无人机高压电缆自动巡线系统

摘要

一种无人机高压电缆自动巡线系统，属于无人机技术领域。本发明的目的是对电缆采用无人机进行自动巡线，有效解决电力巡线过程中无人机与电力线相撞问题的无人机高压电缆自动巡线系统。本发明包括放大滤波电路、主控芯片电路、加速度陀螺仪传感器、无线模块电路、电子罗盘电路、电机控制模块、CAN总线芯片、隔离电源模块、485通讯芯片电路、稳压电路模块、隔离模块电源、传感器采集电路、比较器电路、稳态触发电路。本发明提出无人机高压电缆自动巡线系统，解决传统技术中采用人工控制无人机巡检测方案效率低下并且易受操作员的主观影响，同时存在无人机与电缆撞线问题。提出一种电力巡线方式，方便定位无人机与电力线之间的距离，有效解决电力巡线过程中无人机与电力线相撞的问题。

主权项

一种无人机高压电缆自动巡线系统，其特征在于：包括放大滤波电路、主控芯片电路、加速度陀螺仪传感器、无线模块电路、电子罗盘电路、电机控制模块、CAN总线芯片、隔离电源模块、485通讯芯片电路、稳压电路模块、隔离模块电源、传感器采集电路、比较器电路、稳态触发电路；放大滤波电路 ：+12V接隔离模块电源中U11的+12V，‑12V接图11中U11的‑12V，运放6脚接电阻R5的1脚和电位器R3的2脚可以调节放大倍数，电阻R5的2脚接GND，电位器R3的1脚接+12V，3脚接U1B的7脚，5脚接信号输入，7脚接电阻R6的1脚，电阻R6的2脚接电容C1的1脚、电容C2的1脚、电阻R1的1脚，电容C1的2脚接电阻R7的1脚接运放U1A的3脚，电容C2的2脚、电阻R7的2脚接GND，电阻R1的2脚接电阻R2的1脚接运放U1A的1脚，电阻R2的2脚接电阻R4的1脚接运放U1A的2脚，电阻R4的2脚接GND，运放U1A的1脚输出接二极管D1的1脚，二极管D1的2脚接GND；电阻R6、电容C1、电容C2、电阻R7、运放U1A、电阻R2、电阻R4、电阻R1构成带通滤波器，U1A输出接D1稳压二极管；主控芯片电路：主控芯片U3的10‑13脚以及16脚、18脚、19脚接无线模块电路中J5无线模块的1‑8脚，28脚、29脚、30脚、31脚分别接485通讯芯片电路中U8的485芯片的控制引脚4脚、5脚、6脚、3脚，32脚、33脚接CAN总线芯片中U2的CAN通信芯片VP230引脚2脚、1脚，34脚、37脚是程序下载口SWDIO和SWDCLK，接CAN总线芯片中P1的4脚、2脚，5脚、6脚接XTAL1和XTAL2，44脚接R9下拉电阻的1脚，电阻R9的2脚接GND，7脚接R10上拉电阻的1脚，电阻R10的2脚接地，24脚、36脚、48脚、9脚接+3.3V，25脚、41脚、42脚、43脚、45脚、46脚分别接电机控制模块中的PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6，21脚、22脚分别接加速度陀螺仪传感器中的J2的3脚和4脚，26脚接加速度陀螺仪传感器中J3的4脚，27脚接电子罗盘电路中U10的15脚，U3的2脚、3脚接加速度陀螺仪传感器中J3的1脚、2脚，23脚、35脚、47脚、8脚接GND；加速度陀螺仪传感器：加速度陀螺仪传感器U9的1脚接电容C20的1脚接GND，8脚连接电容C20的2脚接+3.3V，10脚接电容C22的1脚，11脚连接电容C22的2脚，23脚和24脚分别接上拉电阻R14的1脚、R15的1脚，电阻R14的2脚、电阻R25的2脚接+3.3V，20脚接电容C21的1脚，18脚接电容C21的2脚，13脚连接滤波电容C23的1脚接+3.3V，电容C23的2脚接GND，接插件J2和J3作为传感器的控制信号，J3的1脚、2脚接主控芯片电路中U3的2脚、3脚，J4连接XW_L、XW_R、XW_H、XW_D四个限位信号；无线模块电路：1脚接GND，3脚接+3.3V，+3.3V接稳压电路模块的U7的+3.3V，2脚、4‑10脚分别接无线模块引脚，接主控芯片电路中U3的13脚、14脚、10脚、16脚、11脚、18脚、12脚、19脚；电子罗盘电路：+5V接稳压电路模块中U5的+5V，12脚接电容C24的1脚，8脚接电容C24的2脚，10脚接滤波电容C25的1脚，电容C25的2脚接GND，13脚、4脚接电源+5V，2脚接+5V，9脚、11脚接GND，1脚接主控芯片电路中U3的21脚，16脚接主控芯片电路中U3的22脚，15脚接主控芯片电路中U3的15脚；电机控制模块：P3、P4、P5的3脚、4脚接+5V，P3的1脚、2脚分别接PWM1、PWM2，接主控芯片电路中U3的25脚、41脚，5脚、6脚接GND；P4的1脚、2脚分别接PWM3、PWM4，接主控芯片电路中U3的42脚、43脚，5脚、6脚接GND；P5的1脚、2脚分别接PWM5、PWM6，接主控芯片电路中U3的45脚、46脚，5脚、6脚接GND；CAN总线芯片：CAN总线芯片U2的1脚、4脚分别接主控芯片电路中U3的33脚、32脚，P1的2脚、4脚分别接主控芯片电路中的37脚、34脚，XTAL1和XTAL2分别接主控芯片电路中U3的5脚、6脚，+5V接稳压电路模块中U5的+5V，+3.3V接稳压电路模块中U7的+3.3V；U2是CAN总线芯片，3脚接电容C3的1脚，C3的2脚接GND，U2的6脚、7脚跨接匹配电阻R8后连接接插件J1，U2的8脚接GND，P1的1脚接+5V，3脚接GND，电容C4的1脚、C7的1脚接GND，C4的2脚、C7的2脚分别接晶振Y1的两端；U2是CAN总线芯片，接插件P1是程序下载接口，晶振Y1接振荡电容C4和C7；隔离电源模块：隔离电源模块U6的+5V接稳压电路模块中U5的+5V，+5V_2接485通讯芯片电路中U8的+5V_2，U6的14脚接钽电容C10的1脚，C10的2脚接GND，U6的9脚接+5V_2，接钽电容C11的1脚，C11的2脚接GND，U6的11脚接GND_2；14脚接电容C10，1脚接GND，9脚接电容C11输出，11脚接输出GND；485通讯芯片电路：485通讯芯片的+5V接稳压电路模块中U5的+5V，+5V_2接隔离电源模块中的+5V_2，GND_2接隔离电源模块中的GND_2，U8的3脚、4脚、5脚、6脚分别接主控芯片电路中U3的31脚、28脚、29脚、30脚，U8的1脚接电容C18的1脚接+5V，2脚接电容C18的2脚接GND，8脚接GND，9脚接GND_2，11脚和14脚接一起连接电阻R13的1脚，12脚和13脚接一起连接电阻R13的2脚，连接接插件P2，16脚接电容C19的1脚接+5V_2，15脚接电容C19的2脚接GND_2；485通讯芯片1脚、2脚接电容C18，3‑6脚接排阻R12，8脚接GND，16脚和15脚接电容C19两端，9脚接隔离电源GND，引脚12脚、13脚和11脚、14脚分别接电阻R13两端进行电阻匹配，接到通讯接口P2；稳压电路模块：稳压芯片U4的+15V接U5的+15V，U5的+5V接U7的+5V，防反接二极管D2的1脚连接+24V，2脚连接瞬态抑制二极管D3的1脚和电解电容C5的1脚，接稳压芯片U4的1脚，稳压芯片U4的3脚接电解电容C6的1脚，输出+15V；瞬态抑制二极管D3的2脚和电解电容C5的2脚接GND；稳压芯片U5的1脚接+15V，3脚输出+5V，2脚接GND，电解电容C8的1脚接+15V，2脚接GND，电解电容C9的1脚接+5V，2脚接GND；稳压芯片U7的1脚接+5V，3脚输出+3.3V，2脚接GND，电解电容C12的1脚接+5V，2脚接GND，电解电容C13的1脚接+3.3V，2脚接GND；防反接二极管D2连接瞬态抑制二极管D3和滤波电容C5，接电源芯片U4，3脚接滤波电容C6，输出稳压；U5稳压，C8和C9作为电源滤波电容；U7稳压，C12和C13作为电源滤波电容；隔离模块电源：+24V连接稳压电路模块中的+24V，‑12V连接放大滤波电路中‑12V，+12V连接放大滤波电路中的+12V，钽电容C26的1脚接+24V，2脚接GND进行电源滤波，+24V经过隔离模块U11得到正电压+12V和负电压‑12V，钽电容C27的1脚、C29的2脚接GND，独石电容C28的1脚、C30的1脚接GND，钽电容C27的2脚和电容C28的2脚接‑12V，钽电容C29的1脚和电容C30的2脚接+12V；传感器采集电路：非门U12A的1脚接电阻R17的1脚，电容C32的1脚接J1的1脚接电阻R17的1脚，U12A的2脚接电阻R17的2脚，接电容C33的1脚、C31的1脚，电容C32的2脚、电容C33的2脚接GND，电容C31的2脚接比较器电路图中U13的5脚；比较器电路：+5V接稳压电路模块中U5的+5V，U13的1脚接电阻R18的1脚，接稳态触发电路中的U14B的11脚，2脚接电阻R19的1脚，14脚接电阻R20的1脚，13脚接电阻R21的1脚，电阻R19的2脚、电阻R18的2脚、电阻R20的2脚、电阻R21的2脚接+5V，3脚接+5V，4脚、6脚、8脚、10脚接GND，12脚接GND；稳态触发电路：+5V接稳压电路模块中U5的+5V，U14B的11脚接比较器电路中U13的2脚，14脚接电阻R22的1脚、电容C34的1脚，电阻R22的2脚接+5V，15脚接电容C34的2脚，12脚接10脚，13脚接+5V，9脚接加速度陀螺仪传感器中U3的38脚。