超声波测距系统设计开题报告

 2022-10-08 10:25:13

1. 研究目的与意义

随着传感器和单片机控制技术的不断发展,非接触式检测技术已被广泛应用于多个领域。目前,典型的非接触式测距方法有超声波测距、CCD 探测、雷达测距、激光测距等。其中,CCD 探测具有使用方便、无需信号发射源、同时获得大量的场景信息等特点,但视觉测距需要额外的计算开销。雷达测距具有全天候工作,适合于恶劣的环境中进行短距离、高精度测距的优点,但容易受电磁波干扰。激光测距具有高方向性、高单色性、高亮度、测量速度快等优势,尤其是对雨雾有一定的穿透能力,抗干扰能力强,但其成本高、数据处理复杂。与前几种测距方式相比,超声波测距可以直接测量近距离目标,纵向分辨率高,适用范围广,方向性强,并具备不受光线、烟雾、电磁干扰等因素影响,且覆盖面较大等优点。目前,超声波测距已普遍应用在液位测量、移动机器人定位和避障等领域,应用前景广阔。

超声波测距电路可以由传统的模拟或者数字电路构建,但是基于这些传统电路构建的系统往往可靠性差,调试困难,可拓展性差,经常存在问题。本设计以单片机为主控电路,通过简单的外围电路发生和接受超声波,单片机通过采样获取到超声波的传播时间,用软件来计算出距离,并且可以采集环境温度进行测距补偿,其测量电路小巧,精度高,反应速度快,可靠性好。

测距系统的设计不仅可以将大学里自动化专业的控制理念融于设计中,还可以将硬件设计

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2. 课题关键问题和重难点

关键问题:

1. 超声波测距的测量方法。

2. 单片机型号的选择。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

3.1 超声波测距的国内研究现状和趋势

3.1.1 超声波测距的国内研究现状

近十年来,国内科研人员在超声波回波信号处理方法、新型超声波换能器研发、超声波发射脉冲选取等方面进行了大量理论分析与研究,并针对超声测距的常见影响因素提出温度补偿、接收回路串入自动增益调节环节等提高超声波测距精度的措施。超声波测距中,超声波回波处理方法的优劣,直接关系到回波前沿的定位精度和渡越时间的测量精度,进而决定着超声波探测定位系统的精度和反应速度。近年来,童峰、Yang Yichun、程晓亮等先后在该方面做了大量研究。

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4. 研究方案

四、方案(设计方案、研制方案、研究方案)论证(不少于100字)

硬件系统的设计方案图如图1所示。

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5. 工作计划

第1周:接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关资料;

第2周:阅读相关资料,理解有关内容;

第3周:翻译相关英文资料,提出拟完成本课题的方案,写出相关开题报告一份;

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