一、課題綜述及研究意義

隨著社會(huì)科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的人們喜歡航模，它的功能特點(diǎn)已經(jīng)相當(dāng)完善，我們可以隨時(shí)從報(bào)紙、雜志、電視等傳播媒體上看到關(guān)于航模的報(bào)道，航模已赫然成為人們休閑娛樂時(shí)的必需品，這也給航模帶來了史無前例的發(fā)展空間，使得航模不管是外形還是功能方面都更趨于完善。航模因其質(zhì)量輕、制作簡(jiǎn)單、成本低、飛行速度慢，升空準(zhǔn)備時(shí)間短，機(jī)載高精度遙感設(shè)備具備面積覆蓋、垂直或傾斜成像的技術(shù)能力, 航模可按預(yù)定飛行航線自主飛行、拍攝，航線控制精度高,飛行姿態(tài)平穩(wěn)，可用于軍事和民用領(lǐng)域，作為通用的空中目標(biāo)與空中試驗(yàn)平臺(tái)，可以進(jìn)行航空靶標(biāo)、特情偵查、地質(zhì)勘探、土地測(cè)量測(cè)繪、航空攝像攝影、城市規(guī)劃，農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)保監(jiān)控、災(zāi)況評(píng)估、氣象預(yù)報(bào)、考古、GIS信息采集、市政管理、電視實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播、森林防火、減災(zāi)救災(zāi)安全防暴，石油、公路、鐵路沿線勘探維護(hù)等多種民用領(lǐng)域。研究人員表明，今后的航模將朝兩級(jí)方向發(fā)展，一類是功能更簡(jiǎn)化，價(jià)格更便宜，更適應(yīng)普通消費(fèi)者需求；另一類則是功能朝復(fù)雜化發(fā)展，配件齊全，飛行高度得到限制，以滿足高級(jí)別玩家娛樂的需要和國際航模比賽的需求。

近年來，隨著電子調(diào)速器、超輕型遙控接收機(jī)、比例舵機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電池的不斷問世，航模已在國內(nèi)悄然興起，航模的高度也越來越來高，世界上有的模型飛機(jī)的飛行高度已經(jīng)到達(dá)了7000米，但是航空領(lǐng)域?qū)儆趪冶O(jiān)管，如果國家一味的任其飛高不對(duì)其監(jiān)管的話，會(huì)造成航空領(lǐng)域的秩序混亂，這樣也會(huì)帶來許多安全的隱患。所以國家規(guī)定必須限制飛行器的高度；一般民航飛機(jī)在平流層飛行，軍用飛機(jī)在對(duì)流層飛行，不同的高度對(duì)飛機(jī)影響不同，某些國家和地區(qū)為了研究高度對(duì)飛機(jī)的影響會(huì)限制飛行器的高度來作科學(xué)研究；而且航模如果飛的太高就不容易控制和找回，給許多模友帶來不必要的麻煩和經(jīng)濟(jì)損失，所以規(guī)定必須在操作者的視線范圍內(nèi)；同時(shí)在一些地方航空需要限制飛行高度，航模因其重量因素和發(fā)動(dòng)機(jī)功率因素的限制也要限制航模的高度；在一些國際航模比賽中如熱動(dòng)力滑翔比賽F5J,規(guī)則是航模先靠20S電機(jī)動(dòng)力上升再切斷動(dòng)力靠熱空氣滑翔，參賽者控制滑翔機(jī)的方向，增加比賽的難度和趣味性，提高參賽者的應(yīng)變能力往往會(huì)限制比賽的高度亦或者一些航模愛好者、高端玩家為了娛樂追求航模的更高性能，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)航模限制高度的的功能，會(huì)開發(fā)出一套新的航模限高裝置。目前市場(chǎng)上的航模只能靠遙控來調(diào)整航模的飛行高度，不能自動(dòng)限制航模的高度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本文提供一個(gè)航模限高的設(shè)計(jì)裝置，采用氣壓傳感器進(jìn)行測(cè)量，利用氣壓隨高度升高而下降的原理降本裝置固定在航模上，待飛行結(jié)束后將氣壓傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)的值通過數(shù)據(jù)輸出接口與計(jì)算機(jī)連接，在編程器預(yù)先設(shè)置好編程高度，這種裝置操作簡(jiǎn)單，飛行操作自動(dòng)化、智能化程度高, 能夠自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)限制航模飛行高度。

二、課題擬采取的研究方法和技術(shù)路線

選用STM8單片機(jī)作為控制系統(tǒng)核心，選用氣壓傳感器進(jìn)行測(cè)量，利用空氣壓力隨高度升高而減小的原理將本裝置固定在模型飛機(jī)上，在程序里預(yù)先設(shè)置好限定高度，若沒有到達(dá)限定高度，則限高儀繼續(xù)輸出之前采樣的PWM波的油門信號(hào)；若航模飛行高度大于或等于設(shè)定的高度，則限高儀的數(shù)據(jù)輸出接口中斷遙控接收器的信號(hào)通過，這樣航空模型的驅(qū)動(dòng)裝置將停止工作，以達(dá)到限制高度的作用，待飛行結(jié)束后將氣壓傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)的值通過數(shù)據(jù)輸出接口與計(jì)算機(jī)連接。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：在接收機(jī)和調(diào)速器之間加限高儀裝置，通過限高儀裝置的變化改變PWM輸出采樣信號(hào)的占空比來控制電機(jī)內(nèi)部場(chǎng)效應(yīng)管開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間從而控制電流，讓發(fā)動(dòng)機(jī)油門停止或者控制油門很小。本航模限高裝置包括STM8單片機(jī)、存儲(chǔ)裝置、氣壓傳感器和數(shù)據(jù)輸入輸出接口，STM8單片機(jī)通過控制電路分別與存儲(chǔ)裝置、氣壓傳感器、和數(shù)據(jù)輸入輸出適配接口連接。功能模塊包括飛行高度的采集調(diào)理模塊、電機(jī)電調(diào)的控制模塊和通訊接口模塊。飛行高度的采集調(diào)理模塊利用氣壓傳感器將采集到的數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)，單片機(jī)通過讀取用戶的設(shè)置來控制氣壓傳感器的采樣頻率；通訊接口模塊是將氣壓傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)的值通過數(shù)據(jù)輸出接口與計(jì)算機(jī)連接。

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二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作實(shí)施計(jì)劃www.628tf.com

（一）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的理論分析與軟硬件要求及其應(yīng)達(dá)到的水平與結(jié)果

理論分析：

  選用STM8單片機(jī)作為系統(tǒng)控制核心，采用氣壓傳感器進(jìn)行測(cè)量，利用氣壓隨高度升高而下降的原理降本裝置固定在航模上，待飛行結(jié)束后將氣壓傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)的值通過數(shù)據(jù)輸出接口與計(jì)算機(jī)連接，在程序里預(yù)先設(shè)置好限定高度，若沒有到達(dá)限定高度，則限高儀繼續(xù)輸出之前采樣的PWM波的油門信號(hào)；若航模飛行高度大于或等于設(shè)定的高度，則限高儀的數(shù)據(jù)輸出接口中斷遙控接收器的信號(hào)通過，這樣航空模型的驅(qū)動(dòng)裝置將停止工作，以達(dá)到限制高度的作用，待飛行結(jié)束后將氣壓傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)的值通過數(shù)據(jù)輸出接口與計(jì)算機(jī)連接。

軟硬件要求：

1、 軟件

    航模限高儀的軟件設(shè)計(jì)主要有系統(tǒng)初始化、數(shù)字傳感器的工作程序、實(shí)際高度與設(shè)定高度比較的程序和控制發(fā)動(dòng)機(jī)油門的信號(hào)的程序以及藍(lán)牙模塊通信程序等部分組成。限高儀利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器定時(shí)讀取溫度、壓力數(shù)值并計(jì)算實(shí)際溫度、高度數(shù)值，通過實(shí)際高度與設(shè)定高度比較，來控制限高儀的輸出狀態(tài)。

2、硬件框圖