倒车雷达系统的设计P10电子信息二班张坤201003150114

毕业设计

课题名称

基于皮带运输机控制PLC的控制

姓名

张传洋

学号201003150113所在系

电子电气工程学院专业年级P10电子信息二班指导教师

冯泽虎

职称__讲

师__

_毕业设计主要内容1.设计的目的和意义

2.设计的主要内容

3.毕业设计的特色及创新点

4.毕业设计的成果

1.设计的目的和意义

设计的目的：倒车雷达（CarReversingAidSystems）的全称是“倒车防撞雷达”,也称“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,解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高了安全性。随着我国汽车产业的高速发展，尤其是近几年来，我国开始进入私家车时代，汽车的数量逐年增加，造成公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤。汽车驾驶员越来越担心车的安全了，其中倒车就是一个典型。本文设计的倒车雷达预警系统主要是针对汽车倒车时人无法目测到车尾与障碍物体的距离而开发设计的。该系统将单片机技术与超声波的测距技术、传感器技术等相结合，可以测到汽车倒车中，其障碍物与汽车的距离，通过LED显示屏显示距离，并根据远近发出警报。设计的意义汽车倒车雷达系统的运用可极大减轻驾驶者的体力、脑力劳动强度，降低倒车难度，避免驾驶员因方向感不强、判断和操作失误而引起的事故，同时，它将对提高汽车智能化水平和最终实现汽车无人驾驶产生积极的意义。2.设计的主要内容本课题的主要任务有如下几个方面：

（1）超声波测距原理

（2）整体方案设计

（3）器件介绍

（4）单元电路介绍

（5）系统软件（6）误差分析2.1

超声波测距原理2.1.1

超声波测距误差分析

根据超声波测距公式L=C×T，可知测距的误差是由超声波的传播速度误差和测量距离传播的时间误差引起的。2.1.2

时间误差

当要求测距误差小于1mm时，假设已知超声波速度C=344m/s(20℃室温)，忽略声速的传播误差。测距误差s△t<(0.001/344)≈0.000002907s即2.907ms。在超声波的传播速度是准确的前提下，测量距离的传播时间差值精度只要在达到微秒级，就能保证测距误差小于1mm的误差。使用的12MHz晶体作时钟基准的89C51单片机定时器能方便的计数到1μs的精度，因此系统采用89C51定时器能保证时间误差在1mm的测量范围内。2.1.3超声波传播速度误差超声波的传播速度受空气的密度所影响，而空气的密度又与温度有着密切的关系。为了简化设计本设计不采用温度补偿2.2整体方案设计

系统框图超声波发送模块驱动电路AT89C2051显示模块语音电路比较放大倒车档超声波接受模块2.3器件介绍

STC单片机结构图

3.2.2LM324内部结构图

单元电路介绍

误差分析声波传输速度与媒介的弹性模量和密度相关,因此,利用声速测量距离,就要考虑这些因素对声速影响。在气体中,压强、温度、湿度等因素会引起密度变化,气体中声速主要受密度影响,液体的深度、温度等因素会引起密度变化,固体中弹性模量对声速影响较密度影响更大,一般超声波在固体中传播速度最快,液体次之,在气体中的传播速度最慢。气体中声速受温度的影响最大。声波扰动是机械的,声波在传播中带有机械能量,声能传播的途中逐渐转变成热,从而出现随距离而逐渐衰减的现象,称为声吸收。声波的频率越高衰减得越厉害,传播距离也越短,在给定的频率下,衰减是湿度的函数。

超声发送和接收：

3.1系统软件STC89C2051单片机及其开发应用系统具有语言简洁、可移植性好、表达能力强、可进行结构化设计、可以直接控制计算机硬件、生成代码质量高、使用方便等诸多优点。该系统的主程序处于键控循环工作方式，当手柄转入倒车档，主程序开始调用测量子程序、显示子程序和语音提示子程序，完成整个检测提示过程

3.毕业设计的特色及创新点

3.2误差分析声波传输速度与媒介的弹性模量和密度相关,因此,利用声速测量距离,就要考虑这些因素对声速影响。在气体中,压强、温度、湿度等因素会引起密度变化,气体中声速主要受密度影响,液体的深度、温度等因素会引起密度变化,固体中弹性模量对声速影响较密度影响更大,一般超声波在固体中传播速度最快,液体次之,在气体中的传播速度最慢。气体中声速受温度的影响最大。声波扰动是机械的,声波在传播中带有机械能量,声能传播的途中逐渐转变成热,从而出现随距离而逐渐衰减的现象,称为声吸收。声波的频率越高衰减得越厉害,传播距离也越短,在给定的频率下,衰减是湿度的函数。4.毕业设计的成果经过这次毕业设计，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题的锻炼机会。本文所设计的倒车雷达系统是保障汽车倒车安全的辅助系统，通过超声波探头发出超声波，使用高速单片机计算距离，并加入了温度补偿电路，提高了距离计算的精度。系统安装的液晶显示器可以直观的显示温度和距离，给驾驶员提供了方便。倒车时当汽车与障碍物的距离小于我们所设定的安全距离时，系统便通过语音集成电路发出报警，提醒驾驶员，防止汽车的碰撞或擦伤，具有很强的实用性。

致谢

我衷心感谢我的指导老师王光亮在工作之余抽出时间来指导我完成本课题的设计。从论文的选题至最后的定稿都凝聚了导师大量的心血和汗水。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。王老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向王老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。经过2个月的研究与讨论