一种飞行动物可视化控制系统设计

摘要

本文研究生物的运动控制问题，以无线通信和计算机技术为基础，结合生物神经研究成果，研制出一种可用于对飞行动物进行可视化运动控制的原型系统，实现对飞行动物运动方向的控制。运动控制的实现方法是通过外科手术把微电极植入与动物脑内与运动相关的神经位点，然后基于后台的飞行控制软件平台，通过GPRS的无线通信方式对微电极施加人工模拟的神经电刺激信号，从而实现了一种可用于对多个飞行动物六个运动方向（左、右、前、后、左前、右前）进行控制的远距离可视化遥控控制原型系统。　　论文详细描述了整个系统包括了前端控制终端和后台软件的设计架构。其中，控制终端（安装在动物身上）包括微处理器系统、无线通信模块、传感器单元以及神经刺激器单元，微处理器系统由主控制器STM32F103RCT6构成，无线通信模块采用GPRS网络，传感器单元包括气压计和GPS模块，神经刺激单元实现了恒流电刺激信号的产生，系统测试时其输出与微电极连接；后台软件包括基于C＃的服务器和客户端。控制终端与服务器的连接通过GPRS无线通信方式，使用TCP协议，服务器和客户端的连接也使用TCP协议。用户通过客户端界面选择指定动物对象，发出控制指令，经过服务器转发给控制终端，控制终端输出恒流电刺激信号，使飞行动物按照指定方向运动；同时控制终端的高度信息和GPS相关信息通过服务器转发到客户端界面进行动态显示。　　最后，论文描述了原形控制系统测试过程与数据，验证了人工模拟的恒流电刺激信号用于动物运动方向控制的可行性，并总结了课题研究中的不足，对下一步工作做了展望。本系统的设计思想可以应用到其它一些需要生物控制、恒流刺激、定位监控的场合。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 生物运动控制领域研究现状

1.3 主要工作及论文结构安排

2 飞行控制系统方案设计

2.1 系统设计目标与总体方案

2.2 系统性能指标与实现方案

2.3 本章小结

3 控制系统终端软硬件设计

3.1 控制终端硬件设计

3.2 控制终端软件设计

3.3 本章小结

4 控制系统服务器和客户端程序设计

4.1系统开发环境和工具

4.2服务器设计实现

4.3 客户端设计实现

4.4 本章小结

5 系统测试与总结

5.1 系统测试

5.2 总结与展望

参考文献

个人简历

在校期间发表的学术论文与项目经历

致谢