一种无人机飞行数据记录仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无人机飞行数据记录仪，包括壳体，壳体内设置有控制器，控制器分别连接有模式切换模块、数据存储模块、数据收发模块、状态指示模块及电源模块，电源模块位于壳体内。采用高性能的单片机进行数据接收和数据转换，具有实时处理的能力，且稳定、可靠性高；兼容性强，通过标准的数据通信协议，可以对不同型号和种类的无人机实现飞行数据的记录与飞行数据回放；结构简单，便于安装、调试并且维护成本较低。

A UAV flight data recorder

【技术实现步骤摘要】
一种无人机飞行数据记录仪
本技术属于无人机
，涉及一种无人机飞行数据记录仪。
技术介绍
近年来，小型无人机在民用和军用领域中得到了广泛的应用。在无人机的实际使用过程中，往往会遇到突发状况，而其中很多状况是在研发过程中没有预料到的，有了飞行数据记录仪后，研发人员就可以通过对其中数据的分析改进飞行控制算法，经不断实验分析和反复改进，无人机对于各种环境的适应性就会越来越强。飞行数据记录仪在功能上，能够对无人机从起飞到降落整个飞行过程中的姿态参数、性能参数、状态参数等飞行数据进行记录。随着应用需求的发展，飞行数据记录仪的结构和功能都发生了巨大的变化，采用半导体固态存储器进行数据记录的方式无论在存储容量上还是在记录的实时性上都显示了其优越性。现有的大多数数据记录仪都采用专用接口，无法满足多种不同型号的小型无人机应用，通用性不强，并且功能单一，只能进行飞行数据的记录，无法实现飞行数据的回放功能，这对用户飞行后进行飞行数据的分析以及故障重现带来了不便。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种无人机飞行数据记录仪，能够实时记录飞行数据并能将记录的数据提供给上位机进行数据回放。本技术所采用的技术方案是，一种无人机飞行数据记录仪，包括壳体，壳体内设置有控制器，控制器分别连接有模式切换模块、数据存储模块、数据收发模块、状态指示模块及电源模块，电源模块位于壳体内。本技术的特点还在于：控制器为CF系列单片机。模式切换模块为拨动开关，拨动开关位于壳体外壁上，且与单片机电性连接。数据收发模块采用RS-标准接口，RS-标准接口设置于壳体侧壁上。数据存储模块为SD卡，壳体侧壁上开设有用于放置SD卡的卡槽，SD卡与单片机的SPI串行总线连接。状态指示模块为指示灯，指示灯包括第一指示灯和第二指示灯，第一指示灯和第二指示灯位于壳体外壁上，且与单片机电性连接。本技术的有益效果是：本技术的无人机飞行数据记录仪，采用SD卡作为数据存储的载体，其数据存储容量大，采用热插拔的方式使得安装与更换简单方便；采用高性能的单片机进行数据接收和数据转换，具有实时处理的能力，且稳定、可靠性高；兼容性强，通过标准的数据通信协议，可以对不同型号和种类的无人机实现飞行数据的记录与飞行数据回放；结构简单，便于安装、调试并且维护成本较低。附图说明图1是本技术一种无人机飞行数据记录仪的结构示意图；图2是本技术一种无人机飞行数据记录仪的实施例结构示意图；图3是本技术一种无人机飞行数据记录仪的工作原理图。图中，1.壳体，2.控制器，3.模式切换模块，4.数据存储模块，5.数据收发模块，6.状态指示模块，7.电源模块，8.卡槽，9.卡槽盖。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。一种无人机飞行数据记录仪，如图1及图2所示，包括壳体1，壳体1内设置有控制器2，控制器2分别连接有模式切换模块3、数据存储模块4、数据收发模块5、状态指示模块6及电源模块7。控制器2为C8051F410系列单片机，具有体积小、低功耗、低成本、高性能的特点，能够满足小型无人机飞行数据实时接收、发送与存储的性能需求。模式切换模块3为拨动开关，拨动开关位于壳体1上，且与单片机电性连接。对飞行数据接收和发送的数据流方向进行控制，即拨动开关可切换记录数据模式和数据回放模式，拨动开关切换到数据记录模式下，数据收发模块5的RS-232标准接口接收飞控和导航计算机发送的飞行数据并传送给单片机，单片机通过SPI串行总线对SD卡进行写操作将数据实时记录；拨动开关切换到回放数据模式下，单片机通过异步串行通讯口(UART)连接MAX3232芯片，将单片机的逻辑信号的电平转成RS232的电平，RS232是用逻辑电平来表示0和1的信号，MAX3232要产生相应的正负电压，用于匹配RS232逻辑电平，反之也将PC机传过来的信号转换为单片机所能接收的电平。单片机读取SD卡中记录的飞行数据并通过数据收发模块5的RS-232标准接口向上位机(飞控和导航计算机)发送回放数据。数据收发模块5采用RS-232标准接口，RS-232标准接口设置于壳体1侧壁上。RS-232使用RXD和TXD两个信号来传输数据，通过TXD线终端将数据发送至MODEM，通过RXD线终端接收从MODEM发送来的串行数据。采用负逻辑电平来规定“1”和“0”，逻辑“1”(传号)的电平低于-3V，逻辑“0”(空号)的电平高于+3V，对于控制信号，信号有效的电平高于+3V为接通状态(ON)，信号无效的电平低于-3V为断开状态(OFF)，因此，实际工作时，应保证电平在-3V～-15V或+3V～+15V之间；采用串口通信数据传送的全双工制式，按位发送和接收字节，在使用一根线飞行数据时，同时可使用另一根线将SD卡中的数据发送至上位机。数据存储模块4为SD卡，壳体1侧壁上开设有用于放置SD卡的卡槽8，卡槽8上连接有卡槽盖9，SD卡与单片机的SPI串行总线连接，实现对接收到的数据进行存储以及向单片机发送记录数据的功能。状态指示模块6为指示灯，指示灯包括第一指示灯和第二指示灯，第一指示灯和第二指示灯位于壳体1上，且与单片机电性连接，具体应用时，第一指示灯可以采用红色LED，第二指示灯可以采用绿色LED，两个指示灯的快速和慢速闪烁指示飞行数据记录仪当前的模式状态和工作状态。电源模块7采用锂聚合物电池供电，电源单元能将7.4V电压转换为满足记录仪需要的5V电源，电源模块7位于壳体1内。本技术一种无人机飞行数据记录仪的工作过程如下：如图3所示，电源模块7给单片机提供工作电压，拨动开关切换到数据记录模式下，通过RS-232标准接口接收飞控和导航计算机发送的飞行数据，通过UART将飞行数据转化为串行数据流，传送给单片机，单片机通过SPI串行总线对SD卡进行写操作将数据实时记录；拨动开关切换到回放数据模式下，SD卡存放着数据记录模式下得到的数据，单片机通过SPI串行总线对的SD卡进行读操作，读操作后得到串行数据流，串行数据流通过单片机片上的通用异步串行通讯口转换为字节，然后通过数据收发单元2的RS-232标准接口向上位机(飞控和导航计算机)发送数据。当正常工作且切换至记录数据模式时，绿色LED不亮，红色LED高速闪烁指示正在记录数据，红色LED慢速闪烁指示等待接收数据，红色LED长亮指示无接收数据；当切换至数据回放模式时，红色LED不亮，绿色LED高速闪烁指示读取记录数据，绿色LED慢速闪烁指示SD卡中无数据，绿色LED恒亮指示卡槽8中未插入SD卡。当飞行记录仪发生故障时红、绿LED同时保持恒亮，当电源模块7电量过低时时，红、绿LED会慢速交替闪烁。通过以上方式，本技术的无人机飞行数据记录仪，采用SD卡作为数据存储的载体，其数据存储容量大，采用热插拔的方式使得安装与更换简单方便；采用高性能的单片机进行数据接收和数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机飞行数据记录仪，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)内设置有控制器(2)，所述控制器(2)分别连接有模式切换模块(3)、数据存储模块(4)、数据收发模块(5)、状态指示模块(6)及电源模块(7)，所述电源模块(7)位于壳体(1)内。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人机飞行数据记录仪，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)内设置有控制器(2)，所述控制器(2)分别连接有模式切换模块(3)、数据存储模块(4)、数据收发模块(5)、状态指示模块(6)及电源模块(7)，所述电源模块(7)位于壳体(1)内。


2.根据权利要求1所述的一种无人机飞行数据记录仪，其特征在于，所述控制器(2)为C8051F410系列单片机。


3.根据权利要求2所述的一种无人机飞行数据记录仪，其特征在于，所述模式切换模块(3)为拨动开关，所述拨动开关位于壳体(1)外壁上，且与单片机电性连接。


4....

【专利技术属性】
技术研发人员：周健，刘灵哲，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61