聚丰项目 > 水下机器人无线充电装置
随着国家的海洋战略的提出与实施，海洋这片美丽而深邃的舞台等着我们去开拓。水下机器人是之中重要的一环。目前国内现有的的水下机器人主要应用于工业领域，从事相关产品制作的企业相对较少。某种程度来讲，“下五洋捉鳖”比“上九天揽月”更加困难。水下机器人的防水性能至关重要，多次有线充电后对水下机器人的外部接口防水性、密封性会有破坏，对水下机器人的结构性维护需要投入大量时间。IDT无线充电的应用对水下机器人的这些方面（结构密封、防水、维护）给予了极大帮助与改善，利于水下机器人行业的发展。（本项目采用的是IDT 15W无线充电开发套件）
：‖Lin...
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团队成员
谭聪林 学生
陈恒钊 学生
2.系统总体方案设计
2.1概述
该水下机器人无线充电装置基于意法半导体的stm32f103系列主控芯片，搭配esp8266-无线WIFI模块，以及OneNET云服务平台等。实现了水下机器人的无线充电充电时长的实时显示以及云端相关数据的监控。在充电装置的末端搭配了转压模块和TP4056电源模块板，对电池进行充电的同时加以保护。
2.2硬件总体设计
2.2.1处理器
采用ST公司的STM32系列芯片做为主控。本次为了完成本次的任务要求，我们所使用的是STM32F103C8T6。由ST厂商推出的STM32系列单片机，行业的朋友都知道，这是一款性价比超高的系列单片机，应该没有之一，功能及其强大。其基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M内核，同时具有一流的外设：1μs的双12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI等等，在功耗和集成度方面也有不俗的表现，当然和MSP430的功耗比起来是稍微逊色的一些，但这并不影响工程师们对它的热捧程度，由于其简单的结构和易用的工具再配合其强大的功能在行业中赫赫有名。
2.2.2无线充电
创新性地在水下机器人应用无线充电技术。通过简单地把移动设备放置在可用的充电台上进行无线充电可以为用户提供很大的易用性和便利。但是到目前为止，无线充电系统还依然属于新奇的售后市场项目，并没有作为常规适配器和电缆的替代方案而得到认真重视无线充电生态系统有两个技术途径：磁感应和磁共振。这两种技术的简单比较可以说明它们在应用中的主要区别：磁感应需要紧密耦合，在X/Y方向的位置偏差达到最小时可实现最高效率水平；而磁共振允许更大的空间自由度，但它无法实现基于磁感应技术的高峰值效率。
WPC已经公布了Qi低功率规范，它定义了功率发射器和接收器之间非接触式电能传输接口、相关的性能要求和一致性测试规范。所有携带Qi标识的设备都保证与WPC规范兼容，因此彼此之间可互操作。同样，满足PMA标准的设备也会有PMA的互操作性标识。无线充电标准不断发展强大的进一步标志是IEEE无线电源和充电系统工作组（Wireless Power and Charging Systems Working Group，WPCS-WG）的成立和IEEE P2100.1无线电源和充电系统标准规范（IEEE P2100.1 Standard Specifications for Wireless Power and Charging Systems）的制定。 IEEE P2100.1针对电源和负载设备创建了无线电源和充电规范。虽然IEEE P2100.1目前局限于使用磁感应耦合技术，将来也要考虑其它技术。
借助现在发展中的无线充电技术，我们所设计的水下机器人将会有很好的竞争力。
2.2.3 ESP8266-无线模块
ESP8266 模块，是在 ESP8266 芯片基础上，加上必要的晶振、电容、电阻、SPI Flash、WiFi 天线组成的一个最小 WiFi 系统，是市面流行的无线模块。通过ESP8266无线模块可以实现在WIFI网络环境中与云服务器的交互。
2.2.4 转压模块
目前无线充电接收板输出的电压还是不太稳定，所以加装LM2596电源模块对输出电压进行降压稳压处理。
2.2.5 TP4056电源保护模块
TP4056电源充电保护板是一款不错的电源保护充电板。电池过放保护电压为2.5V，电流过流保护电流为3A，适用于18650等聚合物锂电池的充放电保护，且小巧适合嵌入。
3.程序及通信方式设计
3.1程序设计流程图
3.2下位机通信方式
下位机的通信协议与ESP8266-无线模块采用UART协议。
UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。在嵌入式设计中，UART用来主机与辅助设备通信，如汽车音响与外接AP之间的通信，与PC机通信包括与监控调试器和其它器件，如EEPROM通信。
UART首先将接收到的并行数据转换成串行数据来传输。消息帧从一个低位起始位开始，后面是5~8个数据位，一个可用的奇偶位和一个或几个高位停止位。接 收器发现开始位时它就知道数据准备发送，并尝试与发送器时钟频率同步。如果选择了奇偶，UART就在数据位后面加上奇偶位。奇偶位可用来帮助错误校验。
在接收过程中，UART从消息帧中去掉起始位和结束位，对进来的字节进行奇偶校验，并将数据字节从串行转换成并行。UART也产生额外的信号来指示发送和接收的状态。例如，如果产生一个奇偶错误，UART就置位奇偶标志。
UART作为异步串口通信协议的一种，工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。
4云平台及安卓上位机
4. 功能简介
4.1无线充电
4.2桌面台灯
实际使用
（1.63 MB）下载
：‖Lin...： 及时发布！！！
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丹骗鸡： 挺实际的应用
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_e7d： 我想为你们打call，不能拒绝，嘻嘻
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丹骗鸡： 手机显示不出视频的话，视频链接：
http://v.youku.com/v_show/id_XMzExMTMzODg2MA==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1
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动心忍性1234： 您好我是无线电杂志的编辑，我们对您的项目十分感兴趣，请问您有兴趣投稿吗？成为我们的作者除稿费外还有其他优厚条件。敬请参与。投稿请联系QQ260534978.
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Grandit： 九折
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