半自動有纜ROV電子監(jiān)控系統(tǒng)研制.pdf

1、當(dāng)今世界的快速發(fā)展，伴隨著諸如人口不斷增長、資源過度消耗等世界性難題，陸地上的資源正在日益減少，人們正在把目光投向了遼闊的海洋。我國擁有遼闊的海洋面積，蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源，因此開發(fā)海洋資源對我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。ROV（Remote Operated Vehicle），即水下機(jī)器人，是未來開發(fā)海洋資源的一種重要工具，所以快速發(fā)展ROV技術(shù)是今后的一種必然趨勢。
　　在這種研究背景下，根據(jù)ROV智能化和可視化方面

2、的要求，本文研制了一套半自動有纜ROV電子監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為水下系統(tǒng)和水上系統(tǒng)兩個部分：水下系統(tǒng)用于采集各種傳感器數(shù)據(jù)和控制LED燈等設(shè)備；水上系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制ROV運動、向水下發(fā)送控制指令及向上位機(jī)傳送數(shù)據(jù)。水上系統(tǒng)與水下系統(tǒng)通過電纜實時通信。
　　根據(jù)半自動有纜ROV電子監(jiān)控系統(tǒng)的需求，本文首先介紹了自動控制原理，給出了航向角求解過程及誤差分析，提出了PID控制算法，為實現(xiàn)ROV自動控制提供理論基礎(chǔ)；接著確定了以STM32F

3、103VCT6單片機(jī)為系統(tǒng)處理器以及BTS7970為電機(jī)驅(qū)動芯片的系統(tǒng)方案；然后詳細(xì)地闡述了系統(tǒng)硬件設(shè)計的原理和具體實現(xiàn)，其中完成設(shè)計的硬件電路有電源電路、RS-485通信電路、電機(jī)驅(qū)動模塊電路、USB接口電路、溫濕度采集電路和串口通信電路等，并對硬件設(shè)計的若干細(xì)節(jié)進(jìn)行總結(jié)。接著對系統(tǒng)軟件的設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)介紹，提出系統(tǒng)軟件的規(guī)劃，了解需要完成的程序設(shè)計，包括水上系統(tǒng)軟件設(shè)計、水下系統(tǒng)軟件設(shè)計和系統(tǒng)之間通信協(xié)議的設(shè)計。然后實現(xiàn)各個功能模塊的