云台跟踪控制器
1、主要功能
云台跟踪控制器（简称控制器）是一种能够控制普通监控云台使其在移动过程中始终对准固定目标点的电子装置。
2、控制器组成
云台跟踪控制器由电子指南针模块、GPS模块、和嵌入式计算机模块等组成，且控制器中事先存放被跟踪的一个或多个已知位置目标点的经纬度数据。
3、工作原理
控制器与云台之间通过RS485接口连接，实际使用时，云台和控制器一起被安装在汽车、轮船等运动物体上。当汽车、轮船行驶时，控制器根据目标和云台之间的相对位置计算出云台到目标点的方位角，并与电子指南针的读数比较，根据差值向云台发出上、下、左、右转动命令，使云台始终指向事先设定的目标点。
4、技术指标
（1）云台转角范围：±175度
（2）定位精度：±3度
（3）响应时间：<10秒
（4）云台载重：>10kg
5、应用领域
该产品特别适用于专用宽带移动通信系统（无线图像通讯和车载应急通信系统），把通信终端的定向天线安装在云台上，由控制器自动转动云台使天线始终指向中心站方向，以提高应急反应速度，保证通信质量。
二自由度简易云台增稳控制系统设计 项目简介：本课题要求学生在查阅相关资料的基础上，利用单片机、IMU姿态测量元件、舵机等设备搭建二自由度增稳控制平台，设计姿态数据的读取程序，设计舵机的控制程序，设计增稳平台的机械结构，对所设计的程序进行调试，实现云台的增稳控制。 项目方案： 本课题分以下步骤展开研究： 2014年4月~ 2014年10月 收集有单片机接口程序设计方面的资料，学习相关理论知识； 2014年11月~2014年12月 学习MWC飞行控制板的程序设计技术； 2015年1月~2015年4月 设计板载姿态传感器数据读取； 2015年5月~ 2015年8月 设计舵机控制程序和平台机械结构，测试平台增稳性能； 2015年9月~2015年10月 撰写研究报告、结题，项目鉴定。 本项目主要使用MWC飞行控制板和舵机实现二自由度平台的增稳控制 预期成果： 本项目要求完成如下成果： 设计并实现二自由度增稳平台的软、硬件系统，搭建增稳平台的机械结构，完成系统的负载测试。完成研究报告一份。 二自由度云台概述: 云台是一种安装、固定摄像装置的支撑设备，用于摄像装置与支撑物的联结。其英文名称为Pan-Tilt(简称PT),即可以在水平方向和俯仰方向旋转的机械装置。主要用于安装监控、动态摄像等需要进行运动图像（视频）捕捉的场合或环境，使采集方式更直接方便；在需要摇摆和摆动的机构中，如机械臂等，也利用云台来实现可接触范围的延伸和扩展。 根据云台的回转特点可以分为只能左右旋转的水平旋转平台和既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台，即二自由度（2-Degree of Freedom）云台，简称2-DOF云台。 增稳的意义： 比如飞行器在飞行过程中，由于自身的抖动以及外界因素对它的影响，它的姿态不断变化，装在上面的图像采集装置一起变化，导致图像的不稳定。如果采用反馈控制原理，先测量姿态变化，再传输到控制装置（舵机），达到稳像的目的。将一个二自由度的稳像平台与遥控直升机恰当地结合在一起，实现了在飞行过程中跟踪目标稳定图像，保持图像质量的功能。
揭秘智能控制云台主控与驱动电路—电路图天天读（170） 云台一般分两类，一类是做高速运转的球形摄像机，价格昂贵；另一类是以两个交流或直流电机组成的安装平台，通过控制系统在远端可以控制其水平和垂直方向的转动，实现全方位监控，这样的云台控制起来费时费力，不节能。为此，在做一定的市场调研后，结合已有技术设计出一款基于单片机智能控制的云台。该云台能根据设防区域内安装的多个传感器采集的信息去控制由步进电机组成的云台转动，只要入侵者进入设防区域云台就工作，人移动超过一定的距离，电机就转带动摄像头转动，始终保持人在监控摄像头的视角范围中心区域。整个工作过程全智能化，无需人操作，且步进电机易于控制转动度数，转动精确，可实现全方位准确监控摄像，使用方便节能。 系统组成 该智能控制云台系统主要由人体红外传感器、主控芯片、驱动电路、四相步进电机组成，框图如图1所示。在该系统中，多个传感器以云台为中心组成多点信号监测电路，采集云台四周（设计为八个方向，每个方向为45°的扇形区域）的多点数据，输入主控芯片进行数据计算处理，主控芯
片再输出一定数量的脉冲给步进电机驱动电路，从而驱动步进电机带动摄像头转动一定的角度，实现全方位自动追踪监控。 主控芯片与驱动电路 AT89C52是Atmel公司生产的低电压，高性能CMOS 微处理器，片内带8 KB的可反复擦写只读程序存储器，共有4个八位I／O接口，功能强大。L298N(＄2.1300)是SGS 半导体公司生产的步进电机专用控制芯片，能产生四相控制信号，输出功率强，可用于控制两相、三相和四相步进电机，易于与单片机结合，实现单片机控制。 设计中以AT89C52为主控芯片，在软件的配合下用P0，P1口作为传感器信号输入口，扫描多点（设计为16点，也可视具体情况扩展）红外传感器的监测信息，信息经运算处理后，通过P2口输出脉冲给L298N组成的电机驱动电路来驱动电机转动一定的角度，从而带动云台上的摄像头转动一定角度（水平方向为45°的倍数，最小45°，最大315°；竖直方向为15°的倍数，最小15°，最大75°，可通过软
本技术提供一种云台控制装置，采用ARM9架构的高性能S3C2410嵌入式控制器为核心结合WIFI无线通信等技术进行设计，由嵌入式应用电路(1)、WIFI无线通信芯片(2)、液晶触摸屏模块(3)、GPRS模块(4)、单片机控制器(5)、WIFI无线通信芯片(6)、步进电机模块(7)、振动检测模块(8)共同组成，通过液晶触摸屏虚拟出云台上、下、左、右调节四个功能键，使用WIFI无线通信芯片实现云台控制指令传输；根据云台控制指令驱动步进电机转动从而实现云台上、下、左、右调节；当检测到振动信号将通过GPRS模块向管理者手机报警；装置具有实用性强、操控简单、功能强大等显著特点。 技术要求
1.一种云台控制装置，由嵌入式应用电路(1)、WIFI无线通信芯片(2)、液晶触摸屏模块(3)、GPRS模块(4)、单片机控制器(5)、WIFI无线通信芯片(6)、步进电机模块(7)、振动检测模块(8)共同组成，其特征在于：a).由S3C2410嵌入式控制器、两片K4X1G163PC-FGC6存储器接成2Gb容量的SDRAM、一片K9GAG08U0E-S存储器接成16Gb容量的NAND Flash 构成嵌入式应用电路(1)，由88W8686芯片构成WIFI无线通信芯片(2)，由AT070TN83V1模块构成液晶触摸屏模块(3)，由M23模块构成GPRS模块(4)，由AT89S51单片机构成单片机控制器(5)，由88W8686芯片构成WIFI无线通信芯片(6)，由两块THB6128步进电机驱动芯片、两个42BYGHW609步进电机构成步进电机模块(7)，由MMA7660FC模块构成振动检测模块(8)；b).S3C2410嵌入式控制器的LCD控制接口、数据接口分别接AT070TN83V1模块的控制端口、数据端口，虚拟出云台上、下、左、右调节四个功能键；c).S3C2410嵌入式控制器的MISO、MOSI、CLK、ENT2、NSS0端口分别接WIFI无线通信芯片(2)的SDO、SDI、CLK、SINTN、CS端口，AT89S51单片机构的RXD、TXD、T1、/INT0、P1.0端口分别接WIFI无线通信芯片(6)的SDO、SDI、CLK、SINTN、CS端口，实现指令传输；d).AT89S51单片机的P 2.0-P2.7端口接两块THB6128步进电机驱动芯片的输入端口，两块THB6128步进电机驱动芯片的输出端口驱动两个42BYGHW609步进电机，实现云台上、下、左、右调节；e).AT89S51单片机构的/INT1端口接MMA7660FC模块的第五端口，实现振动信号检测，S3C2410嵌入式控制器的RXD1、TXD1端口分别接M23模块的TXD、RXD端口，当检测到振动信号将通过M23模块向管理者手机报警。 技术说明书 一种云台控制装置 技术领域 本技术涉及嵌入式控制器技术、WIFI无线通信技术、GPRS技术、液晶触摸屏技术、单片机控制器技术、步进电机控制技术、振动检测技术，尤其是一种云台控制装置。 背景技术
注意事项 ●使用前必须认真阅读此说明书。 ●使用时请注意球云台解码器一体机内解码板上电压标识； ●请按标称参数使用外围设备，切勿超标使用； ●不得擅自更改球云台解码器一体机内部设计，否则后果自负。 ●不要让室内的云台设备暴露在雨中或潮湿处。 ●不要将任何杂物放在球罩里，这可能导致短路。 ●不要让云台承受重击或振荡。 ●避免将设备安装在有易燃易爆气体或腐蚀性气体存在的场所。※注：本系统性能更改恕不另行通知。
球云台&球云台解码器一体机 使用说明 第一部分球云台使用说明 一、型号 DQ-16××（W）（H）；DQ-18××（W）（H） （××用来表示云台尺寸，有W表示是全球，无W表示是半球（吸顶式安装的云台），有H表示是室内型，无H表示是室外型。如：DQ－1807H表示7”室内型半球球云台，DQ-1614W为14”室外型全球球云台。） 二、特点 ●球云台为全天候环境设计，从7”到14”规格齐全，满足客户的不同需求。 ●不漏水。结构设计上采用了云台内外同时密封结构，克服了施工中安装不到位造成的云台漏水现象。 ●金属机芯，精度高、不变形、耐磨损、抗老化，运转平稳、寿命高。 ●机芯拆装可在现场实现。 ●摄像机安装快捷、方便，不损坏云台。 ●云台控制电路与解码器电路做成了一体，连线少，故障率低。 ●本云台的开关均采用5A的进口开关，其连续工作寿命达到1000万次以上。 ●永磁自锁电机，力矩大、温升低、不退磁、寿命高。 ●塑包钢支架既防锈又可使支架与云台色泽一致，美观大方。 ●球罩为不变形亚加力球罩，透光率高、不失真。直接密封，无灰尘进入 ●选用进口永磁自锁电机，力矩大、温升低、不退磁、寿命高，平稳、可靠。 ●风冷和加热功能使云台可以自动调节内部温度，适应更多恶劣环境。（可选）三、功能 ●云台上、下、左、右、自动动作； ●球罩保护镜头不受外界环境伤害； ●风冷和加热功能。（此功能可选） 四、技术指标（见下页） 五、云台连接标志（见下页）
目录 摘要...................................................................................................................................................... I ABSTRACT.......................................................................................................................................... I 第1章引言 (1) 1.1 智能航拍云台 (1) 1.2 单片机 (2) 1.3 姿态检测模块 (2) 1.3 本设计完成的任务 (2) 第2章云台 (3) 2.1 云台概述 (3) 2.1.1 云台部结构 (3) 2.1.2云台的性能指标 (3) 2.1.3云台电机 (5) 2.2 步进电机 (6) 2.2.1步进电机的工作原理 (6) 2.2.2 步进电机主要技术指标 (8) 第3章总体方案 (10) 3.1云台控制系统简析 (10) 3.2控制系统实现 (10) 第4章系统硬件设计 (12) 4.1 AT89C52单片机简介 (12)
4.1.1 AT89C52 (12) 4.1.2 AT89C52各引脚功能 (13) 4.1.3 AT89C52串口通信 (15) 4.1.4 AT89C52中断系统 (16) 4.2 单片机系统 (18) 4.2.1 复位电路 (18) 4.2.2 时钟电路 (18) 4.2.3 电源电路 (19) 4.3 ULN2003A驱动电路 (19) 4.4 RS485总线设计 (21) 4.4.1 RS-232/RS-485电平转换电路 (21) 4.4.2 RS-485终端单片机接口电路 (22) 4.5 键盘 (23) 第5章软件基础 (25) 5.1 C语言简介 (25) 5.2 Keil 编译器 (25) 5.2.1 Keil 8051 C编译器简介 (25) 5.2.2 如何使用Keil软件开发 (26) 5.3 Proteus仿真软件 (31) 5.4 MSComm控件 (37) 5.4.1 基于VC的MSComm控件串口编程基本步骤 (38) 5.4.2 MSComm控件属性 (38)
飞艇智能云台概述 云台是实现目标物体姿态控制的装置，按轴数分为双轴云台和三轴云台；按控制类型分为手控云台和自控云台；按控制原理方式分为数控云台、舵控云台、传感器自控云台等类型。云台基本工作原理：发送指令信号——电机按指令转动——目标物体实现姿态调整。指令信号是人为手动控制，还是让传感器（或编制的程序）自动控制，其传输方式是有线还是无线，执行调整的是大功率电机还是小功率电机，是精密控制的伺服电机、步进电机还是普通交流、直流电机，不同指标组合产生不同类型的云台，也可以说是云台的主要区别。智能云台就是实施自动控制的云台。 空中航拍、空中摄影、空中巡航监控以及系留空中平台，大多数必须使用云台控制其方向，由于遥控飞艇属无人飞行器，其云台只能使用无线遥控方式，而系留空中平台的云台既可使用有线也可使用无线方式传输，对于航拍航摄而言，不但要求能控制摄象机或照相机的方向，同时还应具备控制镜头变焦和相机快门功能。不同作业需要不同性能指标要求的云台，由于该类云台属于特种专业设备，目前，国内市场尚无定型此类云台供用户选择。为此，我公司专业研制了以下几种云台，供用户选择使用. 1、航拍数控云台（HY-SKYT) 无线数控云台是指用数字信号传输指令而实现云台动作的云台，其传输方式可使用有线或无线，使用无线方式传输距离主要取决于指令电台功率的大小，该类云台一般为两轴（方向和俯仰，特殊需要也可制作成三轴），手动控制的指令信号以编码方式发出，该指令码通过有线信号线或指令电台传输至接收解码器，解码器解码后控制电机执行，从而完成云台动作。 主要部件 1、云台支架：我公司可根据需要设计云台支架，尺寸可大可小，外形小到仅有10厘米的民用数码相机，大到可安装一米以上的大型设备；定型航拍云台的载荷重量在5-10公斤，而特殊定制的云台载荷重量可达数百公斤以上。 2、云台解码器：其作用是识别指令信号，将指令信号解码后为执行电机提供动作信号。 3、地面控制器：我公司有两种地面控制器供用户选择，一种为键盘控制器（如图所示），拨动摇杆便可控制云台上下左右动作，7寸液晶显示器显示实时视频；另一种为计算机控制器，用户可在普通电脑或笔记本电脑上，安装专用软件实现云台地面控制，电脑不但可显示实时视频，还可将视频信号自动保存在电脑硬盘；同时还具备网络传输控制功能。 4、指令电台：HYZLDT-1(距离1km) HYZLDT-2(距离5km) HYZLDT-3(距离10km) HYZLDT-4(距离60km) 5、视频电台：HYSPDT-1(距离1km) HYSPDT-2(距离5km) HYSPDT-3(距离5km ——10km广播电视级) 技术参数 1、水平方向0—360度，俯仰0—正负90度。 2、角度误差：≤1度（采用步进电机的角度误差≤0.5度）。 3、外形尺寸：常规云台14cm*12cm*20cm(长*宽*高），特制云台尺寸可根据用户需要定制。 4、载荷重量：常规云台5-10公斤，特制云台≥数百公斤。 5、自重：常规云台1.5公斤，特制云台重量根据尺寸大小确定。 6、轴数及控制方式：两轴手动控制。 7、传输距离：有线传输——无限远，无线电台传输——≤60km，3G无线网络传输——无限远。 说明：以上设备不同组合产生不同性能参数的云台。 2、航拍舵控云台（HY-DKYT) 航拍舵控云台是指使用遥控飞艇的遥控器控制的无线云台，其传输方式只能是无线，遥控器发出控制信号，飞艇接收机接收信号后控制舵机工作而实现动作控制的云台，该类云台一般为两轴（方向和俯仰，特殊需要也可制作成三轴），由于信号传输受飞艇遥控器传输距离限制，一般只能在1.5公里内实施云台控制。 主要部件 1、云台支架：与以上航拍数控云台相同，同尺寸可大可小，载荷重量一般在5公斤（特殊定制的舵控云台载荷重量同样可达数百公斤以上）。
这是安防摄像监控系统中一种简单而价廉的手动/自动全方位云台、镜头控制器，测绘电路图如附图所示，供参考。 一、电路原理 1.云台控制一般全方位云台机构内，有两对带动摄像头上下左右扫视的双向交流电动机，电机电源多为AC24V。而每对双向电机由两只旋转方向相反的爪极式交流电机（图中M1、Mr或M2,M2，）组合成一体的同轴双向电机。 市电经T降压为24V（12Vx2），给云台机构供电。当S2置于“手动”挡时，分别按下S6或S7，云台将向左或右旋转0°－355°；而分别按下SS或S9，云台将向上或向下转动0°-90°（切不可同时按下S6,S7或S8,S9）。无论水平或上下转动，当旋转到尽头时，相应的限位开关SY1-SY4将被触碰而断开切断电源，停止旋转。此时必须按动相反方向旋转的开关，才能继续工作。 当S2置于“自动”挡时，由自动换向控制机构，进行水平左右自动换向，完成左右往返转动。但上下转动仍由手动控制。 2.镜头控制该型控制器经S3,S4,S5分别对镜头内的光圈、聚焦和变焦动作电机进行控制。AC 12V x2经D1-D4整流，C2滤波，又由LM317和LM337分别输出正负6V左右（4-7V)的稳定可调电压。RPI、RP1'为输出电压同步调节电位器，以调节控制镜头动作的速度。 二、故障检修 1.开机后将S3置于“开”位置，但镜头光圈打不开，屏幕一片漆黑。 由于屏幕一片漆黑，所以无论操作云台机构或镜头控制，都不能知晓其他功能是否正常。该故障主要有两种可能，一是三可变镜头的光圈调节机构或电机失常；二是控制器有故云台在室外高处，不易检修，故先打开控制器检查。测S3接触良好，测C3对地无6V电压，查C2对地有一18V左右电压（正常），疑为LM337坏。欲更换时发现因其引脚弯折得不规范，使③脚脱焊。将其焊下，清理调整后焊妥，加电后输出为正常的5V电压，故障排除。
二自由度简易云台增稳控制系统设计 工程简介：本课题要求学生在查阅相关资料的基础上，利用单片机、IMU姿态测量元件、舵机等设备搭建二自由度增稳控制平台，设计姿态数据的读取程序，设计舵机的控制程序，设计增稳平台的机械结构，对所设计的程序进行调试，实现云台的增稳控制. 工程方案： 本课题分以下步骤展开研究： 2014年4月~ 2014年10月 收集有单片机接口程序设计方面的资料，学习相关理论知识； 2014年11月~2014年12月 学习MWC飞行控制板的程序设计技术； 2015年1月~2015年4月 设计板载姿态传感器数据读取； 2015年5月~ 2015年8月 设计舵机控制程序和平台机械结构，测试平台增稳性能； 2015年9月~2015年10月 撰写研究报告、结题，工程鉴定. 本工程主要使用MWC飞行控制板和舵机实现二自由度平台的增稳控制 预期成果： 本工程要求完成如下成果： 设计并实现二自由度增稳平台的软、硬件系统，搭建增稳平台的机械结构，完成系统的负载测试.完成研究报告一份. 二自由度云台概述: 云台是一种安装、固定摄像装置的支撑设备，用于摄像装置与支撑物的联结.其英文名称为Pan-Tilt(简称PT),即可以在水平方向和俯仰方向旋转的机械装置.主要用于安装监控、动态摄像等需要进行运动图像（视频）捕捉的场合或环境，使采集方式更直接方便；在需要摇摆和摆动的机构中，如机械臂等，也利用云台来实现可接触范围的延伸和扩展. 根据云台的回转特点可以分为只能左右旋转的水平旋转平台和既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台，即二自由度（2-Degree of Freedom）云台，简称2-DOF云台. 增稳的意义： 比如飞行器在飞行过程中，由于自身的抖动以及外界因素对它的影响，它的姿态不断变化，装在上面的图像采集装置一起变化，导致图像的不稳定.如果采用反馈控制原理，先测量姿态变化，再传输到控制装置（舵机），达到稳像的目的.将一个二自由度的稳像平台与遥控直升机恰当地结合在一起，实现了在飞行过程中跟踪目标稳定图像，保持图像质量的
云台控制设置说明 目录 1.云台设置 (2) 2. 云台操作 (2) 2.1云台配置的【预置点】设置： (4) 2.2云台配置的【点间巡航】设置： (4) 2.3云台配置的【巡迹】设置： (5) 2.4云台配置的【线扫边界】设置： (5)
1.云台设置 在DVR的用户界面依次打开【主菜单】->【外设管理】->【云台配置】，就进入了云台设置界面，如图1所示： 图1 【通道】：选择DVR的通道号； 【协议】：选择云台协议； 【地址】：选择对应通道球机的地址位； 【波特率】：选择对应通道球机的波特率； 【数据位】、【停止位】、【校验】可遵从默认设置。 2.云台操作 在DVR的通道界面，右键，选择【云台控制】，如图2所示：
图2 弹出的云台控制界面如图3所示： 图3 在相应通道上右键选择云台控制功能即可激活相应通道的云台控制窗口； 可通过【页面切换】来实现如下三个界面的切换： 界面1 界面2 界面3
界面1：基本控制界面，包括方向和镜头的控制，并可通过【设置】按钮激活预置点、点间巡航、寻迹、先扫边界，如图4所示： 图4 界面2和界面3：扩展控制界面，包括对预置点、巡迹、点间巡航、线扫、水平旋转、翻转、复位及辅助灯光开关的控制功能； 2.1云台配置的【预置点】设置： 预置点设置可以记录下某一时刻云台的位置，并为该位置赋予一个编号，我们可以通过调用该编号来恢复云台那个时刻的位置，配置界面如下图所示（步骤从左往右）： 2.2云台配置的【点间巡航】设置： 可以将若干个预置点编成一个组，然后赋予该组一个编号，我们可以通过调用该编号来逐个循环的调用该组内设置的预置点，配置界面如下图所示（步骤从左往右）：
无刷云台控制器简明使用指南 k e r n e l3 2. t a o b a o .c o m
使用和安全须知 感谢您选用本店出品的无刷云台控制器。 本控制器是根据德国开源无刷云台项目提供图纸制作，使用的也是开源的代码，项目链接https://www.doczj.com/doc/b98127642.html,/p/brushless-gimbal/。 目前提供的硬件版本为V1.1版，烧录的固件版本号为V044，玩家可根据需要自行上项目网站下载更新固件。 目 录 1、控制器及配件 P3 2、控制器接线图 P3 3、调参工具介绍 P4 4、编译烧录固件 P6 4.1 arduino 编译器设置 P6 4.2固件修改 P9 小贴士： 控制连接计算机调参和烧录固件，需要连接电池，不然仅靠USB 供电不足。 目前比较稳定的固件是V004版本，建议不着急升级。 k e r n e l 32. t a o b a o . c o m
1、控制器及配件。 本店出售的控制包含主控、传感器、传感器连接线。主控和传感器接口使用XH2.54插座，配套XH2.54 4P转5P线。 2.控制器接线图。 电源输入可以支持最大4S电池，手动俯仰控制接A1，手动横滚控制接A2，上方的2组3P 针脚分别接2个电机的三相线。（4S下电机发热严重，慎用） k e r n e l3 2. t a o b a o .c o m
3.调参工具介绍。 目前店主根据需要汉化了3个调参工具，所有程序均可在QQ群236284685的群共享内下载。下图为第三方调参工具，支持V044以上固件。“定义”模块是用来修改固件源码definitions.h 文件中有关电机的配置参数，修改保存后需要重刷固件方能生效。其中“默认Adress”需修改为LOW，电机才能正常工作（后面关于代码修改也是改这个参数）。 下图为汉化后的官方调参工具，支持到V044固件。 k e r n e l3 2. t a o b a o .c o m
摘要 近年来，视频监控得到了迅速发展，其应用范围越来越广。为扩大监控范围，改善监控视野，可以借助于云台，即把摄像机装在云台上，通过云台转动带动摄像机旋转，同时可以控制摄像机镜头的参数。云台在监控系统中起着关键的作用，它直接反映监控系统的监控指标。 本文设计了一种基于AT89C52单片机的电动云台控制器。该控制器能够接收控制台的控制命令，控制云台的垂直运动和水平运动，以及摄像机的聚焦/散焦，变倍近远、光圈变力小，以调整摄像机的视野. 本文在介绍课题的应用背景的基础上，重点分析了云台所具备的功能，并针对这些功能提出了本设计的实现方案。在软件程序设计中，简要介绍了串行通讯的基本知识和详细说明了应用于云台中的通讯协议PELCO-D和PELCO-P等协议，并在此基础上设计了各部分的软件流程图。最后阐述了本设计所采用的有关软件可靠性方面的措施。 通过调试、系统的实际运行，验证了本设计运行稳定，实现了云台的上下左右旋转，实现了对镜头聚焦、变倍、光圈的控制。达到了预期的应用目标。 关键词：云台，协议,监控系统，解码器
ABSTRASCT In recent years, the development of video surveillance is rapid, the range of applications become wide. In order to expand the scope of monitoring and improve the monitoring of vision, The pan/tilt/zoom (PTZ) can be used, which means to put a camera on a PTZ and to control the PTZ camera rotating. At the same time, the parameters of the camera lens can be controlled. The PTZ play a key role in the monitoring system, it reflects the performance of monitoring system. In this paper, a controller for electric PTZ, which is based on microcomputer AT89C52 and applied in explosion-proof PTZ system, has been designed. It can receive commands from the controller, which control the PTZ motion, the camera, NEAR/FAR, TELE/WIDE, Close/Open. The parameters of the camera can be saved in memory. First of all, the background of the subject, the classification of PTZ and the development of PTZ Controller are introduced. The functions of PTZ are analyzed. A program for these functions is proposed. Secondly, the entire process in detail about software is described. In the process of software design, the basic concepts of serial communication and both the PELCO-D and PELCO-P protocol are introduced. The main software programs and subroutine are finished. Finally, the reliability design about software is described. Through the actual running of the system, it is proofed that the system runs stable. The PTZ rotating and the parameters of the camera lens and Preset function can be controlled. The goal of the expected is achieved. KEY WORDS: pan/tilt/zoom, protocol, monitoring system, decoder
分享无刷云台PID等参数说明以及调试教程 参数说明： P，I，D - PID控制器设置，单独为每个轴 P - 定义对干扰的响应。越大，反应速度越快。也可以 解释为“增益”传感器信号之前，它会被传递给电机.. 如何调整：这个值从零慢慢增加，直至稳定的质量变得好。 太高的值可能导致系统自激（可见增加振荡）。 重要！如果从主框架的振动被传递到摄像机平台，它们可能导致 简单的自我激励和不平衡。 在低频振荡的情况下，它们可以抑制通过增加D参数。 D的增加1 ..2个单位，如果将停止振荡 -你可能会进一步增加P。 D - 定义抑制反应。它有助于防止低频振荡，但过高 值可能会引入系统中的高频率的噪音的情况下，可能会增加 振动。尽量保持它尽可能接近零。 I - 定义反应的速度控制命令从接收器。值给出非常低 缓慢和平稳的操作员控制的反应，但也很缓慢的运动适当的地平线 位置误差大的情况下。高值让迅速移动相机和迅速返回到地平线，如有倾斜。Power–定义对每个电机的输出功率。设置从0到255，其中255 - 是最大的可用功率。 如何设置这个参数： 过高的话会导致电机过热 过低的话扭矩不够 如果已经调过PID，还想再加power的话需要调小PID Invert–定义了电机的旋转方向。这是非常重要的，选择正确的设置。那里 自动检测。要启动检测，设置P，I，D=0，设置功率 上述建议（或一般值设置为100）。级相机板水平（可能是不 精确的，因为磁场矢量是随机的位置），然后按下自动按钮（位于 附近设置反转）。在校准过程中，相机将在小角度倾斜。 N.POLES -定义每个电机的极数（磁铁）。此值大致在自动检测 上面描述的校准程序。如果检测到错误，手动：数一数 磁铁电机（一般是14级） RC min.angleRC max.angle - 定义范围从最小的到最大角度的摄像头 倾斜，从接收机控制。逆控制，只需设置一个值大于第二个。为 例如，如果你想从地平线（0度）倾斜相机直降90度， min.angle=0，max.angle= 90（或90 ..逆为0）。 INC.MODE - 遥控器的控制模式开关 LPF/SPD - 在绝对模式的情况下，它适用于接收信号的低通滤波器。数字越大是平滑的控制（但更多的延迟反应）。在增量模式下，它设置了 摄像机的旋转角速度。数字越大，旋转越快。 EXTERNALFC GAIN–飞控增稳输出，如果你作出可选连接飞行 控制器。这种连接方式有助于提高稳定质量。许多飞行控制器具有输出 相机横滚和俯仰轴万向节舵机。您应配置此输出约+-30度范围。 步骤：控制器应调整并接通电源。相机的稳定工作。按AUTO 按钮，然后慢慢倾斜直升机帧由每个轴的前方或后方约20～30度。重复此
监控基础---云台、变焦镜头、解码器、云镜控制的安装、调试 变倍镜头或变倍摄像机(一体机)，可以实现焦距、光圈、远近的监控画面变化;云台可以实现左右、上下、自动等监控位置变化;解码器可以把变倍镜头(或一体机)、云台、报警信号等控制信号与主机之间进行双线互相传输; 以前和现在我们使用云镜控制器进行操作，除了简单的操作方法外，大量的电缆消耗、布线的复杂性、不能异地控制等缺点，使得现在的监控工程基本抛弃了云镜控制器的使用，95%以上的工程使用解码器(板)技术实现云镜控制，布线简单、操控方便、容易维护。但是，对于出入行的新手而言，面对几十、几百甚至上千个接线端，确实有点头大。我们现在对一组普通的设备的安装接线方法进行讲解，希望能对大家有所帮助。 调整主机、加电测试 将485控制器的连接线接入主机的COM1或COM2口，调整主机的相关参数，全部安装完毕后，再次检查接线端口和电源、电压，确认无误后，给解码器加电测试，以下的设置以MC-9908软件为例： 选择摄像机的控制端口： 第一步：把变倍镜头或一体机、云台的电缆接入解码器(不可带电操作!!!)：参照镜头或一体机、云台的说明书、标签，对照解码器的接线图，仔细准确地把所有电缆接入解码器的接线端子，两者的接口必须完全对应连接。注意：线头根据接线端子的尺寸做到芯线与接线柱接触良好、牢固，芯线不外露。做好在安装前先把以上设备检测后再实际安装。(以经济型解码器为例) 。 第二步：接出摄像机电源、云台电源、设定地址码和波特率开关： 根据镜头或摄像机、云台的要求，从解码器的电源输出端接出摄像机电源并
调整云台的电源，并根据主机的设定或压缩卡的设定，调整好地址码和波特率。接入220V电源线。最后接出485控制线：正负极必须完全对应。 调整主机、加电测试 将485控制器的连接线接入主机的COM1或COM2口，调整主机的相关参数，全部安装完毕后，再次检查接线端口和电源、电压，确认无误后，给解码器加电测试，以下的设置以MC-9908软件为例： 选择摄像机的控制端口： 变倍镜头或变倍摄像机(一体机)，可以实现焦距、光圈、远近的监控画面变化;云台可以实现左右、上下、自动等监控位置变化;解码器可以把变倍镜头(或一体机)、云台、报警信号等控制信号与主机之间进行双线互相传输; 以前和现在我们使用云镜控制器进行操作，除了简单的操作方法外，大量的电缆消耗、布线的复杂性、不能异地控制等缺点，使得现在的监控工程基本抛弃了云镜控制器的使用，95%以上的工程使用解码器(板)技术实现云镜控制，布线简单、操控方便、容易维护。但是，对于出入行的新手而言，面对几十、几百甚至上千个接线端，确实有点头大。我们现在对一组普通的设备的安装接线方法进行讲解，希望能对大家有所帮助。
云台的安装方法 变倍镜头或变倍摄像机(一体机)，可以实现焦距、光圈、远近的监控画面变化;云台可以实现左右、上下、自动等监控位置变化;解码器可以把变倍镜头(或一体机)、云台、报警信号等控制信号与主机之间进行双线互相传输; 以前和现在我们使用云镜控制器进行操作，除了简单的操作方法外，大量的电缆消耗、布线的复杂性、不能异地控制等缺点，使得现在的监控工程基本抛弃了云镜控制器的使用，95%以上的工程使用解码器(板)技术实现云镜控制，布线简单、操控方便、容易维护。但是，对于出入行的新手而言，面对几十、几百甚至上千个接线端，确实有点头大。我们现在对一组普通的设备的安装接线方法进行讲解，希望能对大家有所帮助。 调整主机、加电测试 将485控制器的连接线接入主机的COM1或COM2口，调整主机的相关参数，全部安装完毕后，再次检查接线端口和电源、电压，确认无误后，给解码器加电测试，以下的设置以8008软件为例： 选择摄像机的控制端口：
第一步：把变倍镜头或一体机、云台的电缆接入解码器(不可带电操作!!!)： 参照镜头或一体机、云台的说明书、标签，对照解码器的接线图，仔细准确地把所有电缆接入解码器的接线端子，两者的接口必须完全对应连接。注意：线头根据接线端子的尺寸做到芯线与接线柱接触良好、牢固，芯线不外露。做好在安装前先把以上设备检测后再实际安装。(以经济型解码器为例) 。 第二步：接出摄像机电源、云台电源、设定地址码和波特率开关： 根据镜头或摄像机、云台的要求，从解码器的电源输出端接出摄像机电源并调整云台的电源，并根据主机的设定或压缩卡的设定，调整好地址码和波特率。接入220V电源线。最后接出485控制线：正负极必须完全对应。 调整主机、加电测试 将485控制器的连接线接入主机的COM1或COM2口，调整主机的相关参数，全部安装完毕后，再次检查接线端口和电源、电压，确认无误后，给解码器加电测试，以下的设置以8008软件为例：
四川理工学院毕业设计（论文）基于单片机的云台控制系统设计 学生：李建 学号：06021040407 专业：电气工程及其自动化 班级：2006.4 指导教师：陈昌忠 四川理工学院自动化与电子信息学院 二零一零年六月
李建：基于单片机的云台控制系统设计 摘要 本论文在分析了云台结构和控制要求的基础上，设计了以AT89C52单片机为控制器的云台控制系统，同时通过RS-485总线的串口通信实现与PC机之间的通信。该控制系统由单片机控制模块、键盘模块、电机驱动模块、远程控制模块组成，并进行相应的软件设计、调试和仿真。 关键字: AT89C52；云台控制；步进电机；串口通信；仿真
四川理工学院本科毕业（设计）论文 ABSTRACT This paper design a Yuntai control system using AT89C52 MCU based on analysis of the Yuntai of the structure and it's control requirements. And the same time realize communication of computer through serial communication of RS-485 bus. MCU control module, keyboard module, motor driver module and remote control module comprise the control system. And complete the corresponding software design, testing and simulation. Key word: A T89C52; Yuntai control; Stepper motor; Simulation ;Serial communication
上海电力学院 本科毕业设计（论文） 题目：云台稳定性控制仿真 院系：自动化工程学院 专业年级：自动化（核电运行方向）2014届 学生姓名：乐瀚学号：20101500 指导教师：徐耀良 2014年6月11 日
【摘要】 最近几年来，随着计算机控制技术的发展，自动化技术在飞机驾驶中的应用在无人机飞上蓝天后，无人飞行器在军用领域，民用领域，以及工业领域，都受到了普遍关注，这也使得人们对无人飞行器的研究产生了浓厚的兴趣。 然而单纯的无人飞行器没有任何实际应用价值，当安装有探测监控设备的机载稳定平台后的无人飞行器就可以实现航拍，大地测量，民航定位，军事侦察等用途。如何使得无人机可以更多的更加智能化地执行某些特殊任务，如紧急搜救，精确制导，定向爆破，交通管制，反恐防暴等，这就需要无极飞行器可以对特定的目标进行智能跟踪，实时地传输目标信息，再由指挥人员指示下一步的操作。 云台是应用无人机侦查监控系统中不可缺少的配套设备之一，它与摄像机配套使用能达到扩大监视的目的，提高了摄像机的使用价值。本论文在分析了云台结构和控制要求的基础上，利用matlab对云台的转动以及调整进行了仿真实验，对云台的控制有了深入的说明研究。 关键词：无人机；云台；控制方法；PID控制器；解耦系统
【Abstract】 In recent years, with the development of the computer control technology, automation technology in the application of the plane driving after the uav flying in the blue sky, unmanned aerial vehicles in the field of military, civilian areas, as well as industrial applications, has received the widespread attention, it also makes people study of unmanned aerial vehicles produced the strong interest. However simple unmanned aerial vehicles do not have any practical application value, when the installation has to detect airborne stabilized platform of the monitoring device can realize the aerial of unmanned aerial vehicles (uavs) and geodesy, civil aviation, military reconnaissance and other purposes.How to make the uav can be more more intelligently to perform specific tasks, such as emergency rescue, precision-guided, directional blasting, traffic control, anti-terror work, etc., which requires the infinite aircraft can be smart to specific target tracking, target information real-time transmission, to the next operation directed by the commander. PTZ is application of a uav reconnaissance one of the indispensable equipment in the monitoring and control system, it with the camera can achieve the goal of expanding surveillance, to improve the use value of the camera.In this paper, the analysis of the PTZ, on the basis of structure and control requirements, PTZ rotation and adjust to make use of the matlab simulation experiment, an insight into the control of the PTZ research. Key words: unmanned aerial vehicles (uavs);PTZ.Control method;The PID controller.Decoupling system
2.4参数设置 2.4.1. 地址设置 调整地址时须打开云台前面盖，调整内部电路板的拨码开关SW1设置云台地址 地址拨码： SW1设定云台地址，地址范围0～255。从DIP-1到DIP-8相当于一个8位的二进制数。DIP-8为最高位，DIP-1为最低位。每一位的“ON”状态表示1，“OFF”状态表示0。 注：地址拨码需断电修改，否则云台不予识别。 2.4.2.协议和波特率设置 内部电路板的拨码开关SW2的DIP1、DIP2和DIP3设置云台协议和波特率，拨码开关SW2的DIP1和DIP2负责云台波特率的调节，DIP3负责云台协议的调节，每一位的“ON”状态表示1，“OFF”状态表示0。
2.4.3 巡航预置位设置 内部电路板的拨码开关SW2的DIP4设置云台巡航状态，当云台配合镜头正常使用巡航功能时DIP4拨到OFF状态，如果云台不接镜头单独测试巡航功能时DIP4拨到ON 状态。 单独测试云台时与镜头连接正常使用时 2.4.4误差选择位 内部电路板的拨码开关SW2的DIP5和DIP6用于云台水平方向误差微调，DIP7用于云台俯仰方向误差微调，一般云台出厂时已被设置成最佳效果，用户不需要重新设置。 2.4.5常用操作说明 后端控制方式主要有键盘与软件两种控制方式，但由于键盘、控制软件种类较多，统一性较差，此处只列举较常见控制功能，见下表： 或 或
或 或 或 或 2.4.6增强性功能（标准云台） ●辅助开关的打开与关闭 1、1+AUX+ON/OFF 调用/关闭1号辅助开关 2、2+AUZ+ON/OFF 调用/关闭2号辅助开关 ●巡航时间设置 1、100+SHOT+ON 设置巡航各点间停留时间为04秒； 2、101+SHOT+ON 设置巡航各点间停留时间为10秒； 3、102+SHOT+ON 设置巡航各点间停留时间为20秒； 4、103+SHOT+ON 设置巡航各点间停留时间为30秒； 5、104+SHOT+ON 设置巡航各点间停留时间为1min； 6、105+SHOT+ON 设置巡航各点间停留时间为2min； 7、106+SHOT+ON 设置巡航各点间停留时间为3min； 8、107+SHOT+ON 设置巡航各点间停留时间为4min； ●巡航调用 1、100+SHOT+ACK 打开第1条巡航线，调用1到10号预置位； ………… 2、107+SHOT+ACK 打开第8条巡航线，调用71到80号预置位； ●守望功能的实现 112+SHOT+ACK 打开自动归位功能，云台会在所有动作结束后在设定的时间自动调用1号预置位； 113+SHOT+ACK 关闭自动归位功能； ●守望功能时间的设定 81+SHOT+ON 设定自动归位时间1min； 82+SHOT+ON 设定自动归位时间2min； 83+SHOT+ON 设定自动归位时间5min； 84+SHOT+ON 设定自动归位时间10min； 85+SHOT+ON 设定自动归位时间15min； 86+SHOT+ON 设定自动归位时间20min； 87+SHOT+ON 设定自动归位时间30min；