倒車?yán)走_(dá)開題報(bào)告(共9頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告 題 目： 倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： XX學(xué)院 專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 班 級(jí)： 201X級(jí) 學(xué) 號(hào)： XX 學(xué)生姓名： XX 指導(dǎo)教師： XX 2016年 2月 23 日貴州大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告表論文(設(shè)計(jì))名稱倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文（設(shè)計(jì)） 來源教師擬題論文（設(shè)計(jì)）類型設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師XX學(xué)生姓名XX學(xué)號(hào)XX班級(jí)20XX 級(jí)一、設(shè)計(jì)的目的和意義： 倒車?yán)走_(dá)(car reversing aid system)是汽車泊車時(shí)的安全輔助裝置，能以聲音警示和距離顯示提醒駕駛員后方障礙物的情況，解除了駕駛員泊車和起動(dòng)車輛時(shí)前后左右探

2、視的困擾1。超聲波倒車?yán)走_(dá)也叫“倒車防撞雷達(dá)”，是汽車在停車或者倒車時(shí)的輔助設(shè)備，由超聲波傳感器（俗稱探頭）、電腦微處理器和顯示設(shè)備等部分組成。能顯示距離障礙物的距離或發(fā)出報(bào)警聲，告知駕駛員周圍障礙物的情況，提高駕駛的安全2。隨著科技的發(fā)展，人們對汽車安全與舒適性的要求越來越高。為了提高汽車的安全性，汽車生產(chǎn)過程中常給汽車裝上倒車?yán)走_(dá)，使得汽車的安全性大為提高。目前，國內(nèi)外的高檔汽車幾乎都裝有倒車?yán)走_(dá)，并且倒車?yán)走_(dá)的應(yīng)用也正逐漸在汽車行業(yè)普及3。二、設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢：國內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢：近十年內(nèi)，國內(nèi)外研究人員主要研究超聲波回波信號(hào)的處理方法，新型超聲波換能器、超聲波發(fā)射脈沖選取等方面做

3、了大量的研究，并針對超聲波的干擾提出了各種解決方法，這些方法使得超聲波的測量距離精度大大提高，對應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域汽車倒車?yán)走_(dá)也進(jìn)行了各項(xiàng)改進(jìn)，使得汽車的安全性能大幅提高。目前汽車的倒車?yán)走_(dá)的高端應(yīng)用領(lǐng)域是自動(dòng)泊車系統(tǒng)，倒車?yán)走_(dá)結(jié)合倒車攝像系統(tǒng)，倒車時(shí)車后的視野直觀的顯示在汽車的儀表盤上，讓倒車變得更容易4。三、主要研究或設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要解決的關(guān)鍵問題和思路：1、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：1)超聲自動(dòng)測距系統(tǒng)的原理分析與設(shè)計(jì)超聲波發(fā)射與接收的原理，超聲波發(fā)射與接收的外圍電路以及外圍電路與單片機(jī)的接口處理。2)超聲波的發(fā)射與接收電路調(diào)試與裝配在確定正式電路之前必須對超聲波的發(fā)射與接收系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，并不斷的改進(jìn)，找出

4、誤差的所在，確定最優(yōu)方案，最后進(jìn)行硬件裝配。3)距離測量與報(bào)警單片機(jī)對超聲波接收端的接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)換成距離進(jìn)行顯示。并可以設(shè)定安全距離，當(dāng)測量得的距離低于安全距離時(shí)進(jìn)行報(bào)警。2、重點(diǎn)與難點(diǎn)(1) 超聲波傳播的速度不恒定超聲波在介質(zhì)中的傳播速度隨周圍環(huán)境的變化而變化，其中溫度的影響最為明顯。常溫下，超聲波的傳播速度為340m/s，溫度每升高1，聲速增加約為0.6m/s5。(2) 回波信號(hào)幅值隨傳播距離增大呈指數(shù)規(guī)律衰減6回波信號(hào)幅值隨傳播距離增大呈指數(shù)規(guī)律衰減，使得接收傳感器接收到的回波信號(hào)隨著測量距離的增大而大幅減小，給回波前沿的準(zhǔn)確定位帶來困難，造成測量精度降低7。(3) 盲區(qū)發(fā)射

5、超聲波時(shí)，超聲波換能器在驅(qū)動(dòng)脈沖結(jié)束后，會(huì)由于慣性繼續(xù)振動(dòng)，產(chǎn)生余振8。余振期間，由于無法區(qū)分回波信號(hào)與余振信號(hào)，因此必須等余振停止或衰減到足夠小后，才能允許接收傳感器接受信號(hào)。這段時(shí)間由于無法檢測超聲波傳播距離，從而出現(xiàn)盲區(qū)9。 3、擬采用的研究手段（1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)：單片機(jī)最小系統(tǒng)蜂鳴器報(bào)警數(shù)碼管顯示Usb電源按鍵控制超聲波模塊系統(tǒng)框圖本系統(tǒng)可以通過超聲波模塊測量系統(tǒng)到障礙物之間的距離并用數(shù)碼管顯示出來，用戶還可以通過按鍵設(shè)置下限報(bào)警距離，假如測量的距離低于設(shè)置的報(bào)警值則通過蜂鳴器發(fā)聲提醒用戶超出允許范圍。（2）硬件設(shè)計(jì)： 單片機(jī)最小系統(tǒng)：我采用的最小系統(tǒng)包括了晶振、復(fù)位電路、燒制程序口、數(shù)碼

6、管顯示、蜂鳴器報(bào)警等功能，避免了焊接的麻煩，能更好、更精確的實(shí)施測試。超聲波模塊：采用現(xiàn)成的超聲波模塊，該模塊可提供 2cm-400cm 的非接觸式距離感測功能，測距精度可達(dá)高到 3mm。模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。（3）電源模塊：采用USB供電。四、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）所必須具備的工作條件及解決的辦法：搜集相關(guān)題材的文獻(xiàn)資料及參考資料，通過材料進(jìn)行分析、進(jìn)行消解，整理材料，更多是與指導(dǎo)老師多溝通；交流意見。結(jié)合課題的題材完成，以能說明自己的觀念為史料的相關(guān)證據(jù)。五、工作的主要階段、進(jìn)度與時(shí)間安排：1、7月1日7月5日收集相關(guān)題材的文獻(xiàn)、參考資料，完成開題報(bào)告。2、7月6日7月12

7、日構(gòu)思畢業(yè)設(shè)計(jì)及編寫軟件。3、7月12日7月13日撰寫論文初稿。4、7月13日7月15初稿審核，修改，完成終稿5、7月15日7月18日論文評審，定稿6、7月18日7月22日準(zhǔn)備論文答辯7、最后成績上報(bào)及歸檔六、閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱：1 騰志軍，陳莉，張宇帥一種語音同步提示的倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì)J電子科技，2007，218(11)：77792 仇成群，胡天云.基于超聲波的汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)N.傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2009，31-32.3 彭翠云，趙廣耀，戎海龍.汽車倒車系統(tǒng)中超聲波測距模塊的設(shè)計(jì)M.壓電與聲光，2008; 30.4 金元郁，張海鷹.超聲波自主探路車探測方法的改進(jìn)M.傳感器與儀器儀

8、表，2009，（1）209-211.5 童峰，許肖梅，許天增.基于遺傳算法的超聲LMS自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)S.應(yīng)用聲學(xué)，2000，69.6 Yang Yichun, MaChizhou. Algorithm study of fast and accurate time-delay estimation with fine interpolation of correlation peakJ Acta Acustica 2003,28.7 汪恩軍，等.車轍檢測中超聲測距數(shù)據(jù)采集方法N.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30（1）8 馬志敏，等.一種自動(dòng)抑制超聲測量盲區(qū)的方法M.聲學(xué)技術(shù)，2005，24（1

9、）126-1279 QangLi Zhang, Y ,P , Zheng, G.Gain.Flatness Consideration on the Ultra-Wideband Low-Noise Amplifier Design S IEEE Trans,2005,6指導(dǎo)師意見和建議：指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日專心-專注-專業(yè)文獻(xiàn)綜述超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)我們把頻率高于20000赫茲的聲波稱為“超聲波”。超聲波具有方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)?？捎糜跍y距，測速，清洗，焊接，碎石等。在醫(yī)學(xué),軍事,工業(yè),農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用，本次設(shè)計(jì)主要是利用超聲波做汽車的

10、倒車預(yù)警系統(tǒng)。倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)主要是由超聲波測距實(shí)現(xiàn)。超聲波測距是一種非接觸式的檢測方式。與其它方法相比，如電磁的或光學(xué)的方法，它不受光線、被測對象顏色等影響。對于被測物處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境下有一定的適應(yīng)能力。特別是應(yīng)用于空氣測距，由于空氣中波速較慢，其回波信號(hào)中包含的沿傳播方向上的結(jié)構(gòu)信息很容易檢測出來，具有很高的分辨力，因而其準(zhǔn)確度也較其它方法為高。超聲波測距器，可以應(yīng)用于汽車倒車、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場的位置監(jiān)控和移動(dòng)機(jī)器人的研制上，也可在潮濕高溫，多塵等惡劣環(huán)境下工作。例如：液位、厚度、管道長度等場合，汽車在行駛的過程中，各種惡劣的環(huán)境都會(huì)遇到，如何保證

11、在汽車倒車時(shí)不受到周圍環(huán)境的干擾呢？我們可以利用超聲波超強(qiáng)的搞干擾特性，保證汽車在各種情況下都能準(zhǔn)確的做出倒車預(yù)警。倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)目前有很多種，但目前應(yīng)用得最多的還是基于單片機(jī)的超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的主要原理是測量汽車到障礙物的距離，一般都采用波在介質(zhì)中的傳播速度和時(shí)間關(guān)系進(jìn)行測量。常用的技術(shù)主要有激光測距、微波雷達(dá)測距和超聲波測距三種。紅外測距的優(yōu)點(diǎn)是便宜，易制，安全，缺點(diǎn)是精度低，距離近，方向性差。激光測距的優(yōu)點(diǎn)是精確，缺點(diǎn)是需要注意人體安全，且制做的難度較大，成本較高，而且光學(xué)系統(tǒng)需要保持干凈，否則將影響測量。激光測距主要運(yùn)用于軍事方面，而在汽車領(lǐng)域

12、，要求設(shè)備成本低，安全可靠，所以基本單片機(jī)的超聲波倒車預(yù)警系統(tǒng)將成為首選。相信將來隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)也會(huì)越來越完善。倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)中的測距技術(shù)超聲波測距作為一種典型的非接觸測量方法，在很多場合，諸如工業(yè)自動(dòng)控制，建筑工程測量，機(jī)器人視覺識(shí)別，倒車防撞雷達(dá)，海洋測量，物體識(shí)別等方面得到廣泛的應(yīng)用。超聲波具有指向性強(qiáng)、能量消耗緩慢且在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)。與激光測距、紅外線測距相比,超聲波對外界光線、色彩和電磁場不敏感,更適于黑暗、電磁干擾強(qiáng)、有毒、灰塵或煙霧的惡劣環(huán)境,可在潮濕高溫，多塵等惡劣環(huán)境下工作，例如：液位、厚度、管道長度等場合。在識(shí)別透明及漫反射性差的物體上

13、也更有優(yōu)勢7。由于聲波在空氣中傳播速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光線和無線電波的傳播速度，對于時(shí)間測量精度的要求遠(yuǎn)小于激光測距、微波測距等系統(tǒng)。相比于其它定位技術(shù)而言，超聲波定位技術(shù)成本低、精度高、操作簡單、工作穩(wěn)定可靠，非常適合于短距離測量定位。因而超聲波測距器電路易實(shí)現(xiàn)、結(jié)構(gòu)簡單和造價(jià)低，而且以聲速傳播，便于檢測和計(jì)算。然而基于超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用也有很多局限性，這都影響了超聲波雷達(dá)的精度。一是超聲波在空氣中衰減極大,由于測量距離的不同,造成回波信號(hào)的起伏,使回波到達(dá)時(shí)間的測量產(chǎn)生較大的誤差8;二是超聲波脈沖回波在接收過程中被極大地展寬,影響了測距的分辨率,尤其是對近距離的測量造成較大的影響。這兩個(gè)

14、是主要影響倒車預(yù)警系統(tǒng)的精度因素，當(dāng)然還有一些其他的因素,諸如環(huán)境溫度、風(fēng)速等也會(huì)對測量造成一定的影響,這些因素都限制了超聲波測距在一些對測量精度要求較高的場合的應(yīng)用,由于汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)對精度要求并不是那么高，這些誤差都是在允許接受的范圍內(nèi)的9。測距原理超聲波倒車?yán)走_(dá)的原理一般采用渡越時(shí)間法TOF（time off light）。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為c，這樣只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接受到返回信號(hào)所以的時(shí)間，就可以計(jì)算出汽車距障礙物的距離（

15、s），即：s=c*t/25。測距方法聲波測距作為一種典型的非接觸測量方法，在很多場合，諸如工業(yè)自動(dòng)控制，建筑工程測量，機(jī)器人視覺識(shí)別，倒車防撞雷達(dá)，海洋測量，物體識(shí)別等方面得到廣泛的應(yīng)用。超聲波具有指向性強(qiáng)、能量消耗緩慢且在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)。與激光測距、紅外線測距相比,超聲波對外界光線、色彩和電磁場不敏感,更適于黑暗、電磁干擾強(qiáng)、有毒、灰塵或煙霧的惡劣環(huán)境,可在潮濕高溫，多塵等惡劣環(huán)境下工作，例如：液位、厚度、管道長度等場合。在識(shí)別透明及漫反射性差的物體上也更有優(yōu)勢7。由于聲波在空氣中傳播速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光線和無線電波的傳播速度，對于時(shí)間測量精度的要求遠(yuǎn)小于激光測距、微波測距等系統(tǒng)。相比

16、于其它定位技術(shù)而言，超聲波定位技術(shù)成本低、精度高、操作簡單、工作穩(wěn)定可靠，非常適合于短距離測量定位。因而超聲波測距器電路易實(shí)現(xiàn)、結(jié)構(gòu)簡單和造價(jià)低，而且以聲速傳播，便于檢測和計(jì)算。然而基于超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用也有很多局限性，這都影響了超聲波雷達(dá)的精度。一是超聲波在空氣中衰減極大,由于測量距離的不同,造成回波信號(hào)的起伏,使回波到達(dá)時(shí)間的測量產(chǎn)生較大的誤差8;二是超聲波脈沖回波在接收過程中被極大地展寬,影響了測距的分辨率,尤其是對近距離的測量造成較大的影響。這兩個(gè)是主要影響倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的精度因素，當(dāng)然還有一些其他的因素,諸如環(huán)境溫度、風(fēng)速等也會(huì)對測量造成一定的影響,這些因素都限制了超聲波測距

17、在一些對測量精度要求較高的場合的應(yīng)用,由于汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)對精度要求并不是那么高，這些誤差都是在允許接受的范圍內(nèi)的9。倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的核心處理器近年來，隨著單片機(jī)在我國的推廣，以其簡單實(shí)用、功能強(qiáng)、體積小而日益廣泛的被廣大設(shè)計(jì)師采用，尤其在控制領(lǐng)域中的應(yīng)用更為突出，單片機(jī)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用尤其突出，現(xiàn)在汽車的電路系統(tǒng)大多都是由單片機(jī)控制的，而本設(shè)計(jì)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，是單片機(jī)在汽車領(lǐng)域的典型應(yīng)用。單片機(jī)出現(xiàn)的歷史并不長，但發(fā)展十分迅猛，在集成度、功能、速度、可靠性、應(yīng)用領(lǐng)域等全方位向更高水平發(fā)展。目前單片機(jī)已用于工業(yè)控制、機(jī)電一體化設(shè)備、儀器儀表、信號(hào)處理、現(xiàn)代兵器、交通能源、商用設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備及家用

18、電器等各個(gè)領(lǐng)域，隨著單片機(jī)性能的不斷提高，它的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。單片機(jī)技術(shù)發(fā)展非常快，所以目前的產(chǎn)品都致力于在功能全面、技術(shù)先進(jìn)、操作簡便、安全可靠、價(jià)格合理等方面進(jìn)行仔細(xì)研究，精心設(shè)計(jì)；及時(shí)掌握最新的單片機(jī)技術(shù)，在條件允許的情況下，盡可能地利用最新的單片機(jī)技術(shù)來研制其應(yīng)用系統(tǒng)，再利用單片機(jī)體積小、價(jià)格低、功能強(qiáng)等特點(diǎn)，以保證所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在未來的一段時(shí)間內(nèi)仍具生命力。在生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域中，凡是有自動(dòng)控制要求的地方都會(huì)有單片機(jī)的身影出現(xiàn)；從簡單到復(fù)雜，從空中、地面到地下，凡是能想象到的地方幾乎都有使用單片機(jī)的需求。它的應(yīng)用必定導(dǎo)致傳統(tǒng)的控制技術(shù)從根本上發(fā)生變革。單片機(jī)的開發(fā)應(yīng)用已成為高科技和

19、工程領(lǐng)域的一項(xiàng)重大課題1-3。未來單片機(jī)將在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛。單片機(jī)STC89C52RCSTC89C51RC/RD+系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾,高速,低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可任意選擇，最新的D版本內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路6。特點(diǎn)：1.增強(qiáng)型6時(shí)鐘/機(jī)器周期，12時(shí)鐘/機(jī)器周期8051CPU2.工作電壓：5.5V-3.4V（5V單片機(jī)）/3.8V-2.0V（3V單片機(jī)）3.工作頻率范圍：0-40MHz，相當(dāng)于普通8051的080MHz。實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz。4.用戶應(yīng)用程序空間4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字節(jié)5.片上集成1280字節(jié)/512字節(jié)RAM6.通用I/O口（32/36個(gè)），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）P0口是開漏輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，7.ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器/仿真器可通過串口（P3.0/P3.1）直接下載用戶程序，8K程序3秒即可完成一片 8.EEPROM功能9.看門狗10.內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路（D版本才有）因此，本次基于單片機(jī)的超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有一定的實(shí)用和參考價(jià)值。