基于嵌入式處理器的無人機(jī)地面控制站設(shè)計(jì)

　　1 引言

　　無人機(jī)測控與移動通信都是無線通信的應(yīng)用，并且都是與移動目標(biāo)進(jìn)行信息傳輸和交換，兩者之間有許多相似之處，區(qū)別在于一般的移動通信終端運(yùn)行高度不如無人機(jī)高，運(yùn)行速度不如無人機(jī)快，通過對CDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍、空中信號強(qiáng)度、通信的可靠性和實(shí)時(shí)性、多普勒頻移對無人機(jī)飛行環(huán)境應(yīng)用的影響、無人機(jī)測控環(huán)境的鏈路預(yù)算和傳輸損耗等作了分析和計(jì)算后，用CDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)傳輸無人機(jī)測控?cái)?shù)據(jù)具有可行性。

　　方案中無人機(jī)地面控制站和目標(biāo)無人機(jī)機(jī)載設(shè)備通過各自的CDMA終端進(jìn)行測控通信，由于測控?cái)?shù)據(jù)傳輸時(shí)不再需要大功率電臺和大尺寸天線，結(jié)合嵌入式處理器可使無人機(jī)地面控制站做到非常便攜，極大提高無人機(jī)起飛前的準(zhǔn)備時(shí)間并減少機(jī)組人員編成。

　　2 地面控制站硬件平臺設(shè)計(jì)

　　2.1 設(shè)計(jì)方案

　　考慮尺寸、功耗和遙測中采用3D圖形顯示，選取Intel PXA270處理器構(gòu)建系統(tǒng)。通過FFUART(全功能串口)控制CDMA模塊進(jìn)行測控?cái)?shù)據(jù)收發(fā)，在平臺上運(yùn)行Windows CE操作系統(tǒng)，通過控制臺軟件管理CDMA模塊和輸入輸出設(shè)備，設(shè)計(jì)方案如圖1所示。

　　地面控制站兼?zhèn)溥b控操縱器功能和遙測顯示功能，操縱手在操作指令時(shí)可了解無人機(jī)的實(shí)時(shí)動態(tài)飛行參數(shù)，不必依賴遙測操作員報(bào)讀的數(shù)據(jù)，既提高了操縱的反應(yīng)速度，又節(jié)約了人力資源，最終產(chǎn)品設(shè)計(jì)為手持式無人機(jī)地面測控站，如圖2。

　　2.2 地面控制站的實(shí)現(xiàn)
 

　　測試機(jī)使用PXA270開發(fā)平臺加上接口電路連接CDMA模塊構(gòu)建地面控制站，平臺和CDMA模塊之間使用AT命令進(jìn)行通信控制，電路連接如圖3。