3.1.3飛機(jī)硬件模塊

守護(hù)者飛機(jī)作為系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，不僅要求具有較好的機(jī)械性能，小尺寸、輕重量等要求；在運(yùn)動(dòng)性能的控制上，也具有較高的精度和實(shí)時(shí)性。

飛機(jī)設(shè)計(jì)有四個(gè)模塊：信號(hào)接收模塊、存儲(chǔ)器與中央處理控制模塊、飛機(jī)執(zhí)行模塊、信息探測(cè)模塊。

（1）信號(hào)接收模塊:

接收裝置依據(jù)ZigBee通信協(xié)議將接收兒童身上的運(yùn)動(dòng)信息即傳感器信號(hào)傳給存儲(chǔ)器。

（2）傳感器信號(hào)處理：

中央處理器從存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)，通過算法分析計(jì)算初始兒童 X、Y 軸的加速度和轉(zhuǎn)角，并算出飛機(jī)需要的轉(zhuǎn)速，輸出對(duì)應(yīng)脈寬的脈沖控制飛機(jī)飛行，隨時(shí)接收飛機(jī)的反饋信號(hào)做出相應(yīng)的處理。選用基于ARM的低功耗高性能32位微控制器STM32F103RE來實(shí)現(xiàn)。

（3）信息探測(cè)模塊：

地磁傳感器檢測(cè)兒童活動(dòng)范圍是否超出設(shè)定閾值

執(zhí)行過程大體可以分為預(yù)測(cè)、觀測(cè)和更新三個(gè)階段。首先將兒童的位置存儲(chǔ)在一個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)向量中, 然后通過先預(yù)測(cè)再觀測(cè)的迭代遞推過程來估計(jì)系統(tǒng)狀態(tài),實(shí)現(xiàn)對(duì)兒童的定位和距離被觀測(cè)點(diǎn)的位置的計(jì)算。 執(zhí)行過程的各階段可以描述為:

(a) 預(yù)測(cè)階段，初始化得到飛機(jī)位置和遙控器的相對(duì)初始位移;

(b) 觀測(cè)階段，當(dāng)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用飛機(jī)自身攜帶的傳感器識(shí)別當(dāng)前位置的特征，即偏離特

征,獲得遙控器與飛機(jī)之間的相對(duì)位置,建立量測(cè)方程,根據(jù)載體預(yù)測(cè)位置和特征點(diǎn)位置計(jì)

算兩者的相對(duì)位置關(guān)系;

(c) 更新階段,利用觀測(cè)信息進(jìn)行濾波更新,同步更飛機(jī)位置和遙控器的位置。

故選用LSM303DLH數(shù)字羅盤可以方便快捷的實(shí)現(xiàn)所需功能。

溫度和壓強(qiáng)測(cè)量兒童所在的環(huán)境信息

選用LPS001DL壓力傳感器測(cè)量環(huán)境壓強(qiáng)、選用STLM75溫度傳感器，測(cè)量環(huán)境溫度