倒車雷達系統(tǒng)的設(shè)計P10電子信息二班張坤201003150114

畢業(yè)設(shè)計

課題名稱

基于皮帶運輸機控制PLC的控制

姓名

張傳洋

學(xué)號201003150113所在系

電子電氣工程學(xué)院專業(yè)年級P10電子信息二班指導(dǎo)教師

馮澤虎

職稱__講

師__

_畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容1.設(shè)計的目的和意義

2.設(shè)計的主要內(nèi)容

3.畢業(yè)設(shè)計的特色及創(chuàng)新點

4.畢業(yè)設(shè)計的成果

1.設(shè)計的目的和意義

設(shè)計的目的：倒車雷達（CarReversingAidSystems）的全稱是“倒車防撞雷達”,也稱“泊車輔助裝置”,是汽車泊車安全輔助裝置,能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況,解除了駕駛員泊車和起動車輛時前后左右探視所引起的困擾,并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷,提高了安全性。隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，尤其是近幾年來，我國開始進入私家車時代，汽車的數(shù)量逐年增加，造成公路、街道、停車場、車庫等越來越擁擠。汽車駕駛員越來越擔(dān)心車的安全了，其中倒車就是一個典型。本文設(shè)計的倒車雷達預(yù)警系統(tǒng)主要是針對汽車倒車時人無法目測到車尾與障礙物體的距離而開發(fā)設(shè)計的。該系統(tǒng)將單片機技術(shù)與超聲波的測距技術(shù)、傳感器技術(shù)等相結(jié)合，可以測到汽車倒車中，其障礙物與汽車的距離，通過LED顯示屏顯示距離，并根據(jù)遠近發(fā)出警報。設(shè)計的意義汽車倒車雷達系統(tǒng)的運用可極大減輕駕駛者的體力、腦力勞動強度，降低倒車難度，避免駕駛員因方向感不強、判斷和操作失誤而引起的事故，同時，它將對提高汽車智能化水平和最終實現(xiàn)汽車無人駕駛產(chǎn)生積極的意義。2.設(shè)計的主要內(nèi)容本課題的主要任務(wù)有如下幾個方面：

（1）超聲波測距原理

（2）整體方案設(shè)計

（3）器件介紹

（4）單元電路介紹

（5）系統(tǒng)軟件（6）誤差分析2.1

超聲波測距原理2.1.1

超聲波測距誤差分析

根據(jù)超聲波測距公式L=C×T，可知測距的誤差是由超聲波的傳播速度誤差和測量距離傳播的時間誤差引起的。2.1.2

時間誤差

當要求測距誤差小于1mm時，假設(shè)已知超聲波速度C=344m/s(20℃室溫)，忽略聲速的傳播誤差。測距誤差s△t<(0.001/344)≈0.000002907s即2.907ms。在超聲波的傳播速度是準確的前提下，測量距離的傳播時間差值精度只要在達到微秒級，就能保證測距誤差小于1mm的誤差。使用的12MHz晶體作時鐘基準的89C51單片機定時器能方便的計數(shù)到1μs的精度，因此系統(tǒng)采用89C51定時器能保證時間誤差在1mm的測量范圍內(nèi)。2.1.3超聲波傳播速度誤差超聲波的傳播速度受空氣的密度所影響，而空氣的密度又與溫度有著密切的關(guān)系。為了簡化設(shè)計本設(shè)計不采用溫度補償2.2整體方案設(shè)計

系統(tǒng)框圖超聲波發(fā)送模塊驅(qū)動電路AT89C2051顯示模塊語音電路比較放大倒車檔超聲波接受模塊2.3器件介紹

STC單片機結(jié)構(gòu)圖

3.2.2LM324內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

單元電路介紹

誤差分析聲波傳輸速度與媒介的彈性模量和密度相關(guān),因此,利用聲速測量距離,就要考慮這些因素對聲速影響。在氣體中,壓強、溫度、濕度等因素會引起密度變化,氣體中聲速主要受密度影響,液體的深度、溫度等因素會引起密度變化,固體中彈性模量對聲速影響較密度影響更大,一般超聲波在固體中傳播速度最快,液體次之,在氣體中的傳播速度最慢。氣體中聲速受溫度的影響最大。聲波擾動是機械的,聲波在傳播中帶有機械能量,聲能傳播的途中逐漸轉(zhuǎn)變成熱,從而出現(xiàn)隨距離而逐漸衰減的現(xiàn)象,稱為聲吸收。聲波的頻率越高衰減得越厲害,傳播距離也越短,在給定的頻率下,衰減是濕度的函數(shù)。

超聲發(fā)送和接收：

3.1系統(tǒng)軟件STC89C2051單片機及其開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)具有語言簡潔、可移植性好、表達能力強、可進行結(jié)構(gòu)化設(shè)計、可以直接控制計算機硬件、生成代碼質(zhì)量高、使用方便等諸多優(yōu)點。該系統(tǒng)的主程序處于鍵控循環(huán)工作方式，當手柄轉(zhuǎn)入倒車檔，主程序開始調(diào)用測量子程序、顯示子程序和語音提示子程序，完成整個檢測提示過程

3.畢業(yè)設(shè)計的特色及創(chuàng)新點

3.2誤差分析聲波傳輸速度與媒介的彈性模量和密度相關(guān),因此,利用聲速測量距離,就要考慮這些因素對聲速影響。在氣體中,壓強、溫度、濕度等因素會引起密度變化,氣體中聲速主要受密度影響,液體的深度、溫度等因素會引起密度變化,固體中彈性模量對聲速影響較密度影響更大,一般超聲波在固體中傳播速度最快,液體次之,在氣體中的傳播速度最慢。氣體中聲速受溫度的影響最大。聲波擾動是機械的,聲波在傳播中帶有機械能量,聲能傳播的途中逐漸轉(zhuǎn)變成熱,從而出現(xiàn)隨距離而逐漸衰減的現(xiàn)象,稱為聲吸收。聲波的頻率越高衰減得越厲害,傳播距離也越短,在給定的頻率下,衰減是濕度的函數(shù)。4.畢業(yè)設(shè)計的成果經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題的鍛煉機會。本文所設(shè)計的倒車雷達系統(tǒng)是保障汽車倒車安全的輔助系統(tǒng)，通過超聲波探頭發(fā)出超聲波，使用高速單片機計算距離，并加入了溫度補償電路，提高了距離計算的精度。系統(tǒng)安裝的液晶顯示器可以直觀的顯示溫度和距離，給駕駛員提供了方便。倒車時當汽車與障礙物的距離小于我們所設(shè)定的安全距離時，系統(tǒng)便通過語音集成電路發(fā)出報警，提醒駕駛員，防止汽車的碰撞或擦傷，具有很強的實用性。

致謝

我衷心感謝我的指導(dǎo)老師王光亮在工作之余抽出時間來指導(dǎo)我完成本課題的設(shè)計。從論文的選題至最后的定稿都凝聚了導(dǎo)師大量的心血和汗水。他嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。王老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹向王老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。經(jīng)過2個月的研究與討論