2.3 遥控管理单元的硬件设计

本文主要实现飞行器的自主跟踪功能，但是要真正实现完全无人控制的自主

跟踪较为困难，在移动物体较多的场景，必须人为选取跟踪目标，而且，在遇到

位置错误或意外情况时需要对飞行器的控制进行人为干预，保证飞行器自身和周

围事物的安全。所以本系统设计了实现上述功能的遥控管理单元。本单元除了完

成对无人机传输的图像进行转发和处理外，还拥有对无人机的最高控制权限，可

以在任何情况下人为接触飞行器自主跟踪飞行功能。

2.3.1 遥控管理单元主控模块的硬件设计

因为此部分要实现的功能、需要的芯片资源和对芯片处理能力的要求与飞行

器控制系统相似，除了需要外接 LCD 接口和用于数据存储的 SRAM 芯片外，无

太大区别，所以在此部分还是选用 STM32F4 系列 IO 口数目较多的 STM43F407

系列芯片做为系统的主控芯片。此部分的电路设计和飞行控制单元的主控模块的

硬件设计相似，在这里就不做过多赘述。遥控管理单元主控模块的原理图如图 2-8

所示。

主控单元模块主要负责接收四轴飞行的姿态、位置、以及其它飞行相关信息，

同时还要完成对目标跟踪单元通过 WiFi 模块传来的图像进行处理。在工作方式

上，该模块具有两种模式，一种是配合计算机，完成图像信息和飞行器信息的显

示和传输工作，另一种是独立自主的工作方式，将图像和飞行器信息实时显示在

模块自身 LCD 中，同时可以完成对飞行器的控制工作。

在手动操作模式下，用户可以通过遥控旋钮，实现对飞行器的人为控制。并

可以从主控单元外接的 LCD 上，读取飞行相关的姿态信息与状态，方便用户对

飞行器的管理。

即使 STM32F407 的 IO 口数目众多，也无法满足遥控管理单元的全部外围模

块的需求，所以在进行此模块的硬件设计时，将同样通信接口的传感器采用模块

化的设计方式，可以共用部分接口，节约了系统资源，提高了效率。

开发难度较大。珠海全志科技 A64 系列资料较少，只有零星文档可以参考，也主

要面向企业级用户。而瑞芯的 RK3399 对待个人开发者较为友好，有自己的开源

社区，个人开发者可以在上面获取相应的芯片资料、 bootloader 资料、片内外设

驱动以及操作系统移植的相关资料。对高校的个人开发人员是一个很好的选择。

RK3399 内部采用 -Big.Little 架构，其内部包含双核 Cortex-A72 和四核

Cortex-A53 架构，是一款高性能低能耗的高性能 64 位处理器。通常被应用于电

脑、个人移动设备和数字媒体处理设备上。

RK3399 和许多具有高性能的嵌入式设备一样，内部集成了 H.264/H.265/VP9

的 4K 高清视频单元、高性能的 JPEG 编码器和特殊图像处理单元。其内部还集

成了完全匹配 OpenCL 和 DirectX 11.1 的 3D 高性能 GPU 处理器。同时在外接芯

片内存和存储芯片部分， RK3399 配有高性能双通道的外部存储器接口，包括

DDR3/DDR3L/LPDDR3/LPDDR4 类型的内存芯片，能够保证外接大容量存储芯

片。并且其外围接口资源丰富，可以为应用提供灵活的支持。其芯片内部的资源

相当的丰富。通过查阅福州瑞芯公司的官方 Design_Guide 手册，可以得到不同应

用场景的芯片设计结构图，其中根据本文描述系统的特性与技术需求，选用手册

中的 Tablet Apllication Block Diagtam 作为系统基础设计范例，在其中进行相应的

改进与扩展。

在目标跟踪单元中用到的主要有 DDR3\EMMC\WIFI\USB\display panel\MIPI

CAMERA 等模块的硬件设计。 RK3399 采用 BGA 封装，芯片底部共有 828 个引

脚，所以不可能一一介绍，所以，在本文对该部分硬件系统的描述上，选取重要

部分单独描述。下面就按以上模块分别对该系统进行简单介绍。

 

 

 

 

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