防撞雷达毕业设计开题报告.doc

西安财经学院本科毕业论文（设计）开题报告

绥化学院
本科毕业设计开题报告

超声波倒车防撞系统设计

学生姓名： 徐 伟 兴
专 业： 电子信息工程
年 级： 2010级电子一班
指导教师： 许 春 和
职 称： 讲 师
学 号： 201050207

1. 国内外研究现状及趋势
超声波是指频率在20kHz～106kHz机械波，波速一般为1500m/s,波长为0.01cm～10cm。超声波的波长远大于分子尺寸,说明超声波本身不能直接对分子起作用,而是通过周围环境的物理作用影响分子,所以超声波的作用与其作用的环境密切相关。超声波既是一种波动形式,又是一种能量形式,在传播过程中与媒介相互作用产生超声效应。超声波作为一种特殊的能量输入方式 ,所具有的高效能在材料化学中起到光、电、热方法所无法达到的作用。近年来 ,随着超声波技术的日益发展与成熟,其在新材料合成、化学反应、传递过程的强化以及废水处理等领域都得到了广泛的应用。在材料合中,尤其是纳米材料的制备中,超声波技术有着极大的潜力。通过超声波方法制备纳米材料,达到了目前我们采用激光、紫外线照射和热电作用所无法实现的目标,具有很好的前景。
20多年前出现的倒车雷达，严格而言，不属于雷达(无线电波)的产品。以最早出现的类似装置来讲，它是利用红外线的发射与接收的原理而做出的“倒车雷达”。最大的缺点是红外线波易受干扰，整个系统的警示音常呈现不稳定的乱鸣状态，另外对深黑色粗糙表面物体的反应也较差。但更糟糕的是，无论是红外线发射器或接受器，只要任何一方让一层薄薄的冰雪或泥尘覆盖，系统就会失效。最近在欧美又出现了一种电磁感应倒车雷达。在一线路套上一环型的感应圈，以感应车后物体的有无。此种装置价格中等，并且完全隐密，算是一种好产品，但可惜的是安装困难，而且只能探测动态物品，当车在后退行进时，可探测到物体，但车一旦停止后退行进，则任何物体都不被认可。换言之，如有任何物品贴在后保险杠，当车一旦停止再启动后，此装置并不会告知驾驶者后方有物品贴在保险杠，此车不能再后退，因此，实用性也相当有限。日本、美国和欧洲等国的大汽车公司都投入了相当的人力、物力，采用先进的毫米波雷达、CCD摄像机、GPS和高档微机等制成安全预警系统，使用在其所开发的高级汽车上。据海外媒体报道，戴姆勒——克莱斯勒公司日前成功开发出供商用车(
尤指卡车)使用的电子刹车系统，它与其他刹车系统的区别在于，其在卡车车头设有雷达感应器，感应器在车前观察四周环境，并将所有收集的信息交由一控制器加工处理，形成一虚拟景象。之后再借助演算法的辅助来判断所发生状况是否需要利用刹车。未来两三年内这种新型刹车系统即可量产上市，但价格昂贵，其过高的成本限制了它应用的普遍性。在底特律国际车展上，通用公司的Precept概念车装了Donnelly公司生产的以摄像机为基础的后视镜系统。该系统用一个内后视镜和两个外后视镜采集汽车周围的景象，三个景象合成一个全景图像在中控台的视屏上显示出来，还用文字说明来传达信息。摄像机也可在倒车时使用，当车后近处有障碍物时，就及时让驾驶员知晓。迄今为止，国内外许多学者均着眼于测距传感器的研究。经过几年的发展，倒车雷达系统已经过了数代技术改良，不管从结构外观上还是从性能价格上，这几代产品都各有特点，目前使用较多的是数码显示、荧屏显示和魔幻镜倒车雷达这3种。因为，大力研究开发倒车雷达等主动式汽车辅助安全装置，将减少驾驶员的负担和判断错误，对于交通安全起到重要作用。显然，此类产品的研发具有极大的现实意义和广阔的应用前景。

2. 选题的理由或意义，论文研究内容
选题意义：
随着社会的不断发展，尤其是近几年来，汽车已逐渐成为人们不可或缺的交通工具。然而由于汽车的普及，因汽车所萌生的一系列问题正渐渐凸显出来。倒车，是每位驾驶员都必须掌握的技能，如同前行一样需要小心谨慎，每年都有倒车引起事故的报道，轻则对自己的车和他人的财物造成损伤，重则可能危及他人的生命，尤其是对儿童危害较大，他们体型较小，仅从后视镜来获取视野指导倒车仍有可能会对他们造成伤害。现如今后视镜已越来越不能满足人们安全倒车的需求了。因此，增加汽车的后视能力，研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。安全避免障碍物的前提是快速、准确地测量障碍物与汽车之间的距离。为此，设计了以单片机为核心，利用超声波实现无接触测距的倒车雷达系统。本系统介绍了一种基于单片机的超声波测距倒车系统的硬件和软件设计，该系统可以精确测得车尾与障碍物的距离，指导司机安全倒车。
设计研究内容：
超声波倒车防撞系统主要由主控制器、超声波模块、键盘模块、显示电路、声光提示电路五部分电路构成，主要研究如何实现当倒车按键按下时，单片机控制超声波发射模块发射脉冲，接收模块等待接收；单片机通过发射和接收的数据计算出距离，通过液晶模块显示距离，若距离小于设定值则进行声光提示。

3. 研究方法和技术路线
学习单片机控制理论和程序设计的知识，确定了比较适当的控制理论。制作硬件电路，传统的电路部分采用手工焊接，这样易于修改电路，减少设计成本，超声波部分使用技术成熟的模块。在焊接好电路后，先进行超声波模块的功能验证，保证其工作正常。然后进行液晶显示器的显示功能验证，主要验证是否实时显示单片机计算的距离。各模块功能验证通过后，进行整体功能调试，首先完成倒车测距并在液晶显示器上实时显示，然后再进行声光报警提示功能调试。调试过程中单片机主控模块快速实现超声波发射脉冲的发射和通过超声波接收模块接收到的信号计算出距离，当距离达到设定值时声光提示是关键，是超声波倒车防撞系统设计成功的标志，软件部分是设计中的重点，是实现各部分协调工作的中心，编写程序时需要按照相应的规则进行编写。
4. 进度安排
（1）2013年12月1日～2013年12月30日，确定所要设计的课题并以该课题为中心查阅了大量的理论知识。
（2）2014年2月13日～2014年3月2日，设计并绘制电路图，购买焊接电路所需要的元件，焊接硬件电路。
（3）2014年3月3日～2014年3月17日，编写设计软件部分
（4）2014年3月18日～2014年4月20日，对设计完成的成品进行整体功能调试，观察、记录调试的结果，适当修改部分电路和程序以便达到预期效果。
（5）2014年4月21日～2014年5月12日，论文答辩。

5. 指导教师意见：
（1）该设计采用单片机控制理论，完成当倒车按键按下时，单片机控制超声波发射模块发射脉冲，接收模块等待接收；单片机通过发射和接收的数据计算出距离，通过液晶模块显示距离，若距离小于设定值则进行声光提示，可以通过键盘设置提示距离值。该设计具有一定的操作性与较高的实用性。
（2）内容合理，难度适中，研究方案可行。
（3）理论和实践相结合，能够达到提高动手能力与专业知识巩固的目的，研究内容丰富。

综上所述，根据该同学填写报告的质量，“单片机倒车防撞系统的设计”选题恰当、论文方案可行，开题报告通过，准予开题。

指导教师（签名）：
年 月 日
6. 系（部）意见：

系（部）负责人（签名）：
年 月 日
教务处制表