倒車雷達系統(tǒng)設計

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1、南京理工大學畢業(yè)設計(論文)倒車雷達系統(tǒng)設計1 緒論1.1課題研究的背景隨著人們生活水平的提高,城市發(fā)展建設加快,城市給排水系統(tǒng)也有較大發(fā)展,其狀況不斷改善。但是,由于歷史原因合成時間住的許多不可預見因素,城市給排水系統(tǒng),特別是排水系統(tǒng)往往落后于城市建設。因此,經(jīng)常出現(xiàn)開挖已經(jīng)建設好的建筑設施來改造排水系統(tǒng)的現(xiàn)象。城市污水給人們帶來了困擾,因此箱涵的排污疏通對大城市給排水系統(tǒng)污水處理,人們生活舒適顯得非常重要。而設計研制箱涵排水疏通移動機器人的自動控制系統(tǒng),保證機器人在箱涵中自由排污疏通,是箱涵排污疏通機器人的設

2、計研制的核心部分。控制系統(tǒng)核心部分就是超聲波測距儀的研制。隨著科學技術的快速發(fā)展,超聲波將在傳感器中的應用越來越廣。但就目前技術水平來說,人們可以具體利用的傳感技術還十分有限,因此,這是一個正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術及產(chǎn)業(yè)領域。展望未來,超聲波傳感器作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間,它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展,以滿足日益發(fā)展的社會需求,如聲納的發(fā)展趨勢基本為:研制具有更高定位精度的被動測距聲納,以滿足水中武器實施全隱蔽攻擊的需要;繼續(xù)發(fā)展采用低頻線譜檢測的潛艇拖曳線列陣聲

3、納,實現(xiàn)超遠程的被動探測和識別;研制更適合于淺海工作的潛艇聲納,特別是解決淺海水中目標識別問題。毋庸置疑,未來的超聲波傳感器將與自動化智能化接軌,與其他的傳感器集成和融合,形成多傳感器。隨著傳感器的技術進步,傳感器將從具有單純判斷功能發(fā)展到具有學習功能,最終發(fā)展到具有創(chuàng)造力。1.2課題研究的意義45南京理工大學畢業(yè)設計(論文)在現(xiàn)實生活中,一些傳統(tǒng)的距離測量方式在某些特殊場合存在不可克服的缺陷,例如,液面測量就是一個距離測量,傳統(tǒng)的電極法是采用差位分布電極,通過給電或脈沖檢測液面,電極長期浸泡在水中或其它液體中,

4、極易被腐蝕、電解,從而失去靈敏性。而利用超聲波測量距離可以很好地解決這一問題。目前市面上常見的超聲波測距系統(tǒng)不僅價格昂貴,體積過大而且精度也不高等種種因素,使得在一些中小規(guī)模的應用領域中難以得到廣泛的應用。為解決這一系列難題,本文設計了一款基于AT89S52單片機的低成本、高精度、微型化的超聲波測距儀。45南京理工大學畢業(yè)設計(論文)2總體設計方案及論證2.1設計思路測量距離方法有很多種,短距離可以用尺,遠距離有激光測距等,超聲波測距適用于高精度中長距離測量。因為超聲波在標準空氣中傳播速度為331.45米/秒,由

5、單片機負責計時,單片機使用12.0M晶振,所以此系統(tǒng)測量精度理論上可以達到毫米級。目前比較普遍的測距的原理:通過發(fā)射具有特征頻率的超聲波對被攝目標的探測,通過發(fā)射出特征頻率的超聲波和反射回接受到特征頻率的超聲波所用的時間,換算出距離,如超聲波液位物位傳感器,超聲波探頭,適合需要非接觸測量場合,超聲波測厚,超聲波汽車測距告警裝置等。由于超聲波指向性強,能量消耗緩慢,在介質(zhì)中傳播距離遠,因而超聲波可以用于距離測量。利用超聲波檢測距離,設計比較方便,計算處理也較簡單,并且在測量精度方面也能達到要求。由于超聲波易于定向發(fā)

6、射、方向性好、強度易控制、與被測量物體不需要直接接觸的優(yōu)點,是作為液體高度測量的理想手段。在精密的液位測量中需要達到毫米級的測量精度,但是目前國內(nèi)的超聲波測距專用集成電路都是只有厘米級的測量精度。目前超聲波測距已得到廣泛應用,國內(nèi)一般使用專用集成電路根據(jù)超聲波測距原理設計各種測距儀器,但是專用集成電路的成本較高、功能單一。而以單片機為核心的測距儀器可以實現(xiàn)預置、多端口檢測、顯示、報警等多種功能,并且成本低、精度高、操作簡單、工作穩(wěn)定、可靠。以8051為內(nèi)核的單片機系列,其硬件結構具有功能部件齊全、功能強等特點。尤

7、其值得一提的是,出8位CPU外,還具備一個很強的位處理器,它實際上是一個完整的位微計算機,即包含完整的位CPU,位RAM、ROM(EPROM),位尋址寄存器、I/O口和指令集。所以,8051是雙CPU的單片機。位處理在開關決策、邏輯電路仿真、過程測控等方面極為有效;而8位處理則在數(shù)據(jù)采集和處理等方面具有明顯長處。45南京理工大學畢業(yè)設計(論文)根據(jù)設計要求并綜合各方面因素,可以采用AT89S52單片機作為主控制器,它控制發(fā)射觸發(fā)脈沖的開始時間及脈寬,響應回波時刻并測量、計數(shù)發(fā)射至往返的時間差。利用軟件產(chǎn)生超聲波信

8、號,通過輸出引腳輸入至驅動器,經(jīng)驅動器驅動后推動探頭產(chǎn)生超聲波;超聲波信號的接收采用鎖相環(huán)LM567對放大后的信號進行頻率監(jiān)視和控制。一旦探頭接到回波,若接收到的信號頻率等于振蕩器的固有頻率(此頻率主要由RC值決定),則其輸出引腳的電平將從“1”變?yōu)椤?”(此時鎖相環(huán)已進入鎖定狀態(tài)),這種電平變化可以作為單片機對接收探頭的接收情況進行實時監(jiān)控,可對測得數(shù)據(jù)優(yōu)化處理;AT8

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