基于单片机技术共享智能遮阳飞行器

基于单片机技术共享智能遮阳飞行器

韩镒戎,李云浩,黄泽宝,周岩,康轲豪

山东农业工程学院机械电子工程学院

摘要：创新是事务发展的源动力，新概念飞行器成为了当代飞行器发展的灵魂，也是科技快速发展的核心价值。文章介绍了新概念飞行器的意义及特点，阐明了将高端智能飞行器与共享经济相结合的新型产业模式。

关键词：新概念;共享;飞行器；综合设计;遮阳;智能

Sharing intelligent sun shading aircraft based on single chip microcomputer technology

Abstract： Innovation is the source of business development, new concept aircraft has become the soul of contemporary aircraft development, but also the core value of rapid development of science and technology. This paper introduces the significance and characteristics of the new concept aircraft, and expounds the new industrial model which combines the high-end intelligent aircraft with the shared economy.

Keyword：New concept; sharing; aircraft; integrated design; sunshade; intelligence.

一、简介

共享经济使中国重新焕发生机。共享自行车甚至被称为中国新四大发明之一。我们正在享受新事物并享受这一新事物带给我们的服务。

本发明主要目的在于提供一种具有悬浮和跟随人体运动功能的智能遮阳器。这款智能遮阳飞行器由太阳板、光传感追踪系统、湿度检测探头、螺旋桨、导流槽、及多孔吸音材料构成。伞面的上方自带太阳能面板，它可根据太阳照射的角度进行调节让用户在行走过程中无死角防晒，除此之外它还可以为用户的USB设备进行户外充电。另外飞行器内置多种传感器，用户可通过遮阳伞直接查看室外的实时温度，UV照射度，空气质量等。在飞行器机身内部，内置蓝牙音箱与监控摄像头，支持蓝牙和Wifi无线连接，并且配备温湿度传感器及喷洒触头对肌肤进行保湿。

它不仅仅一个遮阳设备还是一个可操控的人工智能机器人。随着科技的发展，我们的生活开始离不开智能设备，而智能遮阳飞行器正是与时代接轨并且很好的展现了科技发展的一种新型产品。它使用成本低，稳定性强的STM32型号的ARM单片机作为核心，同时搭载模块化的各项功能硬件，采用C语言来实现程序书写，飞行器设计采用了GSM模块，通过与使用者的实时互动来实现更高程度上的智能控制。将需要控制和反馈的结果从使用的手机或手环等智能设备显现出来，更直观的了解所需掌控的各项进程。并且，使用嵌入式开发系统最小系统，未使用的引脚部分随时进行编辑，增添更多的功能，实现更高的可操作性。

二、研发背景

目前，市面上的雨伞基本是通过人用手持或者用一些固定物固定在某处，而且在撑伞时，人经常还要拿着其它东西，因此造成了许多麻烦。因此我们需要一款智能雨伞，改变了传统遮阳伞在使用时需要人手持的状态并且解决了人们在出行时忘带伞以及遭遇突发降雨等情况。

伴随着科技的不断进步，促使了新概念飞行器的诞生。新概念飞行器与传统飞行器相比，其飞行原理以及气动布局等方面有较大的提升。

三、设计内容

(1)运用光传感型追踪系统调整控制架，让其随太阳转动调整高度和角度。

(2)伞面上方自带太阳能面板，满足遮阳伞自身的用电需求，还可以为用户的USB设备进行户外充电

(3) 机体内置多种传感器，用户可通过遮阳伞查看室外实时温度，UV照射度，空气质量等。

(4)通过湿度检测探头拍照后分析皮肤含水量，探头上装有雾化喷头，通过手机APP连接补水系统。

(5)采用螺旋桨内置技术，实现零误伤.

(6)旋翼下有导流槽，为机身提供稳定，改变方向.

(7)内壁采用多孔吸声材料，降低噪音。

(8)机体内内置蓝牙音箱与监控摄像头，支持蓝牙和Wifi无线连接。

(9)飞行器底部贴有二维码用于手机app扫码

整体结构图

四、创新性

这款共享遮阳飞行器首次将共享经济与高端智能飞行器结合起来，在方便人们日常出行的同时带动了人工智能时代的发展。人们出行时只需用手机扫一下即可在遮阳的同时可以享受肌肤补水、娱乐消遣等智能化设施。

五、设计功能

目前，全球定位系统已广泛应用于军事和民用等众多领域中。GPS技术按待定点的状态分为静态定位和动态定位两大类。对GPS信号的处理从时间上划分为实时处理及后处理。GPS由三大子系统构成：空间卫星系统、地面监控系统、用户接收系统。

通过温湿度传感器的检测以及补水喷头的作用实现上述功能，保持肌肤的水分。

太阳板上运用光传感型追踪系统调整控制架，让其随太阳转动调整高度和角度。从而三百六十度无死角遮阳。

机体内还内置蓝牙音箱与监控摄像头，支持蓝牙和Wifi无线连接。。

六、适用场景

（1）无人机与使用者之间暂时出现遮挡物

遮挡物或突然出现的强光会使跟随目标暂时丢失，而GPS跟随则基本不受影响。

（2）特殊环境下跟随目标难以被视觉识别

光线昏暗的夜晚、反光强烈的雪地等场景都会导致此种情况，GPS跟随则均可适用于这些场景。

七、主控单元选择

综合考虑，飞控板和遥控板的主控单元都采用增强型高速单片机STM32F103作为主控，STM32F103是基于的ARM 32位的Cortex-M3内核架构，稳定工作频率可达72MHz，。STM32F103拥有的闪存程序可选存储器，高达20K字节的SRAM，2个12位模数转换器多达16个输入通道，7通道DMA控制器，多达80个快速I/O端口，串行单线调试（SWD）和JTAG接口调试模式，多达7个定时器，多达2个I2C接口（支持SMBus/PMBus），多达3个USART接口（支持ISO7816接口，LIN，IrDA接口和调制解调控制），多达2个SPI接口（18M位/秒），CAN接口（2.0B主动），USB2.0全速接口。主控单元原理图如图2所示。

八、总结

在整个系统构建的过程中，通过利用所学知识以及对于相关资料的查询，对系统的不同模块进行不断调试，实现各个模块之间的完整连接与调合，最终实现了整个系统的完整构建。另外,设备操作简单快捷随着科学技术的不断进步，因此,我们的产品在今后发展过程中的应用也将会有很大的推广空间。

参考文献：

[1].陈一宁，英语口语学习中的语音识别技术，上海交通大学，2009

[2].韩纪庆，王欢良，李海峰，郑铁然.基于语音识别的发音学习技术《电声技术》-2004 年9期，p47-51.

[3].王昌辉，谢湘，赵胜辉.基于语音识别的汉语发音教学系统《计算机应用研究》2005年11 期