HTV-III型车载卫星电视接收系统的研究与实现

论文摘要

随着现代控制理论的不断完善和卫星通信技术的不断发展,车载卫星通信由于其机动、灵活的特点,已经在许多领域得到广泛的应用。本文所介绍的HTV-Ⅲ型车载卫星电视天线接收系统是与武汉华众科技有限公司共同开发和研制的一款车载卫星天线装置。车载式卫星天线控制器是以atmel16L微处理器为核心控制器件,充分利用其强大的逻辑判断、计算和信息处理能力,大大提高了天线控制的自动化程度和可靠性,能实现快速准确对星功能。本文探讨在野外恶劣条件下HTV-Ⅲ型车载卫星电视天线接收系统的总体设计方案,提出了基于简单实用可靠的机械系统并综合运用电子罗盘、位置传感器等现代传感装置的全自动式车载卫星天线伺服控制系统的实施方案。本系统具有自动储存、记忆、自动换星等功能,可储存记忆十颗卫星位置,并进行了具体的工程实现。根据天线控制理论和自动控制理论,重点分析研究了卫星天线跟踪控制的方法,并从硬件和软件两个方面进行了系统设计。最终研制出了一种适合野外恶劣条件下使用的卫星天线自动跟踪控制系统,并进行实际运行测试,现已经在大连数字卫星通信有限公司投入正式的应用。本论文的主要内容包括:卫星天线控制系统的相关理论基础,卫星天线控制系统的总体方案设计,卫星天线控制系统的硬件结构设计与调试,卫星天线控制系统软件设计及整体性能测试。本论文完成了以下任务。天线的俯仰和旋转相互独立模块设计;在不同的停车位置,要实现天线对星的角度补偿;中央控制器与电子罗盘、直流电极、旋转编码器、红外遥感器之间通信的硬件电路设计和软件控制设计;直流电机的驱动设计;系统的可靠性和抗干扰性设计;俯仰角度和方位角度的实时显示设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外的研究现状及发展趋势
• 1.3 论文研究的目的和意义
• 1.4 论文的研究目标、主要工作
• 1.5 论文的结构安排
• 第二章 车载卫星电视接收系统整体方案设计
• 2.1 系统相关理论介绍
• 2.2 车载卫星电视接收天线控制器方案设计
• 第三章 车载卫星电视接收系统的控制系统设计
• 3.1 系统的概述
• 3.2 系统的组成
• 3.3 天线机构的设计
• 3.4 硬件的选型
• 3.4.1 直流电机的选型
• 3.4.2 卫星天线的选型
• 3.4.3 陀螺传感器的选型
• 3.4.4 电子罗盘的选型
• 3.4.5 GPS接收机的选型
• 3.4.6 光电旋转编码器的选型
• 3.5 车载卫星电视接收系统的硬件电路设计
• 3.5.1 ATmega16微处理器的特性
• 3.5.2 键盘控制与LED显示电路设计
• 3.5.3 直流电机驱动设计
• 3.5.4 数据采集模块设计
• 3.5.5 GPS接收机模块设计
• 3.5.6 电源模块设计
• 3.6 红外遥控通信模块设计
• 3.7 调试和软件升级接口设计
• 3.8 系统精度分析设计
• 第四章 车载卫星电视接收系统的软件设计
• 4.1 软件整体设计
• 4.2 数据采集程序设计
• 4.2.1 陀螺仪的数据采集设计
• 4.2.2 电子罗盘的数据采集设计
• 4.2.3 GPS接收机的数据采集设计
• 4.3 数码管和键盘的程序设计
• 4.4 红外遥控通信程序设计
• 4.5 软件抗干扰性设计
• 4.6 系统调试
• 第五章总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录一 攻读硕士学位期间完成科研项目
• 附录二 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 附录三 全国各大城市天线对星参数表