經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大家對3000原以下的小型無人機很有購買興趣，卻又擔心迷你無人機會不安全，這次我們就給大家了解一下迷你無人飛行器是什么的構(gòu)造?！　　　?/p>

　　飛控、DSP

　　在早期的航模飛機的發(fā)展過后，無人機的飛控已經(jīng)擁有了一套完整的計算程序，而隨著無人機體積的變小，又對飛控的計算機的精度提出了更高的要求。同時，小型無人機受限于體積的減少，要求對飛控計算機的功耗和體積也提出了很高的要求。

　　在眾多處理器芯片中，最適合小型飛控計算機CPU的芯片當屬TI公司的TMS320LF2407，其運算速度以及眾多的外圍接口電路很適合用來完成對小型無人機的實時控制功能。

　　它采用哈佛結(jié)構(gòu)、多級流水線操作，對數(shù)據(jù)和指令同時進行讀取，片內(nèi)自帶資源包括16路10位A／D轉(zhuǎn)換器且?guī)ё詣优判蚬δ?，保證最多16路有轉(zhuǎn)換在同一轉(zhuǎn)換期間進行，而不會增加CPU的開銷；40路可單獨編程或復用的通用輸入／輸出通道；5個外部中斷；集成的串行通信接口（SCI），可使其具備與系統(tǒng)內(nèi)其他控制器進行異步（RS 485）通信的能力；16位同步串行外圍接口（SPI）能方便地用來與其他的外圍設備通信；還提供看門狗定時器模塊（WDT）和CAN通信模塊。

　　高通Snapdragon Flight平臺

　　高通Snapdragon Flight平臺由高通子公司Qualcomm Technologies打造，參考板大小僅58x40mm，還提供了無人機軟件和相關開發(fā)工具?？蔀闊o人機提供視頻、影像捕捉、通訊以及導航方面的支持。

　　Snapdragon Flight平臺

　　在續(xù)航能力上，高通Snapdragon Flight平臺聲稱可以將續(xù)航時間從20分鐘提高至1小時以上。Snapdragon Flight平臺，內(nèi)置改良過的驍龍801處理器（Adreno330 GPU），支持4K拍攝，支持快速充電。同時，集成了Qualcomm Hexagon DSP，可為無人機是提供實時控制，還有雙頻802.11n Wi-Fi、藍牙4.0、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)等支持。

　　飛控系統(tǒng)組成模塊

　　飛控系統(tǒng)實時采集各傳感器測量的飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)、接收無線電測控終端傳輸?shù)挠傻孛鏈y控站上行信道送來的控制命令及數(shù)據(jù)，經(jīng)計算處理，輸出控制指令給執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)對無人機中各種飛行模態(tài)的控制和對任務設備的管理與控制；同時將無人機的狀態(tài)數(shù)據(jù)及發(fā)動機、機載電源系統(tǒng)、任務設備的工作狀態(tài)參數(shù)實時傳送給機載無線電數(shù)據(jù)終端，經(jīng)無線電下行信道發(fā)送回地面測控站。

　　按照功能劃分，該飛控系統(tǒng)的硬件包括：主控制模塊、信號調(diào)理及接口模塊、數(shù)據(jù)采集模塊以及舵機驅(qū)動模塊等。

　　各個功能模塊組合在一起，構(gòu)成飛行控制系統(tǒng)的核心，而主控制模塊是飛控系統(tǒng)核心，它與信號調(diào)理模塊、接口模塊和舵機驅(qū)動模塊相組合，在只需要修改軟件和簡單改動外圍電路的基礎上可以滿足一系列小型無人機的飛行控制和飛行管理功能要求，從而實現(xiàn)一次開發(fā)，多型號使用，降低系統(tǒng)開發(fā)成本的目的。

　　系統(tǒng)主要功能實現(xiàn)原理

　　（1）完成多路模擬信號的高精度采集，包括陀螺信號、航向信號、舵偏角信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、缸溫信號、動靜壓傳感器信號、電源電壓信號等。由于CPU自帶A／D的精度和通道數(shù)有限，所以使用了另外的數(shù)據(jù)采集電路，其片選和控制信號是通過EPLD中譯碼電路產(chǎn)生的。

　?。?）輸出開關量信號、模擬信號和PWM脈沖信號等能適應不同執(zhí)行機構(gòu)（如方向舵機、副翼舵機、升降舵機、氣道和風門舵機等）的控制要求。

　?。?）利用多個通信信道，分別實現(xiàn)與機載數(shù)據(jù)終端、GPS信號、數(shù)字量傳感器以及相關任務設備的通信。由于CPU自身的SCI通道配置的串口不能滿足系統(tǒng)要求，設計中使用多串口擴展芯片28C94來擴展8個串口。

　　系統(tǒng)的計算軟件

　　一般的系統(tǒng)軟件分為兩大部分：邏輯電路芯片EPLD譯碼電路的程序設計和飛控系統(tǒng)的應用程序設計。

　　在邏輯電路程序里面，是通過EPLD來控制電路，完成譯碼和隔離以及為A／D，D／A。該流程的設計采用原理圖輸入和 VERILOG HDL語言編程的混合設計方式，遵循設計輸入→設計實現(xiàn)→設計校驗→器件編程的流程。

　　在飛控系統(tǒng)的應用軟件設計方面，按照功能劃分為4個模塊：時間管理模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、通信模塊、控制律解算模塊。

　　通過時間管理模塊在毫秒級時間內(nèi)對無人機進行實時控制；數(shù)據(jù)采集模塊采集無人機的飛行狀態(tài)、姿態(tài)參數(shù)以及飛行參數(shù)、飛行狀態(tài)及飛行參數(shù)進行遙測編碼并通過串行接口傳送至機載數(shù)據(jù)終端，通過無線數(shù)據(jù)信道發(fā)送到地面控制站進行飛行監(jiān)控；姿態(tài)參數(shù)通過軟件內(nèi)部接口送控制律解算模塊進行解算，并將結(jié)果通過D／A通道送機載伺服系統(tǒng)，控制舵機運行，達到調(diào)整、飛機飛行姿態(tài)的目的；通信模塊完成飛控計算機與其他機載外設之間的數(shù)據(jù)交換功能。

　　總結(jié)

　　在無人機逐漸趨向小型化的時代里，高效節(jié)能的DSP，是一切運算的保證，同時在運算法則上面，也是限制無人機繼續(xù)變小的一大原因。隨著科技的進步，現(xiàn)在迷你無人機的產(chǎn)品中，有大部分的無人機已相當可靠，即使體積只有手掌的四分之一。