四旋翼飞行器

1、孙明星孙明星2013.05.21伊拉克战争中美军使用的战场情报侦察机六轴飞行器八轴飞行器 1 .NET 、 C# 、 Visual Studio 2012及及Google Earth2 GPS介绍介绍3 接下来要着重解决的问题接下来要着重解决的问题1 .NET 、C#与Visual Studio Framework框架.它是由微软开发的一种平台，一种技术。我们选用了较新的4.0版。C#(sharp):是可用于创建要运行在.NET 上的应用程序的语言之一，它是从C和C+语言演化而来，是Microsoft专门为使用.NET平台而创建的。C#语言的的主要特点a)语法简洁，不允许直接操作内存，去掉了指

2、针操作。b)彻底的面向对象设计，C#具有面向对象语言所应有的一切特性：封装 继承 及多态。c)与Web紧密结合，C#支持绝大多数的Web标准，如，等。d)强大的安全机制，可以消除软件开发中的常见错误（如语法错误）提供的垃圾回收器能够帮助开发者有效地管理内存资源。e)兼容性，因为遵循的公共语言规范（），从而保证能够与其他语言开发的组件兼容。f)灵活的版本处理技术，因为语言本身内置了版本控制功能，是开发人员更加容易的开发和维护。g)完善的错误及异常处理机制，提供完善的错误和异常处理机制使程序在交付应用时能更加健壮。1.1 VisualStudio2012 C#进行.net开发使用的工具- Visu

3、alStudi（微软的一款集成开发环境）.目前最新版本为VisualStudio2012. VisualStudio 简介： 一套完整的开发工具集一套完整的开发工具集 用于开发桌面应用程序用于开发桌面应用程序、 ASP.NET Web ASP.NET Web 应用程序、应用程序、XML XML 、Web Web Service Service 、移动应用程序、移动应用程序. . 为快速开发提供强大支持为快速开发提供强大支持1.2 .NET 、C#与Visual Studio 2012三者关系图开发工具：Visual Studio2102VB.NETF#VC+.net C#.NET Framew

4、ork.提供函数库及类库C Sharp开发桌面应用程序 Winform Internet应用程序 ASP.NET手机开发(嵌入式开发） WP81.3 .net 能干什么？ 安装visualstudio2012后的图标双击图标启动后1321进入vs后 新建项目2选择类型 控制台程序3编写运行 简单的Hello Wrold!程序1.3.1 一个简单的由一个简单的由C#编写的编写的Hello World！控制台程序！控制台程序 1.4.1 Google Earth本节介绍的Google Earth API是目前Goolge官方网站上最新的Google Earth API接口定义，也是Google所推

5、荐使用的。与早期的KeyHole API相比有了很多新的特性，增加了很多接口，这些接口基本都是基于Keyhole API封装的，我们将在以后的内容中介绍一些关于Keyhole API的应用，使得读者能够更加深入地理解Google Earth API的实质。IApplicationGE接口：是Google Earth API开发中最重要的一个接口，通过该接口可以控制Google Earth程序的开启、关闭、获取地图窗口的句柄、操作主窗体句柄，还可以进行获取地图视场照相机对象、获取Google Earth版本号、转换坐标等一系列复杂操作。C#实例代码：1.4.2 KML KML全称是Keyhole

6、 Markup Language （KML），是一个基于XML语法和文件格式的文件，用来描述和保存地理信息如点、线、图片、折线并能够在Google Earth客户端显示。什么是什么是KML文件文件 !CDATAGoogleSearch! Google Headquarters -122.0839 37.4219 540.68 0 3 -122.0839,37.4219,0 1.4.2 KML如何撰写KML，有以下几种方式： 使用Google Earth client撰写KML文件： 使用文本编辑器： 使用开发环境来自动生成KML文件： Google Earth 客户端支持了大量的显示标签用来创

7、建和保存成KML文档。在撰写KML过程中，你可以先用文本编辑器修改KML文档，然后在Google Earth客户端中打开看显示的效果，这和你修改一个HTML文档并在浏览器之中观看效果是一样的。1.4.2 KMLKML元素表元素表1.5 GE二次开发：二次开发：开发的工具和环境：开发的工具和环境：C#在在VS环境为例环境为例在在VS中引入中引入Google Earth API如何把这些数据生成KML数据格式在Google Earth上显示 写一个程序，来定时扫描GPS数据，通过将其数据解析后，生成一个kml文件，如Path planned.KML文件（kml文件实际就是xml文件，你按照生成xm

8、l文件的方式做就行。只是要注意里面的定义。具体定义，你可以在Google Earth自定义一个标签，保存为一个kml文件，用记事本打开这个kml文件就知道是什么了。然后你只需要根据你搜索到的经纬度，替换掉里面对应的经纬度即可）。1.5.1 C#中如何把中如何把GPS的数据生成的数据生成KML格式在格式在Google Earth上显示上显示xmlns=http:/ plannedff0000ff8123.40798330000041.763375000001010-10Absolute Extruded11clampToGround123.407983300000,41.76337500000,

9、10123.407983300000,41.76240556000,10黑色 = 可见, 红色 = 不可见, 绿色 = 视线 l 总共24颗GPS卫星。l 地球任意一点可以看到5-12颗卫星。l 任一卫星的瞬时位置可根据星历计算得到。 2.1 距离交会法观测方程2.2.1 GPS模块所提供的数据帧介绍 $GPGGA,161229.48,3723.24757,N,12158.34167,W,1,07,1.0,9.0,M, , , ,0000*18$GPGLL,3723.24757,N,12158.34167,W,161229.48,A*2C$GPGSA,A,3,07,02,26,27,09,04

10、,15, , , , , ,1.8,1.0,1.5*33$GPGSV,2,1,07,07,79,048,42,02,51,062,43,26,36,256,42,27,27,138,42*71$GPGSV,2,2,07,09,23,313,42,04,19,159,41,15,12,041,42*41$GPRMC,161229.48,A,3723.24757,N,12158.34167,W,0.13,309.62,120598, ,*102.3 ARM-Linux平台下平台下GPS信号的采集与处理信号的采集与处理定位和导航是很多便携移动设备以及汽车电子设备的重要功能之一，所以GPS在上述设备中

11、得到了广泛的应用。基于ARM-Linux的嵌人式平台以其开放性、安全性、健壮性和稳定性越来越成为各种便携设备和车载导航设备的主要开发平台。如何实现GPS模块和嵌人式ARM-Linux平台之间的通信成了实现系统定位导航的基础。 GPS模块与ARM-Linux平台之间采用异步串行传送方式进行数据传送的， 咱们实验室购买的GPS模块采用USB转串口通信。ARM-Linux平台与GPS通信可选的协议有很多种，目前普遍采用的是NMEA-0183通信协议。2.3.1 NMEA-0183通信协议通信协议 NMEA-0183协议是为了在不同的GPS导航设备中建立统一的海事无线电技术委员会(BTCM)标准，由美

12、国国家海洋电子协会NMEA (Na tional Marine Electronics Association)制定的通信协议，其中规定了海用和陆用GPS接收设备输出的定位位置数据、时间、卫星状态、接收机状态等信息。除NMEA-0183协议之外，还有差分用的RTCMSC-104格式，各个厂商互不兼容的二进制格式等，但以NMEA-0183使用最广泛。为实现ARM-LINUX平台与GPS之间的通信，应清楚协议规定的GPS输出的数据格式和报文。NMEA-0183规定的格式如下：波特率：9600 b/s数据位：8 bit奇偶校验：无开始位：1 bit 停止位：1 bit报文格式：报文的语句串(十进制A

13、SCII码)格式全部信息如图1。 图1中具体内容：为串头，表示串开始；GP为交谈识别符。XXX为语句名，NMEA规定的常用语句有以下6种：GGA，卫星定位信息；GLL，地理位置-经度和纬度；GSA，GNSS DOP偏差信息，说明卫星定位的信号的优劣情况；GSV，GNSS天空范围内的卫星；RMC，最基本的GNSS信息，指能够达到定位目的的基本信息等语句。ddd为数据字段，字母或数字，“，”为域分隔符；*表示串尾；hh表示与*之间所有字符代码的校验和；为回车控制符；为换行控制符。在实际的GPS应用中，并不会用到NMEA的全部信息，而是根据具体的需要，从中选取有用的信息，忽略其余的信息内容。下面以G

14、PRMC语句为例来介绍。该语句包含时间、日期、方位、速度和磁偏角等信息，基本上可以满足一般的导航需求。GPRMC语句的结构为：GPRMC，*hh。数据区说明如下：(1)UTC时间，hhmmss.sss(时分秒.毫秒)格式；(2)定位状态，A=有效定位，V=无效定位；(3)纬度ddmm.mmmm (度分)格式(前面的0也将被传输)；(4)纬度半球N(北半球)或S(南半球)；(5)经度dddmmmmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)；(6)经度半球E(东经)或W(西经)；(7)地面速率(0000999.9节，前面的0也将被传输)；(8)地面航向(000.03599度，以真北为参考基准，前面的0

15、也将被传输)；(9)UTC日期，ddmmyy(日月年)格式；(10)磁偏角(00001800度，前面的0也将被传输)；(11)磁偏角方向，E(东)或W(西)。2.3.1 NMEA-0183通信协议通信协议 2.5 GPS信号的采集和处理信号的采集和处理 为实现ARM-Linux平台下GPS信号的采集与处理，涉及到Linux下串口编程技术，首先给出Linux串口通信的原理，然后利用多线程编程技术来完成GPS数据采集与NMEA数据格式的解析 。大多数GPS接收机与各种处理器平台进行数据交换时，都采用异步串行传送方式，提供一个符合RS-232C电气标准的数据接口。在Linux操作系统中，所有设备以设

16、备文件的形式存储在目录/dev/下，串口设备文件为/dev/ttyUSB*，在Linux中，若要设置串口的参数，如改变串口的波特率、字符大小等，可通过POSIX标准终端接口，该接口被称为termios，在系统头文件中定义。它包括一个数据结构和一系列操纵这些数据结构的函数组成。有关串口的所有参数配置都保存在接口termios的结构struct termios中，该结构定义如下： struct termiostcflag_t c_iflag； /*输人模式标志输人模式标志*/tcflag_t c_oflag； /*输出模式标志输出模式标志*/tcflag_t c_cflag； /*控制模式标志控制

17、模式标志*/tcflag_t c_lflag； /*本地模式标志本地模式标志*/cc_t c_ccNCCS；/*特殊控制字符特殊控制字符*/ 其中的c_iflag成员是用来控制输入处理选项的，它影响到终端驱动程序将输入发送给程序前是否对其进行处理，及怎样对其进行处理。c_oflag成员是用来控制输出数据的处理，并决定在发送输出数据到显示屏和其他输出设备之前，终端驱动程序是否以及如何来处理它们。c_cflag用于存放各种决定终端设备硬件特性的控制标志，如串口的波特率、奇偶校验、停止位、数据位等。存放在c_lflag 中的本地模式标志用来操纵串口如何处理输入字符，比如是否将输入字符显示到显示屏上，

18、一般可通过此成员来设置串口为正规模式或是非正规模式。c_cc数组成员用来定义支持的特殊控制字符以及一些timeout参数。 除了上面的这个包含串口参数配置的数据结构之外，termios中还包含许多控制串口特性的函数。其中重要的几个函数如：tegetattr( )、tesetattr( )、cfsetispeed( )、cfsetospeed( )、tcflush( )。tegetattr( )用来初始化一个termios数据结构，之后可使用其他的函数来操纵由tegetattr( )返回的数据结构。完成这些操作后，使用tesetattr( )来更新串口的设置。cfsetispeed( )用来设置串口的输入速度。cfsetos