摘 要

伴随着经济、政治、军事领域的快速发展，无人机的在各个领域上的应用越来越广泛，因此，对无人机遥控链路技术的研究变得尤为重要。

本文主要研究无人机遥控链路控制技术中的红外遥控技术以及编码解码技术。采用STC单片机来产生控制无人机通道的信号，然后对信号在信道进行编码，再把信号通过红外发射出去。本文一开始对单片机的原理作基本的介绍，然后对发射控制模块中的每一个部分和接收模块的每一个部分进行原理的描述，涉及到无人机中单片机模块、红外遥控技术以及编码解码技术。同时，本文也会对无人机的飞行原理作简要的说明。经过软件仿真调试完成无人机遥控系统的设计，并使其能简单的实现飞行功能。

研究结果表明，可以使用红外遥控技术实现无人机遥控链路的控制，该项技术对于在短距离低空作业有关键的作用。

本文的特色：红外遥控技术中的编码技术，红外遥控的信号编码发送过程和信号编码的接收过程。

关键词：无人机；红外遥控；STC单片机；编码解码

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Abstract

With the rapid development of economy, politics and military field, the application of UAV in various fields is more and more widespread. Therefore, the research on remote control link technology of UAV becomes more and more important.

In this paper, we mainly study the infrared remote control technology and the coding and decoding technology in the remote control technology of the UAV. Using STC MCU to control the UAV channel signal, and then the signal in the channel coding, and then the signal through the infrared emission. At the beginning of this paper, the principle of SCM as a basic introduction, then to launch each part of the control module and a part of every module receives the principle described, involving no man-machine MCU module, infrared remote control technology and encoding and decoding technology. At the same time, this paper also gives a brief description of the flight principle of the UAV. The design of UAV remote control system is completed by software simulation and debugging, and it can achieve the function of flight control.

The results show that the infrared remote control technology can be used to realize the control of the UAV remote link, which has a key role in short distance and low altitude operations.

The characteristics of this paper: infrared remote control technology in the coding technology, infrared remote control of the signal transmission process and signal coding process.

Key Words：UAV；infrared remote control；STC single chip microcomputer；Encoding and Decoding

目录

第1章 绪论 1

1.1课题研究的背景以及意义 1

1.2国内外无人机研究内容状况 1

1.3研究论文的主要内容 2

第2章 单片机的介绍 4

2.1单片机概述以及基本原理 4

2.2单片机的应用领域 4

2.3STC单片机介绍 5

2.4本章小结 7

第3章 无人机遥控链路技术的基本理论 8

3.1 红外遥控技术简介 8

3.1.1红外遥控的发展现状 8

3.1.2常见的红外遥控电路 9

3.2 红外遥控编码 11

3.2.1编码过程 11

3.2.2编码方法介绍 12

3.3无人机遥控链路系统的基本架构 13

3.4无人机飞行原理介绍 14

3.4.1飞行原理物理定律 14

3.4.2飞机组成零件 15

3.4.3无人机的专业名词解释 16

第4章 无人机遥控链路的设计 19

4.1红外发射部分 19

4.2红外接收部分 20

4.3电机调速部分 21

4.4系统调试 22

4.4.1发射模块和接收模块的仿真调试 22

4.4.2仿真调试中遇到的问题以及解决办法 23

4.4.3常见遥控飞机故障 23

结论 24

致谢 25

参考文献 26

附录A遥控发射程序 27

附录B接收程序 35

附录C遥控发射仿真电路图 42

附录D接收仿真电路图 43

附录E调速仿真电路图 44

附录F系统整体仿真电路图 45

第1章 绪论

1.1课题研究的背景以及意义

随着军事、经济、政治领域的格局快速变化，人们由自行车、汽车陆上行驶作业时代逐渐迈入了空中飞机运输作业时代，因此，飞机成为了人们出行以及工作作业必备的工具。世界上第一架飞机的制造者是美国的莱特兄弟，他们在1903年开启了飞机应用的大门，实现了飞机在空中载人飞行，飞机开始进入了人类的视线。

随着科学的发展，人们逐渐认识到空中作业其实并没有想象中的如此简单，在飞机的飞行过程中要考虑许多人为因素和自然因素。随着飞机广泛应用后越来越多的飞机失事事故中我们可以知道，恶劣的天气环境、电磁波的干扰成为飞机在空中飞行最大的自然诱因。而飞行员在飞机中对飞机的操作失误、地勤人员对飞机的检修错误、飞行员和地勤人员的通信错误以及飞机的硬件故障，如引擎故障、液压失灵、金属疲劳等等的故障，都会使得飞机在飞行过程中处于十分危险的地步，危及到飞机驾驶员的生命安全。因此，人们开始转向了无人机这种对人类空中作业方式更为安全的研究，无人机在各领域中得到了重要的应用。例如，在军事侦察中，可以利用无人遥控飞机作为士兵侦察的工具，通过在无人机上加装相应的侦察设备可以有效地进行远程的地面侦察，对于一些特殊的高危侦察作业，无人机无疑也是最佳的选择工具；在民生领域中，随着小型数字摄像机的普及，可以利用无人机更加高效、清晰地实现在空中对地面的航拍，生动形象地反映出地理状况。

无人机系统是一种利用无线电作为传输介质并在地面进行指令发送同时无人遥控飞机进行指令接收来控制飞机完成相应动作功能的复杂系统。无人遥控飞机具有体积小，携带方便，在空中作业的灵活性好，成本低，效费比高，生存能力强。通过远距离操控可以无人机使得空中作业更加安全和可靠，因此，无人机在未来各个领域中有着不可忽略的地位。但是无人机的应用面临着许多重大的挑战：在飞机实现遥控中，会受到各式各样的电磁干扰；无人机飞行过程中，有时候也会因为控制的时间较慢而使得反馈的实时数据不太准确等。这些情况都会导致无人机作业监测数据的不准确性，从而影响了地面控制人员对无人机反馈数据的评估。所以，对无人机遥控链路技术的研究显得显得尤为关键，如何提高无人机遥控链路在空中的抗干扰能力和提高无人机遥控控制的反应速率关乎到对无人机遥控链路中的通信技术的应用，同时关乎到无人机在未来的发展前景，无人机的普及在对人类生活环境产生着重要的影响。

1.2无人机领域在世界的状况

20世纪30年代初期，出于战争军事原因国外开始普遍使用飞机作为军事侦察以及军事战斗工具，同时，模型遥控飞机也开始作为靶机出现在人们的视线之中，无人遥控飞机开始形成初步发展。到了60年代，随着微电子技术、集成电路技术等高新技术的飞速革新，国外投入并且发明了军事无人驾驶侦察机，在后期对无人机遥控链路的研究中，使得无人机在进行军事任务中的反侦察、抗干扰等各方面能力进一步得到了提升。到了后来，在民用领域中，无人机被广泛运用到自然环境以及自然灾害的监测、交通运输道路状况的实时观察、大气以及资源状况的取样、森林和地震灾害的预防等，无人机在人类的生活中也充当着一个不可或缺的角色。