电状态。
遥控器对外的充电接口采用DC5.5*2.1mm插座,支持DC19V±10%电压输入,如图4的流程图所示,当锂电池平衡充电单元检测到外部适配器电压时,STM32F1处理器控制蜂鸣器以2S为周期响一声,该动作循环5次,提示用户适配器正确***开始充电;如果***适配器后无蜂鸣器响声,需确认适配器DC插头、适配器AC端是否可靠***;当锂电池异常时,蜂鸣器以2S为周期响两声,循环5次来提示用户。
当遥控器完成预充电后,锂电池平衡充电单元会根据当前锂电池电压决定充电策略,如果检测到3S锂电池电压小于11.5V,进入恒流充电阶段,在每个充电周期根据锂电池当前电压实现对充电电流的闭环控制,恒流充电过程中锂电池单体电压相差较大时开启均衡放电;如果检测到锂电池电压大于等于11.5V,进入恒压充电阶段,同时比较3个锂电池单体电压,对电压最高的锂电池单体进行被动均衡放电,当锂电池单体电压与最低的锂电池单体电压相等时停止均衡放电,依次循环直到3个锂电池单体电压相等,当锂电池单体电压相等,且恒压充电电流充电电流小于0.1C时终止充电,锂电池平衡充电单元进入待机状态。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法,其特征在于:包括双向数据无线传输模块、数据处理单元、高精度定位模块、蓝牙模块和锂电池平衡充电单元;
数据处理单元接收来自高精度定位模块的定位信息,通过蓝牙模块将信息传输至安卓地面站,为安卓地面站量地功能提供定位数据信息;
数据处理单元与双向数据无线传输模块进行数据交互,将数据通过蓝牙模块发送至飞行控制器,实现安卓地面站与飞行控制器的数据通信;
锂电池平衡充电单元采集锂电池电压和充电电流的相关信息,实现预充电、恒流充电、恒压充电状态控制,在充电过程中对电池单体电压进行预判,实现锂电池均衡充电。
2.根据权利要求1所述的一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法,其特征在于:数据处理单元主要完成安卓地面站与飞行控制器之间MAVlink协议的传输和安卓地面站与高精度定位模块之间NMEA协议的传输。
3.根据权利要求1所述的一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法,其特征在于:数据处理单元可监测遥控器电池电压,为用户提供电压数据。
4.根据权利要求1所述的一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法,其特征在于:AT9S遥控器采用适配器直充的充电方式。
5.根据权利要求4所述的一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法,其特征在于:锂电池平衡充电单元采用STM32F1处理器采集锂电池充电电压、单体电压、充电电流和总电池电压信息。
6.根据权利要求5所述的一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法,其特征在于:STM32F1处理器通过闭环控制策略控制BUCK电路完成锂电池充电控制,采用均衡控制电路及控制策略,实现各单体电池的充电均衡。
7.根据权利要求6所述的一种用于植保无人机AT9S遥控器的数据处理方法,其特征在于:STM32F1处理器连接蜂鸣器,通过蜂鸣器提示用户当前的充电状态。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190823 |
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