开题报告 完整2

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1、.毕业设计(论文)开题报告题目：超声波测距系统的软件设计院（系）专业班级姓名学号导师年月...一、毕业设计（论文）综述（题目背景、国内外相关研究情况及研究意义）1、课题题目的背景和意义：随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。超声波测距技术在自动化技术和工业机器人中应用的比较多，尤其在工件生产线中的非接触环节和工业机器人的运动移位中，需要精确的距离测定。本设计以空气中超声波传播速度为确定条件，利用超声波的发射与反射时间差来测量待测距离。超声波

2、是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。近年来，随着电子测量技术的发展，运用超声波作出精确测量已成可能。超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。一般的超声波测距仪可用于固定物位或液位的测量，适用于建筑物内部、液位高度的测量等。2、国内外对本课题的研究情况：国内超声波测距仪技术相对比较落后，产品功能相对低端。国外超声波测距仪产品型号齐全，质量好，性能比较稳定。超声的研究和发展，与媒质中超声的产生和接收的研究密切相关。1883年Galton首次制成超声气哨，其原理是将压缩气体经过狭缝喷嘴形

3、成气流，吹动圆形刀口振动形成共振腔，从而产生超声。此后又出现了各种形式的汽笛和液哨等机械型超声换能器。由于这类换能器成本低，所以经过不断改进，至今仍广泛地用于超声处理技术中。20世纪初，电子学的发展使人们能利用某些材料的压电效应和磁致伸缩效应制成各种机电换能器。1917年，法国物理学家PaulLangevin用天然压电石英制成了夹心式超声换能器，并成功地应用于水下探测潜艇。随着军事和国民经济各部门中超声应用的不断发展，又出现更大超声功率的磁致伸缩换能器，以及各种不同用途的电动型、电磁力型、静电型等多种超声换能器。材料科学的发展，使得应用广泛的压电换能器也由天然压电晶体发展到机

4、电耦合系数高、价格低廉、性能良好的压电陶瓷、人工压电单晶及塑料压电薄膜(PVDF)等。产生和检测超声波的频率，也由几十千赫提高到上千兆赫。产生和接收的波型也由单纯的纵波扩大为横波、扭转波、弯曲波等。如频率为几十兆赫到上千兆赫的微型表面波都己成功地用于雷达、电子通信和成像技术等方面。...利用超声波作为定位技术是蝙蝠等一些无目视能力的生物作为防御及捕捉猎物生存的手段，也就是由生物体发射不被人们听到的超声波(20kHz以上的机械波)，借助空气媒质传播由被待捕捉的猎物或障碍物反射回来的时间间隔长短与被反射的超声波的强弱判断猎物性质或障碍位置的方法。由于超声波的速度相对于光速要小的多

5、，其传播时间就比较容易检测，并且易于定向发射，方向性好，强度好控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。超声波测距是一种利用声波特性、电子计数、光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。它在很多距离探测应用中有很重要的用途，包括非损害测量、过程检测、机器人检测和定位、以及流体液面高度测量等。二、本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施1、课题研究的主要内容假如声波在介质中传播的速度是已知的，而且声波从声源到达目标然后返回声源的时间可以测量得到，那么就可以计算出从声波到目标的距离。这就是本系统的测量原理。这里声波传播的介质为空气，采用不可见的超声波。系统超声测距

6、原理即D=Ct/2其中,D为换能器与障碍物之间的距离;C为声波传播速度t为超声波发射到返回的时间间隔。利用超声波测时间方法有相位检测法、声波幅值检测法和渡越时间检测法等。相位检测法虽然精度高，但检测范围非常有限，声波幅值检测法易受反射波影响。本超声波测距仪采用渡越时间检测法。超声波测量原理图如图1所示。图1超声波测距原理图...2、拟采用的研究方案、研究方法或措施设计一个以MC9S12XS128单片机为核心的超声波测距仪，主要应用于汽车倒车。频率为40kHz左右的超声波在空气中传播的效率最佳，发射的超声波调制成40kHz左右,具有一定间隔的调制脉冲波信号。由于本测距仪最大测量

7、量程不大，因而选择测距仪工作频率在40kHz。这样传感器方向性尖锐，且避开了噪声，提高了信噪比;虽然传播损失相对低频有所增加，但不会给发射和接收带来困难。测距系统结构如图2所示,系统由测距系统、控制和显示部分组成。显示报警电路单片机主控系统超声波发射接收电路最小系统图2测距系统结构图超声波发送脉冲信号由单片机产生,将脉冲信号放大用以驱动超声波换能器发送超声波。并由单片机控制脉冲群的脉冲个数及脉冲群之间的时间间隔,其发送间隔取决于要求测量的最大距离。若在有效测距范围内有被测物,则在后一路探测波束发出之前应