硬件设计上包括主控模块，电调，无线遥控接收器，超声波模块和Ewm3080 wifi模块等。硬件框图如下图1所示

                                                 图1

      主控模块采用的是大赛提供的Stm32F401-Nucleo开发板,如图2所示。其具有以下优势：

1. STM32F401RET6微控制器，基于ARM Cortex-M4处理器，带DSP，最高支持84MHz主频

2. 支持Arduino UNO R3 Shield扩展板，微控制器所有IO口引脚通过排针座引出

3. ST-LINK/V2-1调试器，支持对外部微控制器调试

4. 3个LED：一个USB通讯LED、一个电源LED、一个用户LED；两个机械按键：复位、用户

5. USB接口的3个不同功能：虚拟串口、容量存储、调试接口

6. 3种不同供电方式：mini USB接口供电、IO引脚用电、通过Arduino UNO R3 Shield接口供电

7. 支持Keil、IAR、embed在线IDE的设计工具

  STM32F401 Nucleo开发板包含了STM32F系列板卡惯有的机械按键、LED指示灯、mini USB调试接口，众多IO口外设通过排针座引出等功能，除此之外，也有与众不同之处，如兼容Arduino Shield接口，并且可以通过Arduino Shield扩展接口给板卡供电，板卡搭载STM32F401RET6核心微控制器，基于32位的高性能ARM Cortex-M4处理器，带FPU单元，最高能支持84MHz主频。

                           图2

   供电系统分为12V转5V，12V转3.3V，皆采用开关电源进行稳压给各项子功能电路使用，如图3所示

                                                                               图3

   EMW3080模块是单3.3V供电的、集成Wi-Fi和Cortex-M4F MCU的嵌入式Wi-Fi模块，最高支持133M主频和256K RAM，强大的浮点运算，为客户固件的完整性、合法性，以及与云端通信的安全性提供硬件加密保障，如图4所示 

                            图4

软件使用了MDK4.74平台对STM32F207进行开发和代码编译下载，手机使用APP与WIFI模块进行通信，相关文档资料和程序代码会以附录的形式上传。

在实际调试过程中我们发现不同的姿态解算，数据融合方法对飞行器的稳定性的影响很大，我们使用了Mahony四元数解算。四轴姿态的表示可以用欧拉角，也可以用四元数。姿态检测算法作用就是将加速度计、陀螺仪，磁力计的测量值解算成姿态，进而作为系统的反馈量。在获取传感器值之前需要对数据进行滤波，滤波算法主要是将获取到的陀螺仪和加速度计的数据进行去噪声及融合，得出正确的角度数据（欧拉角或四元数），主要采用互补滤波或者卡尔曼滤波。