倒车雷达毕业设计.docx
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倒车雷达毕业设计.docx
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倒车雷达毕业设计
倒车雷达毕业设计
篇一:
基于单片机得倒车雷达设计毕业论文
1绪论
1.1课题背景
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的许多麻烦,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后顾之忧,大大降低倒车事故的发生。
超声波倒车雷达全称叫“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,解除了驾驶员泊车和启动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除视野的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。
通过感应装置发生超声波,然后通过反射回来的超声波判断前方是否有lword版本可编辑.欢迎下载支持.
波检测技术发展到了更重要的阶段。
在各种系统中,这是最成功的一种,因为它有最广泛的通用性,其检测结果也最容易解释。
这种方法除可用于手工检测外,还可与采用先进技术的自动系统联用,自第一种脉冲回波仪器问世以来,根据相同的原理,有无数种其他仪器得到了发展,并有许多改进和精化。
目前,在超声无损检测中,脉冲回波系统仍是使用最为广泛的一种。
八十年代后期,由于计算机技术和高速器件的不断发展,使超声波信号的数字化采集和分析成为可能。
目前国内也相继出现了各类数字化超声波测距设备,并已成为超声波检测的发展方向。
厦门大学的某位学者研究了一种回波轮廓分析法。
该方法在测距中通过两次探测求取回波包络曲线来得到回波的起点,通过这样处理后超声波传播时间的精度得到了很大的提高。
另外,也有大量的文献研究采用数字信号处理技术和小波变换理论来提高传输时间的精度。
这些处理方法都取得了较好的效果。
目前国内外在超声波检测领域都向着数字化方向发展,数字式超声波测距系统的发展速度很快。
国内近几年也相继出现了许多数字式超声波仪器和分析系统。
随着测距技术研究的不断深入,对超声测距系统功能要求越来越高,单数码显示的超声测距系统会带来较大的测试误差。
进一步要求以后生产的超声测距仪能够具有双显及内带有单板机的微处理功能。
随后具有检测,记录,存储,数据处理与分析等多项功能的智能化检测分析仪相继研制成功。
超声仪研制呈现一派繁荣景象。
其中,煤炭科学研究院研制的XXA型超声分析检测仪,是一种内带微处理器的智能化测量仪器,全部操作都处于微处理器的控制管理之下,所有测量值,处理结果,状态信息都在显像管上显示出来,并可接微型打印机打印。
其数字和波形都比较清晰稳定,操作简单,可靠性高,具有断电存储功能,其串口可以方便用户对仪器的测试数据进行后处理及有关程序的开发。
与国内同类产品相比,设计新颖合理,功能齐全,在仪器设计上有重大突破和创新,达到了国际先进水平。
1.3课题研究内容
本文介绍基于单片机控制的倒车雷达系统,由单片机控制,计算超声波自发射至接收的往返时间,利用声波在空气中的传输速度,从而得到实测距离。
再根据障碍物与车尾的距离远近情况发出警报。
研究内容主要包括三部分:
硬件电路设计、软件程序设计
及系统运行调试。
1•硬件电路设计主要包括:
(1)单片机系统电路
(2)显不电路
(3)超声波发射电路
(4)超声波接受电路
2.软件程序设计主要包括:
主程序、超声波发射子程序、超声波接收中断程序以及显示子程序等;
3.选择器件、焊接电路及运行调试主要包括:
超声波发射与接收调试、显示调试及总体系统调试等。
2超声波测距原理
2.1超声波传感器介绍
超声波由于其指向性强、能量消耗缓慢、传播距离较远等优点,而经常用于距离的测量,如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
超声波测距主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场,例如液位、井深、管道长度等场合。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制,并且在测量精度方面能达到工业实用的要求,因此在测控系统的研制上得到了广泛应用。
超声传感器是一种将其他形式的能转变为所需频率的超声能或是把超声能转变为同频率的其他形式的能的器件。
目前常用的超声传感器有两大类,即电声型与流体动力型。
电声型主要有:
1压电传感器;2磁致伸缩传感器;3静电传感器。
流体动力型中包括有气体与液体两种类型的哨笛。
由于工作频率与应用目的不同,超声传感器的结构形式是多种多样的,并且名称也有不同,例如在超声检测和诊断中习惯上都把超声传感器称作探头,而工业中采用的流体动力型传感器称为“哨”或“笛”。
压电传感器属于超声传感器中电声型的一种。
探头由压电晶片、楔块、接头等组成,是超声检测中最常用的实现电能和声能相互转换的一种传感器件,是超声波检测装置的重要组成部分。
压电材料分为晶体和压电陶瓷两类。
属于晶体的如石英,規酸锂等,属于压电陶瓷的有错钛酸铅,钛酸领等。
其具有下列的特性:
把这种材料置于电场之中,它就产生一定的应变;相反,对这种材料施以外力,则由于产生了应变就会在其内部产生一定方向的电场。
所以,只要对这种材料加以交变电场,它就会产生交变的应变,从而产生超声振动。
因此,用这种材料可以制成超声传感器。
传感器的主要组成部分是压电晶片。
当压电晶片受发射电脉冲激励后产生振动,即可发射声脉冲,是逆压电效应。
当超声波作用于晶片时,晶片受迫振动引起的形变可转换成相应的电信号,是正压电效应。
前者用于超声波的发射,后者即为超声波的接收。
超声波传感器一般采用双压电陶瓷晶片制成。
这种超声传感器需要的压电材料较少,价格低廉,且非常适用于气体和液体介质中。
在压电陶瓷上加有大小和方向不断变化的交流电压时,根据压电效应,就会使压电陶瓷晶片产生机械变形,这种机械变形的大小和方向在一定范围内是与外加电压的大小和方向成正比的。
也就是说,在压电陶瓷晶片上加有频率为fO交流电压,它就会产生同频率的机械振动,这种机械振动推动空气等媒介,便会发出超声波。
如果在压电陶瓷晶片上有超声机械波作用,这将会使其产生机械
变形,这种机械变形是与超声机械波一致的,机械变形使压电陶瓷晶片产生频率与超声机械波相同的电信号。
压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的,超声波发生器内部结构如图2.1所示。
图2.1压电式超声波发生器结构图
它有两个压电晶片和一个共振板,当它的两极外加脉冲信号,其频率等于压电晶片的固有振荡频率时,压电晶片将会发生共振,并带动共振板振动,便产生超声波。
反之,如果两电极间未外加电压,当共振板接收到超声波时,将压迫压电晶片作振动,将机械能转化为电信号,这时它就成为超声波传感器。
压电陶瓷晶片有一个固定的谐振频率,即中心频率fOo发射超声波时,加在其上面的交变电压的频率要与它的固有谐振频率一致。
这样,超声传感器才有较高的灵敏度。
当所用压电材料不变时,改变压电陶瓷晶片的几何尺寸,就可非常方便的改变其固有谐振频率。
利用这一特性可制成各种频率的超声传感器。
超声波传感器的内部结构由压电陶瓷晶片、锥形辐射喇叭、底座、引线、金属壳及金属网构成,其中,压电陶瓷晶片是传感器的核心,锥形辐射喇叭使发射和接收超声波能量集中,并使传感器有一定的指向角,金属壳可防止外界力量对压电陶瓷晶片及锥形辐射喇叭的损坏。
金属网也是起保护作用的,但不影响发射与接收超声波。
2.2超声波传感器的特性
超声波传感器的基本特性有频率特性和指向特性。
一、频率特性,图2・2是超声波发射传感器的频率特性曲线。
篇二:
倒车雷达毕业论文
摘要
采用超声波测距原理,驾驶者在倒车时,将汽车的挡位推到R挡,启动倒车雷达,在控制器的控制下,由装置于车尾保险扛上的探头发送超声波,遇到障碍物,产生回波信号,传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理,从而计算出车体与障碍物之间的距离,判断岀障碍物的位置,再由LED显示器和蜂鸣器声发岀警示信号,从而使驾驶者倒车时不至于撞上障碍物。
整个过程,驾驶者无须回头便可知车后的情况,使停车和倒车更容易,更安全。
本文在查阅、分析国内外倒车雷达系统相关技术的基础上,结合最新研究成果,对基于超声波测距的倒车雷达预警系统的研制进行了深入探讨和研究。
该系统分为测距模块、系统控制模块和显示报警模块,并分别对其进行方案分析,构建了倒车雷达预警系统的系统构架和设计方案;在硬件电路中,详细阐述了运用单片机技术实现的可视倒车雷达预警系统的测距实现原理,分析了以AT89S52单片机为主控单元的系统硬件设计,并通过系统仿真研究,验证了系统的可靠性和可行性。
1绪
论
1
1.1倒车雷达防撞的意
义
1
1.2倒车雷达的发展过
程
2
1.3本文主要内
容
3
2系统构建与方案设
计
5
2.1系统设计要
求
5
2.2系统构
建
5
2.3系统方案设
计
6
2.3.1测距系统方案设
计
6
2.3.2控制系统方案设
计
7
2.3.3显示报警系统方案设
计
8
2.3.4系统探测范围及传感器布点的确
*
8
C
结
>.4
本
小
…10
3
系
统
硬
件
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11
3.1系
;统
硬
件设
计
思
想
….11
3.2
测
距
系
统
设
计
,…12
3.2.1超:
声波
发射
模块
电路
设
计
12
3.2.2超:
声波
接收
模块
电路
设
计
13
3.2.3
测
温
电
路
设
计
15
3.3控制系统设
计
16
3.3.1AT89S52单片机最小系统设
计
16
3.3.3换向选通电路设
计
17
2.3.4电源模块电路设
计
18
3.3显示报警模块电路设
计
19
3.3.1显示模块电路设
计
19
3.3.2报警模块电路设
计
19
3.4.1本章小
结
20
件
设
计
4系统软
・・22
4.1主程
序
设
计
22
4.2超声波测距子程序及其流程图22
4.3超声波测距流程
图25
4总结与展
望
26
5致
谢
276参考文
献
28
7附
录
29
1绪论
自XX年以来,家用轿车成为继购房之后的又一大消费热点。
据新华社报道,XX年4月份中国轿车产量高达16.69万辆,同比增长83%;中国国家汽车行业“十五”规划研究组预测,XX年和XX年,全国轿车总有量将分别达到843—869万辆和1423—1542万辆,轿车需求量为110—121万辆和193—220万辆;国际汽车制造商协会也在最近预测,中国今年将成为第三大汽车市场,同时也证明中国将成为全球汽车配套服务产业的第四大市场,汽车用品及服务行业正赶上历史上从未有过的空前繁荣期。
另据有关
专业机构统计,目前有车一族用于每辆新购汽车的平均装潢费用4500元。
现在是汽车越来越多,车位越来越多,泊位越来越小,新司机越来越多,女司机越来越多,刮蹭等倒车事故越来越多,因倒车事故引发的纠纷越来越多。
以上的事实及数字读起来索然无味,但却实实在在地告诉我们一种消费的趋势正在形成,一片近乎空白的市场已凸现眼前。
现在汽车出厂大多都不配备倒车雷达,有安装倒车雷达的车也是和倒车雷达厂家合作生产,基于此,计划自主设计开发一种主要用于售后市场的、结构简单、制作方便、成本低廉的倒车雷达。
1・1倒车雷达防撞的意义
“往后倒一点,再往后,打方向盘,打多了,回一点再倒,好,停。
”相信一般的车主在停车场泊位时,都会遇到车辆保管员的“热情招呼”。
车技纯熟的倒也与人工提示配合默契;车技一般、方向感较差的,就经常使负责指挥的那位人士高度紧张,脾气急躁的还少不了挤兑车主几句。
可是,并不是所有车主都有幸得到人工倒车指引,比如,有时回家晚了,一个人慢慢倒车,不小心还真容易磕磕碰碰,更有甚者,倒车时没注意到车后有个小孩老人什么的,后果就会比较严重。
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”因此应运而生,而且,越来越先进的产品电投放到市场中,广为人知。
倒车雷达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对前后左右探
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,提高驾驶的安全性。
1.2倒车雷达的发展过程倒车雷达,又称泊车辅助系统,或称倒车电脑警示系统。
它是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置,由超声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器(或蜂鸣器)等部分组成。
它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、倒车和启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,提高驾驶的安全性。
现在市面上的倒车雷达大多采用超声波测距原理,驾驶者在倒车时,将汽车的挡位推到R挡,启动倒车雷达,在控制器的控制下,由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波,遇到障碍物,产生回波信号,传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理,从而计算出车体与障碍物之间的距离,判断出障碍物的位置,再由显示器显示距离并发岀警示信号,从而使驾驶者倒车时不至于撞上障碍物。
整个过程,驾驶者无须回头便可知车后的情况,使停车和倒车更容易、更安全。
第一代:
倒车时通过喇叭提醒。
“倒车请注意”想必不少人还记得这种声音,这就是倒车雷达的第一代产品,现在只有小部分商用车还在使用。
只要司机挂上倒档,它就会响起,提醒周围的人注意。
从某种意义上说,它对司机并没有
直接的帮助,不是真正的倒车雷达。
价格便宜,基本属于淘汰产品。
第二代:
采用蜂鸣器不同声音提示驾驶员。
这是倒车雷达系统的真正开始。
倒车时,如果车后1・8米一1.5米处有障碍物,蜂鸣器就会开始工作。
蜂鸣声越急,表示车辆离障碍物越近。
但没有语音提示,也没有距离显示,虽然司机知道有障碍物,但不能确定障碍物离车有多远,对驾驶员帮助不大。
第三代:
数码波段显示具体距离或者距离范围。
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距离。
如果是物体,在1・8米开始显示;如果是人,在0.9米左右的距离开始显示。
这一代产品有两种显示方式,数码显示产品显示距离数字,而波段显示产品由三种颜色来区别:
绿色代表安全距离,篇三:
倒车雷达系统毕业论文
南京理工大学
毕业设计说明书(论文)
作者:
教学点:
专业:
题目:
朱健宇准考证号:
指导者:
(姓名)(专业技术职务)
评阅者:
(姓名)(专业技术职务)
年月
目次
1绪
论
1
1.1课题研究的背
景1
1.2课题研究的意
义1
2总体设计方案及论
证3
2.1设计思
路
3
2.2系统结构设
计4
3硬件实现及单元电路设
计5
3.1主控制模
块5
3.2超声波测模
块7
3.3测距分
析
10
3.4时钟电路的设
计12
3.5复位电路的设
计12
3.6声音报警电路的设
计13
3.7显示模
块
14
3.8按键控制模
块15
3.9电源开关电
路16
4系统软件的设
计
17
4.1超声波测距仪的算法设
计17
4.2超声波探测程序流程
图20
5系统的误差分
析
21
5.1
声
速
引
起
的
误
差・
21
图5.1
空
气
中
温
度
_声
速
图・
22
5.2单片
机
时
间
分
辨
率的
影
响・
..22
6
总
结・
24
7
参
考
文
献•
・25
附
录・
27
附
件
1
•
■
原
理
图
….27
附件2:
程
序
28
附件3元件清
单
..43
附件4:
实物
图
....44
- 配套讲稿:
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