一种基于ZigBee的无人机自组网编队飞行控制系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种基于ZigBee的无人机自组网编队飞行控制系统，其特征在于，包括：地面控制终端、天线、射频模块、主控微处理器、主控电机驱动模块、主控姿态传感器模块、主控防碰撞报警模块、主控ZigBee模块、第一从控ZigBee模块、第一从控微处理器、第一从控电机驱动模块、第一从控姿态传感器模块、第一从控防碰撞报警模块、第二从控ZigBee模块、第二从控微处理器、第二从控电机驱动模块、第二从控姿态传感器模块、第二从控防碰撞报警模块。本实用新型专利技术系统成本较低、功耗低、整体协调性好，灵活性高，且本实用新型专利技术系统可加入多个从机，适用于不同场景，应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ZigBee的无人机自组网编队飞行控制系统
本技术涉及一种无人机
，尤其是涉及一种基于ZigBee的无人机自组网编队飞行控制系统。
技术介绍
目前单个无人机的飞行技术已趋于成熟，而单个无人机所能承载的设备和传达的讯息非常有限，这就使得实现无人机编队飞行具有重要的意义。对无人机进行编队飞行，可以获得多方面、全方位的信息。市面上大多数无人机编队飞行是通过地面直接控制各个无人机，编成特定的队形实现飞行任务，没有能够实现主机和从机之间的通讯。因此设计一种编队飞行系统使主机与从机之间能够通信，所有从机跟随主机的动作，通过自身的控制和避障系统实现编队飞行的功能可使系统更具有整体协调性，在执行任务时更具灵活性。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提出了一种基于ZigBee的无人机自组网编队飞行控制系统。本技术的技术方案为一种基于ZigBee的无人机自组网编队飞行控制系统，其特征在于：包括地面控制终端、天线、射频模块、主控微处理器、主控电机驱动模块、主控姿态传感器模块、主控防碰撞报警模块、主控ZigBee模块、第一从控ZigBee模块、第一从控微处理器、第一从控电机驱动模块、第一从控姿态传感器模块、第一从控防碰撞报警模块、第二从控ZigBee模块、第二从控微处理器、第二从控电机驱动模块、第二从控姿态传感器模块、第二从控防碰撞报警模块；所述地面控制终端与所述天线通过射频无线连接；所述天线、所述射频模块、所述主控微处理器通过导线依次串联连接；所述主控微处理器与所述主控电机驱动模块通过导线连接；所述主控微处理器与所述主控姿态传感器模块通过导线连接；所述主控微处理器与所述主控防碰撞报警模块通过导线连接；所述主控微处理器与所述主控ZigBee模块通过导线连接；所述主控ZigBee模块与所述第一从控ZigBee模块通过ZigBee蓝牙无线连接；所述第一从控微处理器与所述第一从控ZigBee模块通过导线连接；所述第一从控微处理器与所述第一从控电机驱动模块通过导线连接；所述第一从控微处理器与所述第一从控姿态传感器模块通过导线连接；所述第一从控微处理器与所述第一从控防碰撞报警模块通过导线连接；所述主控ZigBee模块与所述第二从控ZigBee模块通过ZigBee蓝牙无线连接；所述第二从控微处理器与所述第二从控ZigBee模块通过导线连接；所述第二从控微处理器与所述第二从控电机驱动模块通过导线连接；所述第二从控微处理器与所述第二从控姿态传感器模块通过导线连接；所述第二从控微处理器与所述第二从控防碰撞报警模块通过导线连接。作为优选，所述地面控制终端用于向所述天线通过射频信号传输飞控参数；所述天线用于接收飞控参数并传输至所述射频模块；所述射频模块用于接收飞控参数并传输至所述主控微处理器；所述主控微处理器用于将飞控参数传输至所述主控ZigBee模块，用于将飞控参数结合所述主控姿态传感器模块传输的主控飞行姿态数据通过PID算法生成主控电机转向以及主控电机转速，并根据电机转向以及电机转速控制所述主控电机驱动模块实现主控飞机的自主悬停或者平稳飞行，通过中断的方式接收所述主控防撞报警模块传输的主控防撞报警信号，当存在主控防撞报警信号时通过所述电机驱动模块控制主控飞机自主悬停；所述主控电机驱动模块用于根据所述主控微处理器传输的主控电机转向以及主控电机转速控制主控飞机；所述主控姿态传感器模块用于向所述主控微处理器传输主控飞行姿态数据；所述主控防碰撞报警模块用于向所述主控微处理器传输的主控防撞报警信号；所述主控ZigBee模块用于接收所述主控微处理器传输的飞控参数，并用于将飞控参数分别传输至所述第一从控ZigBee模块以及所述第二从控ZigBee模块，所述主控ZigBee模块通过广播通信的方式分别与所述第一从控ZigBee模块、所述第二从控ZigBee模块实现自组网；所述第一从控ZigBee模块用于接收所述主控ZigBee模块传输的飞控参数；所述第一从控微处理器用于接收所述第一从控ZigBee模块传输的飞控参数，用于将飞控参数结合所述第一从控姿态传感器模块传输的第一从控飞行姿态数据通过PID算法生成第一从控电机转向以及第一从控电机转速，并根据电机转向以及电机转速控制所述第一从控电机驱动模块实现第一从控飞机的自主悬停或者平稳飞行，通过中断的方式接收所述第一从控防撞报警模块传输的第一从控防撞报警信号，当存在第一从控防撞报警信号时通过所述电机驱动模块控制第一从控飞机自主悬停；所述第一从控电机驱动模块用于根据所述第一从控微处理器传输的第一从控电机转向以及第一从控电机转速控制第一从控飞机；所述第一从控姿态传感器模块用于向所述第一从控微处理器传输第一从控飞行姿态数据；所述第一从控防碰撞报警模块用于向所述第一从控微处理器传输的第一从控防撞报警信号；所述第二从控ZigBee模块用于接收所述主控ZigBee模块传输的飞控参数；所述第二从控微处理器用于接收所述第二从控ZigBee模块传输的飞控参数，用于将飞控参数结合所述第二从控姿态传感器模块传输的第二从控飞行姿态数据通过PID算法生成第二从控电机转向以及第二从控电机转速，并根据电机转向以及电机转速控制所述第二从控电机驱动模块实现第二从控飞机的自主悬停或者平稳飞行，通过中断的方式接收所述第二从控防撞报警模块传输的第二从控防撞报警信号，当存在第二从控防撞报警信号时通过所述电机驱动模块控制第二从控飞机自主悬停；所述第二从控电机驱动模块用于根据所述第二从控微处理器传输的第二从控电机转向以及第二从控电机转速控制第二从控飞机；所述第二从控姿态传感器模块用于向所述第二从控微处理器传输第二从控飞行姿态数据；所述第二从控防碰撞报警模块用于向所述第二从控微处理器传输的第二从控防撞报警信号。与现有技术相比，本技术系统成本较低、功耗低、整体协调性好，灵活性高，且本技术系统可加入多个从机，适用于不同场景，应用范围广。附图说明图1：为本技术的系统结构框图；图2：为射频模块电路图；图3：为主机微处理器电路图；图4：为主机姿态传感器模块电路图；图5：为主机ZigBee模块电路图；图6：为主机电机驱动模块电路图。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本技术，下面结合附图及实施例对本技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。请见图1，本技术提供的一种基于ZigBee的无人机自组网编队飞行控制系统，包括本技术的技术方案为一种基于ZigBee的无人机自组网编队飞行控制系统，其特征在于：包括地面控制终端、天线、射频模块、主控微处理器、主控电机驱动模块、主控姿态传感器模块、主控防碰撞报警模块、主控ZigBee模块、第一从控ZigBee模块、第一从控微处理器、第一从控电机驱动模块、第一从控姿态传感器模块、第一从控防碰撞报警模块、第二从控ZigBee模块、第二从控微处理器、第二从控电机驱动模块、第二从控姿态传感器模块、第二从控防碰撞报警模块；所述地面控制终端与所述天线通过射频无线连接；所述天线、所述射频模块、所述主控微处理器通过导线依次串联连接；所述主控微处理器与所述主控电机驱动模块通过导线连接；所述主控微处理器与所述主控姿态传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ZigBee的无人机自组网编队飞行控制系统，其特征在于：包括地面控制终端、天线、射频模块、主控微处理器、主控电机驱动模块、主控姿态传感器模块、主控防碰撞报警模块、主控ZigBee模块、第一从控ZigBee模块、第一从控微处理器、第一从控电机驱动模块、第一从控姿态传感器模块、第一从控防碰撞报警模块、第二从控ZigBee模块、第二从控微处理器、第二从控电机驱动模块、第二从控姿态传感器模块、第二从控防碰撞报警模块；所述地面控制终端与所述天线通过射频无线连接；所述天线、所述射频模块、所述主控微处理器通过导线依次串联连接；所述主控微处理器与所述主控电机驱动模块通过导线连接；所述主控微处理器与所述主控姿态传感器模块通过导线连接；所述主控微处理器与所述主控防碰撞报警模块通过导线连接；所述主控微处理器与所述主控ZigBee模块通过导线连接；所述主控ZigBee模块与所述第一从控ZigBee模块通过ZigBee蓝牙无线连接；所述第一从控微处理器与所述第一从控ZigBee模块通过导线连接；所述第一从控微处理器与所述第一从控电机驱动模块通过导线连接；所述第一从控微处理器与所述第一从控姿态传感器模块通过导线连接；所述第一从控微处理器与所述第一从控防碰撞报警模块通过导线连接；所述主控ZigBee模块与所述第二从控ZigBee模块通过ZigBee蓝牙无线连接；所述第二从控微处理器与所述第二从控ZigBee模块通过导线连接；所述第二从控微处理器与所述第二从控电机驱动模块通过导线连接；所述第二从控微处理器与所述第二从控姿态传感器模块通过导线连接；所述第二从控微处理器与所述第二从控防碰撞报警模块通过导线连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于ZigBee的无人机自组网编队飞行控制系统，其特征在于：包括地面控制终端、天线、射频模块、主控微处理器、主控电机驱动模块、主控姿态传感器模块、主控防碰撞报警模块、主控ZigBee模块、第一从控ZigBee模块、第一从控微处理器、第一从控电机驱动模块、第一从控姿态传感器模块、第一从控防碰撞报警模块、第二从控ZigBee模块、第二从控微处理器、第二从控电机驱动模块、第二从控姿态传感器模块、第二从控防碰撞报警模块；所述地面控制终端与所述天线通过射频无线连接；所述天线、所述射频模块、所述主控微处理器通过导线依次串联连接；所述主控微处理器与所述主控电机驱动模块通过导线连接；所述主控微处理器与所述主控姿态传感器模块通过导线连接；所述主控微处理器与所述主控防碰撞报警模块通过导线连接；所述主控微处理器与所述主控ZigBee模块通过导线连接；所述主控ZigBee模块与所述第一从控ZigBee模块通过ZigBee蓝牙无线连接；所述第一从控微处理器与所述第一从控ZigBee模块通过导线连接；所述第一从控微处理器与所述第一从控电机驱动模块通过导线连接；所述第一从控微处理器与所述第一从控姿态传感器模块通过导线连接；所述第一从控微处理器与所述第一从控防碰撞报警模块通过导线连接；所述主控ZigBee模块与所述第二从控ZigBee模块通过ZigBee蓝牙无线连接；所述第二从控微处理器与所述第二从控ZigBee模块通过导线连接；所述第二从控微处理器与所述第二从控电机驱动模块通过导线连接；所述第二从控微处理器与所述第二从控姿态传感器模块通过导线连接；所述第二从控微处理器与所述第二从控防碰撞报警模块通过导线连接。2.根据权利要求1所述的基于ZigBee的无人机自组网编队飞行控制系统，其特征在于：所述地面控制终端用于向所述天线通过射频信号传输飞控参数；所述天线用于接收飞控参数并传输至所述射频模块；所述射频模块用于接收飞控参数并传输至所述主控微处理器；所述主控微处理器用于将飞控参数传输至所述主控ZigBee模块，用于将飞控参数结合所述主控姿态传感器模块传输的主控飞行姿态数据通过PID算法生成主控电机转向以及主控电机转速，并根据电机转向以及电机转速控制所述主控电机驱动模块实现主控飞机的自主悬停或者平稳飞行，通过中断的方式接收所述主控防碰撞报警模块传输的主控防撞报警信号，当存在主控防撞报警信号时通过所述电机驱动模块控制主控飞机自主悬停；所述主控电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂生辉，周蜀杰，杨光义，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42