利用STM32F103RBT6芯片，设计了基于WIFI控制的四轴飞行器电路方案。

简介：
本设计提出一种基于WIFI的微型四轴飞行器，旨在实现数据的高速传输以及对微型四轴飞行器的实时控制，从而显著提升其可靠性。为达成上述目标，本实用新型采用的具体技术方案如下：一种基于WIFI的微型四轴飞行器，包含一个安装主体，其核心在于安装主体上包围设置有四个旋臂，这四个旋臂均保持在同一水平面且整体呈现“X”形。在靠近旋臂端部的区域，分别安装了直流电机，这些直流电机的转轴上连接着旋翼。安装主体内部则是一个电路安装腔，该腔内配置了微控制器，微控制器与四个旋臂上的电机通过连接进行通信。同时，微控制器还配备了一个WIFI通信模块，该模块与飞行控制系统建立了无线连接。通过采用上述方案，四个旋臂保持在同一水平面并呈“X”形结构，并通过设置在旋臂端部的直流电机驱动飞行过程。相邻两个直流电机的旋转方向相反，相对的两个直流电机则具有相同的旋转方向。调节四个电机的转速能够改变旋翼转速，从而实现微型四轴飞行器在空间中的六个自由度运动：包括沿X、Y、Z坐标轴的平移和旋转运动以及四个可控的基本运动状态——上下飞行、前后飞行、滚转飞行和偏航飞行。此外，WIFI通信模块实现微控制器与飞行控制系统之间的无线通讯，从而保证了数据的快速传输；飞行控制系统能够对微型四轴飞行器进行实时控制操作,有效降低了因控制延时造成的潜在损伤,并显著提高了飞行的安全性与可靠性。进一步地, 微控制器上还连接了陀螺仪传感器、加速度传感器以及磁力传感器、LED状态显示模块和飞行姿态显示模块。根据陀螺仪传感器、加速度传感器和磁力传感器的反馈信息, 实时监测飞行器相对于标准坐标轴的偏离情况,同时检测飞机的加速度和方向,并结合四元数计算欧拉角以获得精确的飞行姿态参数；这些参数随后通过LED状态显示模块和飞行姿态显示模块进行实时展示。为了提升数据处理速率, 微控制器采用了嵌入式LPC2124芯片。陀螺仪传感器则采用FXAS21002芯片, 该芯片具有小型化和低功耗特性, 通过SPI接口与微控制器相连进行数据传输, 实现了高效且实时的通信。加速度传感器和磁力传感器采用了FXOS8700CQ芯片, 该芯片集成了加速度传感器和磁力传感器于一体, 极大地降低了飞机的载重；同时利用该传感器可以有效监管飞机的状态. 这些传感器的芯片也通过SPI接口与微控制器相连. 为了保证WIFI通信模块的可靠性并减少飞机的载重, 在WIFI通信模块的电路板上设置了板载天线. 该板载天线提高了WIFI通信性能. 为了确保所有结构器件牢固连接并防止灰尘和水进入电路安装腔内, 在电路安装腔内设置了电路板固定装置. 同时为了延长设备的使用寿命, 在电路板上还设置了隔离装置(例如薄膜或透明塑料板), 从而有效地防尘防水. 本实用新型的主要益处在于: 通过在微型四轴飞行器中集成WIFI通信模块可以实现与飞行控制系统的无缝连接及实时控制操作; 此外通过采用板载天线既提升了传输速度又降低了设备的载重; 通过结合陀螺仪、加速度及磁力传感器的反馈信息可以实时监测飞机姿态; 同时LED状态显示模块和飛行姿态顯示模塊可以提供實時視覺回饋; 最后电路板固定装置和隔离装置的应用能确保飞行的稳定性和设备的耐用性. 本实用新型的工作原理是: 微型四轴飞行器通过WIFI通信模块与外部的飛行控制系統建立連線; 微控制器收集油门信号、航向信号、滚转信号以及俯仰信号后将其发送到飛行控制系統; 飛行控制系統接收到這些指令后会发出相应的指令来调节四个直流电机的旋转速度从而实现飛機垂直上升/下降 、左右移动 、前後移動 、翻轉飛行 、測向飛行 、自由懸停 以及緊急停機等各种飛行狀態 。