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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201611002472.6 (22)申请日 2016.11.11 (71)申请人 四川省广安中学 地址 638001 四川省广安市广安区滨江路 南段10号 (72)发明人 张亚龙 (51)Int.Cl. A63H 30/04(2006.01) (54)发明名称 航模飞行自动控制装置 (57)摘要 本发明涉及航模控制技术领域， 特别涉及一 种航模飞行自动控制装置， 包括传感器单元、 A/D 转换单元、 GPS/GPRS接收单元、 控制单元、 无线传 输单元和电源模块， 传感器单元。
2、用于采集航模的 飞行数据并传输至控制模块， GPS/GPRS接收单元 用于接收GPS/GPRS位置信息， 传感器单元连接A/ D转换单元， A/D转换单元连接控制单元， GPS/ GPRS接收单元连接控制单元， 无线传输单元连接 控制单元， 实现控制单元与地面控制中心之间的 无线通信， 所述电源模块为各单元提供工作电 源。 采用传感器实时采集航模的飞行数据， 通过 单片机对航模的飞行状态进行控制， 实现了航模 飞行的自动控制， 飞行控制稳定可靠、 安全性高； 采用太阳能为航模提供能源， 提高了航模的飞行 时间。 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 CN 108067005 A 2018.05。
3、.25 CN 108067005 A 1.航模飞行自动控制装置， 其特征在于： 包括传感器单元、 A/D转换单元、 GPS/GPRS接收 单元、 控制单元、 无线传输单元和电源模块， 传感器单元用于采集航模的飞行数据并传输至 控制模块， GPS/GPRS接收单元用于接收GPS/GPRS位置信息， 传感器单元连接A/D转换单元， A/D转换单元连接控制单元， GPS/GPRS接收单元连接控制单元， 无线传输单元连接控制单 元， 实现控制单元与地面控制中心之间的无线通信， 所述电源模块为各单元提供工作电源。 2.根据权利要求1所述的航模飞行自动控制装置， 其特征在于： 所述控制单元为由 S3C24。
4、40处理器及其外围电路组成的最小控制系统。 3.根据权利要求1所述的航模飞行自动控制装置， 其特征在于： 所述传感器单元包括三 轴加速度计、 三轴陀螺仪、 磁场传感器、 测距传感器和高度传感器。 4.根据权利要求1所述的航模飞行自动控制装置， 其特征在于： 所述电源模块包括太阳 能光伏板、 蓄电池和电源管理单元， 所述电源管理单元将蓄电池电压转换成各单元所需的 工作电压。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 108067005 A 2 航模飞行自动控制装置 技术领域 0001 本发明涉及航模控制技术领域， 特别涉及一种航模飞行自动控制装置。 背景技术 0002 航空模型设计活动以其趣味性。
5、和知识性， 及其对学生动手能力的锻炼， 在我国中 小学、 各高校得到了广泛的推广和发展， 并逐渐发展成一项国际性赛事。 学生通过参加这项 活动可以学到很多科学知识， 培养善于动脑又善于动手的能力， 促进学生德、 智、 体、 美、 劳 全面发展。 0003 目前在航模的设计中往往注重于对航模结构的设计， 对其控制装置往往通过采用 现成的控制装置与航模集成， 实现对航模的控制， 但这种航模控制装置往往多采用手动遥 控控制方式， 不能实现对航模飞行的自动控制， 限制了航模的发展。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种航模飞行自动控制装置， 可实现对航模飞行的自动控 制， 保证飞行的可靠性和安。
6、全性， 并可对飞行数据进行实时采集。 0005 为解决上述技术问题， 本发明采用了航模飞行自动控制装置， 包括传感器单元、 A/ D转换单元、 GPS/GPRS接收单元、 控制单元、 无线传输单元和电源模块， 传感器单元用于采集 航模的飞行数据并传输至控制模块， GPS/GPRS接收单元用于接收GPS/GPRS位置信息， 传感 器单元连接A/D转换单元， A/D转换单元连接控制单元， GPS/GPRS接收单元连接控制单元， 无 线传输单元连接控制单元， 实现控制单元与地面控制中心之间的无线通信， 所述电源模块 为各单元提供工作电源。 0006 上述技术方案中， 进一步地， 所述控制单元为由S3。
7、C2440处理器及其外围电路组成 的最小控制系统。 0007 上述技术方案中， 进一步地， 所述传感器单元包括三轴加速度计、 三轴陀螺仪、 磁 场传感器、 测距传感器和高度传感器。 0008 上述技术方案中， 进一步地， 所述电源模块包括太阳能光伏板、 蓄电池和电源管理 单元， 所述电源管理单元将蓄电池电压转换成各单元所需的工作电压。 0009 本发明采用传感器实时采集航模的飞行数据， 通过单片机对航模的飞行状态进行 控制， 实现了航模飞行的自动控制， 飞行控制稳定可靠、 安全性高； 采用太阳能为航模提供 能源， 提高了航模的飞行时间。 附图说明 0010 图1是本发明结构框图。 具体实施方式。
8、 0011 下面结合附图对本发明作进一步的说明。 说 明 书 1/2 页 3 CN 108067005 A 3 0012 如图1所述， 为本实施例中航模飞行自动控制装置结构框图， 包括传感器单元、 A/D 转换单元、 GPS/GPRS接收单元、 控制单元、 无线传输单元和电源模块， 传感器单元用于采集 航模的飞行数据并传输至控制模块， GPS/GPRS接收单元用于接收GPS/GPRS位置信息， 传感 器单元连接A/D转换单元， A/D转换单元连接控制单元， GPS/GPRS接收单元连接控制单元， 无 线传输单元连接控制单元， 实现控制单元与地面控制中心之间的无线通信， 所述电源模块 为各单元提。
9、供工作电源。 0013 本实施例中传感器单元采用三轴加速度计和三轴陀螺仪配合对航模的飞行状态 数据进行采集。 其中， 三轴加速度计采用SCA3060三轴加速度芯片， 其具有2g的测量范围， 3.0-3.6V的电源范围， 16位的SPI数据接口， 0.001g的分辨率以及7.6*3.3*8.6的小封装结 构。 三轴加速度计测量实时重力加速度以修正陀螺仪积分得到的俯仰角和滚转角， 同时输 出三轴加速度和角速度。 所述三轴陀螺仪采用三片ADI公司的ADXRS450单轴角速率陀螺仪， 三片陀螺仪采用正交安装， 采集机体三个方向的角速率。 采用测距传感器采集航模在飞行 过程中与障碍物之间的距离信息， 以。
10、规划飞行线路， 提前避开障碍物。 采用磁场传感器测量 地磁场用于修正偏航角的漂移， 本实施例中， 采用的是霍尼韦尔公司的HMC5883L磁传感器， 其集成三轴磁传感器， 自带12位分辨率的ADC， 通过C接口输出相互正交的三轴数字量。 高 度传感器用于对航模的高度数据进行采集， 本实施例中采用基于MS5540C的高度传感器， 通 过对气压和温度信息的采集， 计算航模所在的位置海拔高度。 0014 该系统将传感器单元采集的信号进行调理、 转换后分别送入控制单元。 控制单元 采用SAMSUNG公司的S3C2440处理器， 其主频可达400MHz， 外扩64MB的SDRAM作为内存， 8路12 位的。
11、A/D、 D/A模块完成模拟量与数字量的转换， 7路串口通信可完成RS232、 RS422、 RS485不 同标准的任务设备与处理器之间的通信， 30路离散量I/O可设置输入输出。 0015 由于传感器单元中各传感器采集的数据均为模拟信号， 通过各传感器的外围电路 对模拟信号进行滤波处理后， 需要经过A/D转换单元将模拟信号转换为数字信号后才能输 入主控制模块。 本实施例中A/D转换单元采用ADC128S052芯片， 其具有8路A/D通道， 分辨率 为12位。 ADC128S052芯片通过SPI总线与S3C2440处理器连接， SPIMOSI接口为S3C2440处理 器的数据输出， SPIMI。
12、SO接口为S3C2440处理器的数据输入， SPICLK为时钟信号， nSS0为使能 信号， 由S3C2440处理器控制。 0016 GPS/GPRS接收单元采用华为的mu609GPS/GPRS模块， mu609GPS/GPRS模块是一种 GPRS通信控制模块， 可以实现对GPS和GPRS信号的接收和基于GSM移动网络进行通信， 系统 中主要是利用该模块的串口对模块进行控制， 控制模块读取GPS和GPRS的位置信息。 0017 在航模与地面控制中心进行数据传输时， 只能通过无线传输的方式， 系统中航模 飞行姿态与位置数据通过无线传输单元传输到地面控制中心， 本实施例中无线传输单元采 用SV6500无线传输芯片， 其传输速率可达1MB/s， 能够很好地满足控制模块与地面控制中心 之间的无线通信要求。 0018 本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的， 在本发明基础上， 本领 域技术人员根据所公开的技术内容， 不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征作出 一些替换和变形， 均在本发明的保护范围内。 说 明 书 2/2 页 4 CN 108067005 A 4 图1 说 明 书 附 图 1/1 页 5 CN 108067005 A 5 。