基于单片机的倒车雷达设计开题报告

1、基于单片机的倒车雷达设计开题报告、课题背景和意义随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越成为 人们关注的问题。其中倒车事故由于发生的频率极高，已引起了社会和交通部门的高度重视。倒车事故发生的原因是多方面的，倒车镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率，尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。而倒车事故给车主带来许多麻烦，例如撞上别人的车、 消防水笼头，如果伤及儿童更是不堪设想，有鉴于此，汽车高科技产品家族中，专为汽车倒车泊位设置 的“倒车雷达”应运而生，倒车雷达的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧，大大降低倒车事故的发生。

2、汽车倒车雷达全称为“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除驾驶员泊车和起动车辆时因前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员克服视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。倒车雷达的原理与普通雷达一样，是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。通过感应装置发出超声波，然后通过反射回来的超声波来判断前方是否有障碍物，以及障碍物的距离、大小、 方向、形状等。只不过由于倒车雷达体积大小及实用性的限制，目前其主要功能仅为判断障碍物与车的距离，并做出提示。二、课题任务的主要内容此次设计采用超声波测距原理

3、，当汽车与障碍物的距离小于所设定的安全距离时，系统能发出声光报警，并随着距离的不断缩近，报警频率不断提高。超声波测距仪器一般由 发射器、接收器和信号处理器三部分组成。工作时，超声波发射器发出超声波脉冲，超 声波接收器接收遇到障碍物反射回来的反射波，准确测量超声波从发射到遇到障碍物反射返回的时间，根据超声波的传播速度，可以计算出障碍物距离。三、已具备条件应用电子技术专业的毕业生已完成电子线路、数字电路基础、单片机原理、单片 四、设计思路与方案1 .系统模块系统以微控制器 AT89C51为核心，外围电路由超声波发射模块、超声波接收模块、声光报警电路、显示模块四部分组成2 .系统工作过程驾驶员将手柄

4、转到倒车档后， 系统自动启动，超声波发送模块向后发射 40kHz的超声波 信号，经障碍物反射，由超声波接收模块4攵集,进行放大和比较，单片机 AT89C2051 将此信号送入显示模块， 同时触发语.音电路，发出同步语音提示， 当与障碍物距离小于1mi 0.5m、0.25m时，发出不同的报警声，提醒驾驶员停车。3 .各个模块的介绍(1)超声波发射模块，选用软件发生超声波法，利用软件产生40kHz的超声波信号通过输出引脚输入至驱动器，经驱动器驱动后推动探头产生超声波。(2)超声波接收器包括超声波接收探头、信号放大电路及波形变换电路三部分。探头 变换后的正弦波电信号经放大电路放大并进行波形变换。(3

5、)声光报警是指当倒车雷达探测到的距离小于所设定的安全值时，发出声音、点亮发光二极管提醒驾驶员。五、预期目标设计制作一个基于单片机的倒车雷达。超声波倒车雷达的设计 引言据美国的最新统计表明，因各种原因造成的车辆碰撞追尾事故占公路交通事故总量的90%£右。因此，要降低公路交通事故，必须大力降低车辆碰撞事故，而汽车碰撞技术的发展及应用有助于减少汽车碰撞事故 的发生。随着我国公路等级的不断提高，特别是高速公路的飞速发展，汽车的行驶速度越来越快，车流量 也越来越大，汽车碰撞事故越来越多。造成汽车碰撞的原因十分复杂，既有车辆自身的因素，也有人为的 因素，还有公路、气象等环境因素。在上述诸多因素中

6、，人为因素是造成汽车碰撞的主要原因。因此，国 内外都在研究如何利用先进的技术，即汽车避撞技术，辅助汽车驾驶者对影响公路交通安全的人、车、路 环境进行实时监控，在危急情况下由系统主动干涉驾驶操纵、辅助驾驶者进行应急处理、防止汽车相撞事 故的发生。汽车避撞技术首先需要解决的问题是汽车之间的安全距离。汽车与汽车之间的距离超过了这个安全距离， 就应该能够自动报警，并采取制动措施。如何测定汽车之间的安全距离呢？目前一般采用的技术有三种： 超声波测距；微波雷达测距；激光测距。本文着重研究超声波测距。1超声波测距的原理与方案设计1.1 超声波测距的原理超声波简单的说就是音频超过了人类耳朵能够听到的范围.一般

7、而言是指声音超过 20KHz以上时，称之为超声波.与光波不同，超声波是一种弹性机械波，它可以在气体、液体、 固体中传播。由于超声波也是 一种声波，超声波在媒质中传播的速度和媒质的特性有关。理论上，在13c的海水里声音的传播速度为15OOm/s在盐度水平为35%),深度为Om温度为0c的环境下，声波的速度为 1449.3m/s。声音在25c空 气中传播速度的理论值为 344m/s,这个速度在0c时降为334m/s。声波传输距离首先和大气的吸收性有关， 其次温度、湿度、大气压也是其中的因素，而这些因素对大气中声波衰减的效果比较明显。温度是和其他 常数一样决定声音速度的第二因素。它和温度的关系可以用

8、以下公式来表示：C=331.45+0.61T(米/秒)。在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的 方法加以校正。声速确定后，只要测得超声波往返的时间，即可求得距离，这就是超声波测距系统的机理。 超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时 间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见，超声波测距原理与雷达原理 是一样的。测距的公式表示为：L=CX T式中L为测量的距离长度；C为超声波在空气中的传播速度；T为测量距离传播的时间差(T为发射到 接收时间数值的一半)。图1为原理

9、图。图1 超声波测距原理图1.2 关于硬件电路的方案设计在设计之初，有一下几种设计方案。一种设计方案是以MCS-51为核心控制器；另一种设计方案是以AT89C8051为核心控制器；最后一种设计方案是以AT89C2051为核心控制器。之所以最终选用AT89C2051为控制器是以为AT89C2051是一个2k字节可编程EPROM）高性能微控制器。它与工业标准 MCS-51的指令 和引脚兼容，因而是一种功能强大的微控制器，它对很多嵌入式控制应用提供了一个高度灵活有效的解决 方案。AT89C2051有以下特点：2k字节EPROM 128字节RAM 15根I/O线、2个16位定时/计数器、5个 向量二级

10、中断结构、1个全双向的串行口、并且内含精密模寸比较器和片内振荡器，具有 4.25V至5.5V的 电压工作范围和12MHz/24MH江作频率，同时还具有加密阵列的二级程序存储器加锁、掉电和时钟电路等。此外，AT89C2051还支持二种软件可选的电源节电方式。空闲时，CPU亭止，而让RAM定时/计数器、串行口和中断系统继续工作。可掉电保存RAM）勺内容，但可使振荡器停振以禁止芯片所有的其它功能直到下一次硬件复位。AT89C2051有2个16位计时/计数器寄存器TimerOt TimeU。作为一个定时器，每个机器周期寄存 器增加1,这样寄存器即可计数机器周期。因为一个机器周期有12个振荡器周期，所以

11、计数率是振荡器频率的1/12。作为一个计数器，该寄存器在相应的外部输入脚P3.4/T0和P3.5/T1上出现从1至0的变化时增1。由于需要二个机器周期来辨认一次1到图2 AT89C2051管脚图0的变化，所以最大的计数率是振荡器频率的1/24 ,可以对外部的输入端 P3.2/INT0和P3.3/INT1编程，便于测量脉冲宽度的门。图 2为AT89C2051的管脚图。由于 AT89C2051有以上的特点，适合试验研究的要 求，故选用AT89C2051做控制器的方案。1.3 GXD40-16T3/R3超声波传感器介绍 1.3.1传感器特点本系统所使用的 GXD40-16T3/R3探头有一下两个优点

12、： 1.灵敏度高、可靠性强、稳定性好。2.防尘耐湿、耐高低温、耐冲击、震动等严酷环境条件。本系统之所以采取这样的探头是因为试验条件、焊接条件简陋，对测量的精度要求较高。 1.3.2探头的技术指标 1.中心频率:40KHz 2.电容:1800pF 3.输入声压：106dB 4.回波敏感度：-75dB/V/ gbar 5.余振时间： 0.8ms 6.波束角度：90度 1.4总体设计技术指标 1.4.1 量程：30-1000 厘米（0.3-10米）。1.4.2 测试精度：空气中测距精度0 1%温度适应范围：-20+60摄氏度。1.4.3 数据显示：转换成厘米后在LED上直接显示被测距离，温度值转换成

13、摄氏度在 LED上显示。1.4.4 键盘输入：开启值30-1000厘米，关闭值30-1000厘米，（在该范围内任意设置）。1.4.5 反射面积：距离超声波发射探头 1000厘米时为1平方米,400厘米时为0.25平方米。1.4.6 超声波发散角：选用型号401型时超声波发散角为 45度，（选用各种不同型号探头时，发散角有所变化）。 1.4.7串行数据输出：在显示测距数值后发送1200BIT串行数据共4帧,1,2 为测距数值，3,4 为温度 数彳1 （有利于PC计算机和远程显示板串口数据联接及其它功能的扩展）。1.4.8 测控周期：预置开启，关闭数据后每秒为2次周期进行测距控制。1.4.9 工作

14、环境：电压12V直流± 10%,用干电池或充电池，工作电流50毫安（显示时）。2基于AT89C2051的超声波倒车雷达的硬件设计1.4.10 实现AT89C2051通过外部引脚P1.6输出脉冲宽度为250从s ,载波为40kHz的10个脉冲的脉冲群，以推挽 形式加到变压器的初级，经升压变换推动超声波换能器发射出去。在发射的同时，P1.7输出一个高电平启动，给电容C4充电。发射结束时高电平翻转为低电平，C4开始对R2、R3组成的分压器放电并输出到比较器的负端。超声波接收换能器将接收到的障碍物反射的超声波送到放大器进行放大，这是一个高增益、低 噪声放大器，在对放大后的信号进行检波后将检测

15、回波送到比较器的正输入端。发射时P1.7输出的电平可以抑制比较器的翻转，这样就可以抑制发射装置产生的超声波直接辐射到接收装置而导致错误检测。图5为超声波倒车雷达中超声波测距部分的电路图。2.1.1 发射部分发射部分用来对超声波换能器进行功率驱动，将由单片机产生的40KHz脉冲信号送入发射输入端，经过驱动放大达到足够功率之后，推动超声波换能器产生超声波。之所以使用40KHz的脉冲信号是因为实际的需要。a =af2式中a为衰减，a为介质常数（空气中a=2x 10-13S2/cm） , f为振荡频率。由上面的公式可知， 当 f=40KHz 时，a =3.2 X 10-4/cm , 1/ a =31s

16、 如果 f=30KHz , 1/ a =56s 用波动方程表示超声波 A=A0e-a xcos（wt+kx）,那么（1/ a）表示了在这个长度上，平面声波的振幅衰减为原来e分之一。由此可见，频率越高，衰减越厉害，传播的距离越短。本系统是近距离测量，经比较发现，频率为40KHz为最好。如图3所示。图3发射部分电路2.1.2 接收部分 接收部分主要由接收换能器和放大电路等环节组成。其中放大电路是一个放大倍数较高的三级运算放大器，其功能是将从目标处反射回来的微弱信号进行放大整形后送入计数控制电路部分。由于在距离较远的情况 下，声波的回波信号很小，因而转换为电信号的幅度也较小，为此要求将信号放大 60

17、万倍左右（经计算,60万倍左右才能使单片机工作）。因为共射放大适合用于小信号放大，所以采用三级共射放大：前两级放大100倍，其带宽为15MHz能充分满足要求；第三级采用运算放大器，带宽为4 MHz。在回路中采取了隔离、滤波、整形措施。调试过程中使用信号发生器送脉冲信号给接收回路，在输出端通 过示波器观察输出波形。如图4所示图4 接收部分电路2.1.3 计数控制部分由于AT89C2051本身具有定时功能，所以计数部分由AT89C2051完成并由单片机发出指令完成计数功能。2.1.4 系统控制控制由单片机AT89C2051构成。ATB9c2051是一个2k字节可编程EPROMJ高性能微控制器。它与

18、工业标准MCS-51的指令和引脚兼容，因而是一种功能强大的微控制器，它对很多嵌入式控制应用提供了一个高度灵活有效的解决方案。在这个系统里，它的作用是形成用于产生超声波的40KHz信号、形成必要的时序、控制LCD字符的显示、控制继电器通断以及对采集到的数据进行运算。2.1.5 显示部分显示部分用了一块LED模块，和单片机的接口较简单方便。在该系统中，它主要是用来显示计数，测量距离等。2.1.6 电源部分电源部分由两部分组成。一部分是单片机供电为+6V,另一部分是超声波供电为 +12V。图5超声波测距部分电路图3 AT89C2051的软件设计为了实现功能，软件设计一种分为三个部分。分辨是：主程序、

19、定时中断程序、外部中断程序。主程序的 作用是单片机驱动超声波传感器产生并发射超声波。定时中断程序的作用是接受超声波的回波。外部中断程序的作用是计算并显示数据。具体的工作过程为，主程序首先是对系统环境初始化，设置定时器T0工作 模式为16位定时计数器模式。置位总中断允许位EA并给显示端口 P0和P2清0。然后调用超声波发生子程序送出一个超声波脉冲，为了避免超声波从发射器直接传送到接收器引起的直射波触发，需要延时约0.1ms （这也就是超声波测距仪会有一个最小可测距离的原因） 由于采用的是12 MHz的晶 振，计数器每计一个数就是 数器T0中的数（即超声波来回所用的时间）按下式计算， 取20 c时

20、的声速为 344 m/s则有：后，才打开外中断0接收返回的超声波信号。V s,当主程序检测到接收成功的标志位后，将计 即可得被测物体与测距电路之间的距离，设计时d=（c xt）/2=172T0/10000cm其中，T0为计数器T0的计算值。淮海工学院毕业设计开题报告I .保题立完的意义，国内外研究现状，水平到发展趋势 I课题研究背景目前我国社金经济高速发展,人民生前水平不会提高A汽发已经人为根多 人日常生活中必不可少的一部分.我国汽车的数量逐年增加r但是随着汽车数量 和驾驶员的逐渐增加也引发了 系列问照u随着汽车的日益普及道路和停车场 越来越拥挤r车辆常常需要在停车场穿行、掉头或倒车.由于这虺

21、低速行驻的 车辆与其它车械非雷接近,加之驾驶址的视野受眼机，神觥和施抖的事及时有发 生在雨雾天气更有难度.为防低此类事故发生频率本文介绍种超声波恻距 门功报受装置，”有乱地避免午辆倒车时发生横摆.此装置主要是针对汽车倒 4时雪艇或无法目测副44门降岗物体的距离而成立J发的上 1.2 *年辆岫的索统国内外彳养 L 2国内汽车林助倒率系统现状H前在国内.汽车倒车辅助系统大多数仍停留在语音报警或图像W不的阶 段上，还没有智能可投倒车辅助系统出现.最近前者GPS在汽柴领域的应用利发 展，借助GPS的屏幕来显示车后图像的可视倒中产品在国内市场开始不断出现. 谟类产品借助车我GPS的屏森，通过连接在车后的

22、摄像头.将车后景像传送给驾 必；1从巾实叱5个倒彳 但式此类产品在神助倒不力力他只他提供彳居的觇 频圄像信0.对距离信息仍然无法肢知.L 2.1内外汽¥邪助倒车原统现状一助倒车研究萦域,美国、曲园 日本蟀发达国玲的技术远远走在前面. 他们在汽车信息化技术的研究L起步4交早井口,口身在半导体、槽电子缴域也 具有很大的优势.因此在这些国家智能化仁武电子设费的发展已姓送到了机当 高的水平.很多高科技车载电子设备已姿相当普及.醺着汽车工业的速发展. 在辅助倒下题域.国外已箱出现了（¥下入位导航系统.梅赛德斯车厂已经在使 用暂速探测拉木米相助驾驶者更快更安全地停车。导航雷达探测器能幡

23、探抽出 经过路线上的停车空便卜并向驾驶者发出信号.这个时候，粤段者可以通过探 洌罂旦示的位置找到空位.在整个存车过程中.当驾驶员切换到倒挡后.导航 系统会由始至终地监制汽车的位置和由应.如果驾驶者中断了倒隼.导航系茨 还会自动计荒出新的最佳停车路线和角度.在日本，丰阳公司研制的导航系统 已经可以实现掂礴的全自砌停车.当导航系统锁定个合适的停车空位之后， 只骁驾触者切换了他档.仪表意上的屏幕上就会开始显示由安装在汽车背部的 接像头传送过来的车后图像*此时.野驶者只需对导航系统选择的停车位置选 行确认.在此之后才就可以松开方向盘和加利.保持适当的速度从这里开始. 停年过程便由配备T超声波雷之和接像

24、头的停乍导肮系统牛根接手.如果也噂 中止停车程序,驾班斤只需以下刹子就可以了。而旦这款设备现在己经开始在 一型高档新车上装配使用.淮海工学院毕业设计开题报告工课题的基本内容可能遇到的困迹.提出解决问感的方法和措施 V， BWB-n!BWWWH!MWIBnK WT IWBWI rHrB? KBI BW11 nBWRWB T*B? BHWBW«! WbWl F rBBWTHWW ! FB- ， WWB BH WW此系统站在单片机的控5TF,利用曲声波测距原理，浏量汽车在倒车过 程障碣物之间的距隅 否汽车。障碣物的距离小于安介血离时t发出声丸 崔警h显示车辆与障碍物之间的距甬 提醒/半员及

25、时采取减速坡刹斗等措 ttf以防发生事故.整不察统的硬件由发送部分、接收处理部分、温度检测部 分、语音部分和距离显示及声光报警部分组成.热声波测生装置通常日起出浓 （探头）、控制器、垦示器或报餐器/部分组成.当野验员换到倒车档位侬若1 倒车雷达自动开启,荏控制器的控制下，由隹感器低头）发射超市波信号，当 遇到障摒物后，就公肯回波信"返回，fk幡瑞（探头）接收到回波信号后传到控 制瞿.翌过控制器的数据处理后可以计背出汽车与障褥物之间的距离，然后根 据如高的远近不同发出詈示信号（显示器显示】或者声音攫鲁）从而使雪驳君 不至于撞上障碍物.这样就可以大大提高倒车和泊车的效率和安全性.该设备

26、可以大大捉病倒不的效率和玄全性，具ff很大的现实意义，事课题可能遇到的困琲对于超声波溯距的原理没有理解透会导致实 际设计时不能熟算运用.另外.在实际驾驶环境中.倒车的环境不如实腕设计 的理想，如车后的物周会更响超声波判断确切班离*对车后方的水沟、凸出的 钢筋，竹竿等物质具都克法感知，这也抡空全上的修患.照次问式的力法利插施工CD再阅如声波测新相关书籍宣科，透蒯理解其廨理.制成设计的方塞£LZ）根据力案.结含实际环境中何通段计电路，侑吧电路与实际要求结合* 王课超拟采用的研究手段（途径）和可行性分塔3"课庖研筑手段此匿题利用单片机控制的超声波调距系蔬的原理给出系统构成.该房统

27、 由单片机箱制时间计数】控制超声波的发射和接收.通过上网宜询贵料及学习 相关的书籍，清教指导教师等仃放途役来证行硬件设计和软件设计.此系统具 有妫控制,工作可靠、测量精度高的白与等"3A课庭的可行性分析工2技术可行性超声波信感器的特性：（1）在自身特性精性点401吠附也可藐得较高的艮敏度:（2）谐振帚立.波束角可以通过制作工艺控制得很窄，有利于抗声融干扰设 计；1 .本课题所涉及的问题在国内（外）的标究现状综述！倒车雷达的快速发展始T 20世纪末21世纪初，经过几年的时同,随着技术发展利用户 需求的变化,倒布雷达在几年的时间里大致经过了六代的演变,第一代：倒车时通过喇叭提醒.”倒车请

28、注意“！想必不少人还记得这种声音，这就是 倒车帝达的第一代产品.只荽司机挂上倒档它就会响起，提醒周围的人注意，不能算真正 的倒车雷达，基本属于为汰产品厂第一代采用蜂鸣器不同声音提示转驶员.这是倒车帘达系统的真正开始.倒车时，如 果车后L 8M=1.斌处有障利物，峰眄爨就会开始工作.蜂鸣声越急，表示车辆身障碍捌越 近.但没有语音提示，也没有距离显示，虽然司机知道有危碍物，但不能确定障碍物离车有 多远，对骞咬员帮助不大.第三代；数码波段显示具体密高或者即离范第.这代产品比第二代进步很多，可以显示 车后障碍物离车体的阴离.如果是物体，在L8M开始显示：加果是人.在Q9M左右的距离 开始显示.这一代产

29、品有两种显示方式，数码显示产品显示距肉数字，而浓馔显示产品由3 种颜色来区别：盘色代表安金距离：黄色代表警告距离：到色代表危险不离.必须停止螭 第二代产品把数码和波段割舍在一起，比就实用,但安装在车内影晌美观.第四代；液晶屏动态显示.不用挂倒档，只要发动汽车,显示器上就会出现汽车图案以 及车辆周的障碍物的距离，色彩清晰徵亮，外表黄观，可以直接拈贴在仪表SL匕 坡装很方 便.不过LCD外观虽精巧，但灵敏度较高，抗干扰能力不强，所以误报也校多.第五代魔幻情倒车雷达.结合了前几代产品的优点,录用了最新仿生超声而达技术， 配以高博电脑控制，可至天候准确地觐知组以内的障碍物，井叨不PJ等级的声音提示和直

30、 观的显示提醒驾驶员.魔幻镜倒车布达可以把后视镣、倒车雷达*免提电话、温度显示和车 内空气污染显示等:多项功能整合在一起，并设计了语音功能.因为其外形就是一块倒车镜， 所以町以不占用车内空间.直接安装在车内后视窗的位置.而且舐色款式多样，可以按照个 人需求和车内装饰选配.第六代；专为高档轿车生产.第六代产品在第五代的基础上新增了很多功能：外观上看, 比第五代产品更为精致典雅：功能上看，它除了具备第五代产品的所有功能之外，还整合了 高档轿车具备的静音系统，可以在显示器上观看DVD既像.起初，倒车费达只是宝马*齐驰等高档车型的专利,也是近几年，一些新而F中低档 起初，倒年甫达只是宝马、奔驰等高档车

31、型的专利，但是近几年，一些新出厂的中低档 车型在配置中也增加了倒车用达.上海通用06款别克凯越系列除二愿LELXMT之外,其余 车型都加装了倒车钳达（包括凯越L 8LS AT、凯越L8LE/U凯越L6LEAT,凯越L 6LEWT, 以及凯越HRU动、自动两款车型）.一汽-大众2006年6月以后生产的捷达GIF豪华型轿 率均配置了后倒车商达.此外.还有讲多厂家在新推车的中低档车型中安装了倒车笛达，如; 北京现代的伊兰特.索纳塔，途胜：上海迪用的别克LACROSSE君越】东南汽车的三菱戈蓝、 二趁蓝瑟；上海大众的帕卡特增值版POLO助情；广州本田的雅阁、奥德赛、两厢飞度；神 龙汽车的东风军铁龙C6

32、、新萨拉毕加素、爱丽含、凝纳；江淮汽车的瑞风书和；奇瑞汽车 的A5 L6；千里马汽车的RI0千里马：长安福特汽车的蒙迪欧、两厢福克斯等等.尽管新肥厂的中高档甚至部分低价位的经菸型轿车大都开始圈置倒车雷达,但是，仍有 许窜中低档车型出厂时没有配置倒车锢达，而且现行中低档车型加装倒车需达的市场需求也 越来越大，于是自行安装倒车雷达就成了一项新兴的车辆装饰项目。口前，在一些经营汽车 配件或装饰美容的商家内，甚至汽车经捎商处都可安装倒车希达.口前后装市场上倒车需达品牌多达几I洲,基本上国产品牌占而进口产品校少， 以采用24探头的产品居多，价格在E00元之间.探头越塞，价格越贵.国内生产倒 车福达的企业

33、很名.以广东省居宓.主要品牌有铁将军、奇利、同地*伊莱、全安、CISBO 视博、佐敦、PLC.泊车宝、全仕、车侣.嬴时通、飞达、豪迪、视要、永泰和等.2 .本人对累题任务书提出的任舁要求及实现预期目标的M行性分析 任务要求;白仃独立的完成系统的设十要求，能够熟练掌握设中的原理并绘制出系统原理梅图，没 计并完成萦统完整的电蹄原理图及系统PCB版图，完成整个设计的任务 预计实现的功能有：(1)应该有距at显示、声音-语并报警、区域瞽示和方位指示. 探头n动检测等.(2)从探测范阳、准确性、显示稳定性和捕捉U标速度来考虑，要求测得推、测得稳、 范阳宽和捕捉速度快.(3)其顺量和可靠性应有比较高的要求

34、.尤其是探头的质量直接关.蔡到倒车雷达所应起 的作用，特别是产品的灵敏度、是否存在肓区、温度要求下的产品是否正常T作等.(4)考思显示器和探头安装后是否美观，与车是否协调.可布性分析，倒布希达口前尚无技术标淮，因此，只要能筋克服技术上的困难，其可行性比较鬲.目 的上要存在的技术问题是倒车帚达探泅声波波束较窄，当障碍物偏南探头的正对殆度时，存 在我大的探测盲区.对管锥状障碍物探测存在较多的死角.另外，探测低矮的障碍物也比较 困林,但经过我们的分析讨论和相关资料的查阅研究，市场上还是有很审的相关器件M以达 到池罂的设计目标，相俗经过精心的设计，谈系统的仝部功能基本上都能实现,<i *逋痴不布

35、帝占点空勒扁注后岫出的 日收3 .本课题襦耍直点研究的问题及解决的思路重点研究H题：经过认真的讨论和分折，在这次的谀计任务中，上要研究的问题有；倒车甯达探头、报 警即盅、报警声量、显示精度、显示距离、测量误工、角度、电源功率、工作温度范闱等方 面I其中对于倒车布达型号及相美参数的选择将直接影响整个系统的精度，因此显得尤为重 要，其次，对丁报警距离、误差及探头感应角度的研究也是本次设计篁点研究的问题，这些 都将是产品最蕈要的性能，此外，显示及功耗等相关同醒也不容忽视，在进一步的设计中会 逐步完善.解决的思路，在倒车时，倒车留达余H动点动，并在判能控制器的控制卜,由装置车麟险杠上的 探头发送超声波

36、信号，当遇到障碍物时，产生回波信号，探头接收到回波信号后经控制器进 行数据处理并计算出车体与障碍物之间的修际距离，然后通过显示或语音或备提示给驾驶 员.此过程中最重零的是对于相关器件参数的选择P合适与否将直接第响整个惠统的稳定性 和可骅性，这些都有得进一步的研究史验.4 .完成本课题所必须的T作条件(如实验设备或修嗫环境条件、调研、计算机辅助设计条件 等)需要有丰富的网络资源和大量关硬件谩计的参考并籍完成前期的偶研和准得T作(2)需要传感器理论技术的支持进而实现相关的期部分的设十'(3)需要计第机电脑及相关的专业软件，做好他路的设计及程序的编写:(4)需要一定的单片机定验的设备及场所对

37、编写程序的调诚：5需要一定的煲践甚地来先戒蛤个案统设计成功后的实龄和演示.Bl畚考文献：物颐,石为人,许磊,等基无线传感罂网络的温空长环境光照度监控系统的研究 J仅那位表学报,2008. 9-28: 427-430.2孙超,张世庆,张西良.无线传感察网络在温室环境监测中的应用 J衣机化研究,2006. 5:194-195.旦张保华=李士丁,滕文星,等.基于无线传感器网鳏的温室测控系统研究设计J微电子学与计算机,2008, 5-25: 1&4-L57.41LM3S1968 MICROCONTROLLER DATA SHEETM TEXAS INSIRIWCTSI 2009.I5JNRF9

38、05 PRODUCT SPECtnCATlONlMl. KORDIC SEMICONDUCTOR. 200艮赵跃华,蒂君蔡世贤.基丁M COSII的MAC设计与实现J微计算机信息,2006, 6-2:08-90.7李鑫媵.鄢捷平.基丁FNTOS的无线传感甥网络平台的实现口微计算机信息,20, 3-2： 195-197.刘迎春,牟金秀于母生毕宗康.基于时差的超声波侧距研究 口计量技术:理论与实船.2005. 4:3-4林绍华.超声波利距用于倒车防撞的应用JJ技术纵横:轻型面率技术.2001,12:11-13U0盛日章，吴志勇、基于AW用51单片机的超声波测辟素统设计 口计量与测试技术.2005.

39、 0247-1911吕科罗永革,石振东,余建强.基J CAN总残的超声浓倒车雷达系统设计AJ中国汽车工程学金汽车电子技术分点第七届1加06）年会暨学术研讨会论文集12谭进怀，冯地.陈立万.理声波第齐测距系统在车辆避障中的应用J减市埠机信息 .2。& 1-2TL22-12313金濠芷.王明时 现代传感翳技术1995口打袁希光传感器技术T册199615张友立赵忠英涂时亮单片微型计算机原理与试验2000口6赵广涛,程萌杭基F超声波传感耦的窝距系统设计期刊论文-微计算机存氢汉006超声波测距系嫌的障碍物检测摘要从越声波传感器莪取的信息受传挑系貌的特性如般感度，方向性等出响：为 了探讨其影晌力，

40、款们建立了两个将性互不相同的超声浪图距系统，相互借矍F 研究.以检渊他们的性能如障碍物检测性及合成的声纳图.关键词；超声波潮汗障碍祠符恻，声纳地18.1引言对于募动机器人.无论是看环境地国，耳都芮要R仃映州1%境的昉能来 寻找不可菰知的瞭碣物和机器人可以通过的蹄粽“至于射秤传感器,可以恻巾 与物体间的曲离,超声波传怅涔件遍用电动机器人中.因为它体秩小.价格低 度.更易于跖鸟的计算.目讪的超声波传感器系统通常使用的飞行时间计算距离（飞行时间 方法。 到反射物的更离I通过公式lag计算.其中s愚跟声波在空气中的传播速度.t 是往返匕有时间1图1工£行时间方法在回波幅度苜次超过临界值后产生

41、一个 范围值.尽管像这样简单的方法，从描出波格感器荻取的信息仍受品感系统的特 干事M例如它的环埴等.曰了探讨传感器系统的影响我们建立了两个特性互不相同的超声浪航系 统、相互惜鉴,研一 期/他们的性能如障碍物检#1性及告成的声韵图.ffi I 70F寐理隹在第二节.我们介绍两个我们开发的超声波阖距系统其障置物拴蒲的可 用性在第三节验证,声纲地图制作使用在第四部分,最后.给出的结检是在第五 节.II两个超声波测距系统图2显示了反射波的模型,其中有两个对津在视野中.随着一个超声波的衰 减和传播，反射回波幅度越远，对编就较小f甚至来自同一对象，由于我们佗 用的压电式超通波传感罂，我们分别使用一个发对得

42、和接收器.因此，收到的波, 包括从发射器魁的立接波必却被忽视.我们己经靛山-神超声波潮I正赛箕A. U中一个根本的力法及*用以下的 4 3.崔声波是由具育长爆破波的发射器发出.为了压电瓶于充分振动工 个 他他m的it律方式是使用货增回声飞行时间和阈值出水平.拉网网中的阈粒忸匚不变,以前化电路. A系统每个信号的极念如图3所示.但是.这种系统存在 苫间触.酉先.M波信号空缀慢二升,然例回波信号强废没有那么大.因此bU 造成对量说X、为了跋少这种制量谀差.超声波必须加I速增加，其次,疆量范围 是有限的.它由固定由值水平决定.当雄制谀置较高时，不可能检漓远距离物体, 或皆它当线则设置为怅时可能椅测出

43、访距离的嘤声.此引，南吹连接到A体系 中增加波强度.热而，它使方向性状窄。©凰2版射波的模口onnilr anyritti ng pubetransmitting aovqechothreshold Ip-.p|制战 ibed echoIT0的号明q酎依M A案晓信号的概念nefWed仲4卜号 f卜chn&ct q wo国3 A品统信卷的枫芝为了解抉A系统的何题，我们改进了发送和接收电路，开发了 L种新型超 声波传礴蹲累统氏B系统每个信号的概念如图才所示,为了扩大回波信号的旗 度，加快了它的增加.个中脓冲高电压用于发射器&崎侑地一田的为720%居 管它在系统A中是12

44、V的.这种方怯有以下好处,首先,掩蔽时间陆着传送时 间的缩短可婚舸，因此,它可以浦量近距离物体。其次，通蟠用高电压超J；波 脉冲发射发射波上升时间缩除了口因此，濯量误差可被少国于接收阈值水 平的时间通献并逐步适应回波振幅减少时距离增加.我们把这抑方法称为时间阈低捽制 此方泣对于近处物悴孔有很强的噪渣，而且可以测用较远距高的对蒙, 京丽米都市波加密定位椁陵器柄决随时间哽噌曲放人票数这个问想 这或是丽 谱的时间增益控制.但电踊复杂.为以个箍单的电路解决及个同随.的不是 放大因素，蒯值水邛应随时向变化 系统B增加衡盘的范陆减少测地课的 时以一个前电的电路提高测量件fitWM士力、屏1叫f*uhI h

45、igh voltage sj呷5 pul抬thresho -3 X+e,I T图4 E条貌"号的冕念r- ocwiuw国5 A氟跣於取的储弓率阴图5显示了由A系统获得的回声信号的例子.左边是一个直接被.右边是 一个回音.在这种情况下.如果忽根了直接波这时附近返回回声的物体则无法 测量.此外,由丁也声波缓慢上升造成测量谩JL图右显示了由B系统萩得的 回声侑号的例子.其表明直搂被缩短，仇及超声波上升时间也编短.图7显示了 3系统中的放火接收信弓和陶值水平.接收波在4V左右达到饱和.直接液通过 起初设腿的阙值水平被愁略在此之后，阈值水平随IN间递调匚(jired wavereflectedW3eAJ哲01_笆<1Z34lime IrrtSKl6 K系统交取的信号举例IwnF图7 R系统中放人的接收信号及极限值举例nt障置物粒测Ill障得物检测为r件蒯前面独到的两个超声波楣距系统障碍物检利的实用性，就们翻量了 个反射捌体宽度的簟大量副而离.传统的羲