🌱 植保无人机数据记录系统
30章 · 嵌入式Linux
友好 · 从入门到实战
01
课程导论
植保无人机数据记录的重要性 · 嵌入式Linux在无人机中的应用 · 课程目标与学习路径
02
嵌入式Linux开发环境搭建
交叉编译工具链安装 · TFTP/NFS服务配置 · 开发板与PC连接
03
Linux基础命令与Shell编程
文件操作命令 · 进程管理 · 简单的Shell脚本编写
04
植保无人机硬件架构
飞控、传感器（GPS、IMU、流量计）· 数传电台 · 执行机构
05
传感器数据采集基础
I2C/SPI/UART总线协议简介 · 在Linux下读取传感器数据
06
GPS数据解析
NMEA-0183协议 · GPGGA/GPRMC语句解析 · 经纬度与高度提取
07
IMU数据读取与姿态解算
加速度计、陀螺仪数据读取 · 四元数与欧拉角转换
08
流量计与药箱液位监测
脉冲信号采集 · 液位传感器ADC读取 · 流量计算
09
数据记录文件格式设计
CSV格式 · JSON格式 · 二进制格式的选择与对比
10
文件I/O操作与日志管理
fopen/fwrite/fclose · 日志轮转 · 文件系统挂载
11
时间戳管理
系统时间同步（NTP）· RTC驱动 · 高精度时间戳获取
12
多线程数据采集架构
pthread创建与管理 · 线程同步（互斥锁、条件变量）· 生产者-消费者模型
13
数据缓冲区设计
环形缓冲区（Ring Buffer）· 双缓冲机制 · 防止数据丢失
14
SD卡与Flash存储管理
FAT32/exFAT文件系统 · 坏块管理 · 掉电保护
15
数据压缩与传输
gzip/zlib压缩 · MQTT协议简介 · 4G模块数据上传
16
远程监控与地面站通信
MAVLink协议解析 · 心跳包与数据流 · QGroundControl对接
17
飞行状态机与数据触发记录
飞行阶段判断（起飞、喷洒、降落）· 条件触发记录
18
参数配置与校准
配置文件（.ini/.json）读写 · 传感器校准参数存储
19
系统监控与看门狗
CPU/内存监控 · 硬件看门狗 · 软件看门狗 · 异常重启机制
20
低功耗与电源管理
CPU调频 · 外设电源控制 · 休眠唤醒策略
21
数据安全与完整性校验
CRC32校验 · SHA256哈希 · 数据加密（AES）
22
固件升级与OTA
U-Boot引导 · rootfs更新 · 差分升级策略
23
调试与性能优化
gdb调试 · perf性能分析 · strace系统调用跟踪
24
单元测试与集成测试
CUnit框架 · 模拟传感器数据 · 自动化测试脚本
25
实战项目一：最小数据记录系统
GPS+IMU+SD卡 · 搭建最小记录系统
26
实战项目二：远程数据上传与地面站显示
实现远程数据上传 · 地面站显示
27
实战项目三：完整植保作业数据记录仪
含流量、液位、状态机 · 完整记录仪
28
常见问题与排错指南
传感器无数据 · 文件写入失败 · 系统死机
29
行业规范与法规
植保无人机作业标准 · 数据隐私与合规
30
课程总结与进阶方向
边缘计算 · AI病虫害识别 · 集群协同