设计开题报告.pdf

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1、----------------------------CHANGCHUNINSTITUTEOFTECHNOLOGY开题报告设计题目：超声波测距系统设计学生姓名：张学超学院名称：电气与信息工程学院专业名称：电子信息工程班级名称：电子1041学号：1004451112指导教师：倪红霞教师职称:副教授学历：本科2014年4月20日精选资料----------------------------一、选题依据1.设计目的及意义（1）设计目的随着社会的发展，人们对距离或长度的测量要求越来越高。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量。超声波测距

2、由于其能进行非接触测量和相对较高的精度，越来越被人们所重视。超声波测量技术利用回波测距原理，技术发展已经成熟，应用也积累了很多经验。对我而言，通过对简易的超声波测距仪的设计，需要学习使用单片机的控制功能和用超声波传感器实现测量距离，并且掌握使用Proteus99、AltiumDesigner进行电路设计和制图的方法步骤，能将设计出的电路原理图下载到PCB板进行仿真，最终制作出实物。理解超声波传感器的超声波发生机制及发射、接受，放大装置和以单片机AT89C51为中心控制单元，实现超声波发射及其遇到障碍物发生反射形成回波信号，并根据超声波在介质中的传播速度及超声波从发射到接收到回波的

3、时间，计算出发射点距障碍物的距离，以完成设计目标，熟悉51单片机软件编程及调试环境KeilC51软件。总体而言该毕业设计课题涉及了部分大学专业课程的的主要专业知识，对我的专业技能进行了一次考验。（2）意义超声波在测距方面具有以下突出的优点：1、环境介质可为空气、液体或固体等，适用范围广泛；2、对外界光线和电磁场不敏感，可用于黑暗、有灰尘或烟雾、电磁干扰强等恶劣环境中，可以降低劳动强度；3、超声波传感器结构简单，体积小，费用低，信息处理简单可靠，易于小型化和集成化；精选资料----------------------------由于超声波具有以上特点被广泛应用于测量物体的距离、厚度

4、、液位等领域。在超声波探伤、自动泊车系统和倒车雷达系统中，超声波测距有其重要的应用。随着雷达技术、激光技术、电子技术的发展，超声波技术也得到和不断的更新和发展，超声波技术己经从最初的理论研究发展到大范围地应用在无损探伤、测温、测距、流量测量、液体成分测量、岩体检测等方面。在这期间，超声波技术不断得到完善并趋于成熟，与发达国家相比，目前我国所研制出的超声波测距系统在性能方面有了很大的改善，但在精度等方面仍然很落后。高速度和高效率是现代化工业的标志，这些都是建立在高质量的基础之上，精度作为高质量的一个重要指标，需要加大力度对其进行研究。另外，我国正在使用的高精度超声测距系统大多从国外

5、进口，很大程度制约了工业的发展，增加了工业生产线投资成本，由于工业发展以及经济成本的制约，在超声波测距系统的研制和使用方面我国迫切的需要加大国产化的力度。因此，为了使我国的工业化生产与装配立足国内、走向世界，对超声波测距系统精度和实时性问题进行研究具有很高的实际意义。2.设计拟解决的工程实际问题接触式液位测量存在易渗漏、易腐蚀、不便于检修和维护等问题，利用超声波测距可以实现液位的非接触式测量，解决上述问题。与其他测位方法相比，超声波液位测量具有结构简单、非接触、安装和维护方便、性能稳定可靠等优势。移动机器人需要装备多种传感器来获取环境信息以确定自身的位置（定位）和绕开障碍物（避障

6、），其中比较常用的传感系统是视觉系统和超声波测距系统。超声波传感器已经被广泛用作测距传感器，并应用于机器人的定位和避障。随着汽车拥有量的增长，汽车的安全和使用便捷性能受到了空前的关注。由于存在视觉盲区，人们在倒车时无法看清楚车子后面的障碍物，很容易刮伤汽车或发精选资料----------------------------生事故。通过在车身前后安装超声测距传感器可以有效测量车身距障碍物间距离，解除了驾驶员泊车、倒车和起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。大多数曲面外形尺寸很难通过传统测量方式获得，而超声波测距可以通过采用

7、多传感器多角度测距，确定其外形特征，以实现对曲面的检测。着科技的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系统也有较大发展，其状况不断改善。但是，由于历史原因合成时间住的许多不可预见因素，城市给排水系统，特别是排水系统往往落后于城市建设。因此，经常出现开挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的现象。城市污水给人们带来了困扰，因此箱涵的排污疏通对大城市给排水系统污水处理，人们生活舒适显得非常重要。而设计研制箱涵排水疏通移动机器人的自动控制系统，保证机器人在箱涵中自由排污疏