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硬件設(shè)計(jì)上包括主控模塊，電調(diào)，無(wú)線遙控接收器，超聲波模塊和Ewm3080 wifi模塊等。硬件框圖如下圖1所示

                                                 圖1

      主控模塊采用的是大賽提供的Stm32F401-Nucleo開發(fā)板,如圖2所示。其具有以下優(yōu)勢(shì)：

1. STM32F401RET6微控制器，基于ARM Cortex-M4處理器，帶DSP，最高支持84MHz主頻

2. 支持Arduino UNO R3 Shield擴(kuò)展板，微控制器所有IO口引腳通過(guò)排針座引出

3. ST-LINK/V2-1調(diào)試器，支持對(duì)外部微控制器調(diào)試

4. 3個(gè)LED：一個(gè)USB通訊LED、一個(gè)電源LED、一個(gè)用戶LED；兩個(gè)機(jī)械按鍵：復(fù)位、用戶

5. USB接口的3個(gè)不同功能：虛擬串口、容量存儲(chǔ)、調(diào)試接口

6. 3種不同供電方式：mini USB接口供電、IO引腳用電、通過(guò)Arduino UNO R3 Shield接口供電

7. 支持Keil、IAR、embed在線IDE的設(shè)計(jì)工具

  STM32F401 Nucleo開發(fā)板包含了STM32F系列板卡慣有的機(jī)械按鍵、LED指示燈、mini USB調(diào)試接口，眾多IO口外設(shè)通過(guò)排針座引出等功能，除此之外，也有與眾不同之處，如兼容Arduino Shield接口，并且可以通過(guò)Arduino Shield擴(kuò)展接口給板卡供電，板卡搭載STM32F401RET6核心微控制器，基于32位的高性能ARM Cortex-M4處理器，帶FPU單元，最高能支持84MHz主頻。

                           圖2

   供電系統(tǒng)分為12V轉(zhuǎn)5V，12V轉(zhuǎn)3.3V，皆采用開關(guān)電源進(jìn)行穩(wěn)壓給各項(xiàng)子功能電路使用，如圖3所示

                                                                               圖3

   EMW3080模塊是單3.3V供電的、集成Wi-Fi和Cortex-M4F MCU的嵌入式Wi-Fi模塊，最高支持133M主頻和256K RAM，強(qiáng)大的浮點(diǎn)運(yùn)算，為客戶固件的完整性、合法性，以及與云端通信的安全性提供硬件加密保障，如圖4所示 

                            圖4

軟件使用了MDK4.74平臺(tái)對(duì)STM32F207進(jìn)行開發(fā)和代碼編譯下載，手機(jī)使用APP與WIFI模塊進(jìn)行通信，相關(guān)文檔資料和程序代碼會(huì)以附錄的形式上傳。

在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)不同的姿態(tài)解算，數(shù)據(jù)融合方法對(duì)飛行器的穩(wěn)定性的影響很大，我們使用了Mahony四元數(shù)解算。四軸姿態(tài)的表示可以用歐拉角，也可以用四元數(shù)。姿態(tài)檢測(cè)算法作用就是將加速度計(jì)、陀螺儀，磁力計(jì)的測(cè)量值解算成姿態(tài)，進(jìn)而作為系統(tǒng)的反饋量。在獲取傳感器值之前需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，濾波算法主要是將獲取到的陀螺儀和加速度計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪聲及融合，得出正確的角度數(shù)據(jù)（歐拉角或四元數(shù)），主要采用互補(bǔ)濾波或者卡爾曼濾波。