无人机航姿数据采集与存储系统设计.pdf

第20期江苏科技信息No．20

2016年7月JiangsuScienceTechnologyInformationJuly，2016

无人机航姿数据采集与存储系统设计

马玉猛

(中国民用航空飞行学院航空工程学院，四川广汉618370)

摘要：航姿数据是一项很重要的飞行数据，也是无人机进行自动控制必不可少的一项数据。文章针对

目前无人机存在现状，提出了一种基于微惯性传感器的航姿数据采集思路，完成系统所需要的硬件选

择以及板卡的硬件电路设计，成功地将飞行过程中的航姿原始数据进行实时采集并保存。

关键词：无人机；航姿数据；采集；存储

0引言负责硬件问的通信，是系统的核心部分，必须选择高

近几年来，无人机事业发展迅速，从传统的军事性能的单片机以满足人们的设计需要，首先要有较高

用途，发展到民用，应用领域越来越广，现在已经出现的运算能力，实时性高，其次要适应严酷的环境，由于

了无人机送快递，伴随着无人机应用领域的变广，对系统要装备飞机，这就要求系统能适应多变的环境，

无人机的控制要求也越来越高。无人机的控制离不开同时还要求系统低功耗，因为要长时间在飞机上工

航姿数据，但现在有很多无人机人们无法获得其飞行作。基于以上考虑选择了stm32f103zet6型单片机。

过程中的航姿数据，严重阻碍了无人机的发展，针对Stm32系列单片机是由ST(意法半导体)公司研

这一问题，文章设计了一种航姿数据采集系统，能够制生产，该公司于2007年6月发布了第一款stm32

将无人机飞行过程中的航姿数据进行保存，从而方便单片机，至今该系列已发布了上百个型号的单片机。

人们后期进行分析以及对飞机进行改进…。stm32f103zet6具有丰富的外设资源和数据总线接口，

1设计思路有144个引脚，包括3个SPI数据总线接口，2个I2S

无人机航姿数据采集存储电路设计思路从图1总线接口，2个IIC总线接口。3个12位的ADC。4个

系统电路图中可以看出，系统主要由3部分组成，数据通用的16位定时器和2个PWM定时器，1个USB

采集传感器模块、单片机模块和数据存储模块。3个接口，1个CAN总线接口，1个SDIO接口和5个

模块都位于一个底板上，底板上面还有非常多的数据USART接口。丰富的外设接口可方便人们连接多种

接口，比如以太网接口、USB接口、2．4G无线接口等，不同的传感器，也方便人们后期扩展更多的传感器和

这也方便后期对系统进行扩展，整个系统板卡不与飞功能[。

机发生交联，不用过多考虑适航问题(如图1所示)。2．2数据采集传感器

传感器主要负责数据的采集，捷联式惯性导航系

统的主要数据就是三轴加速度和三轴角速度，传感器

必须能够实时准确地采集这些数据，而且还要求抗干

扰能力强，能够适应复杂的工作环境。

根据以上要求选择了InvenSense公司生产的全

球首个集成