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毕业设计（论文）题目：红外线距离测量仪设计系(部)：信息工程系专业：电气自动化班级：XXXXX学生：XXX学号：XXXXXXX指导教师：XXX 职称：讲师摘要红外线距离测量是针对当前公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤，加上存在视觉盲区，无法看见车后的障碍物，司机在倒车时很容易刮伤汽车，甚至发生事故的情况而出现的一种旨在倒车防护的汽车防撞系统。
该系统能够在汽车以较低的速度进行倒车的过程中，识别出车后部的障碍物，并能够测量车与障碍物之间的距离，在车辆与障碍物发生碰撞前，发出声光报警，提醒司机刹车。
本设计从实验研究分析的角度，分析了红外线测距原理以及国内外此类汽车倒车存在的问题，提出了目前最简单、实用的一种红外线车辆倒车距离测量实现方案，即基于AT89C52单片机为核心的红外线测距倒车测量方案。
关键词：单片机；红外线；传感器；A/D转换作者：XXX指导老师：XXXABSTRACTInfrared vehicle astern distance measurement is in view of the current road, streets, parking lot, garage, etc more and more crowded, plus exist visual blind area, can't see the car after the obstacle, the driver in the reverse is easy to scratch the car, and even the case of an accident and the emergence of an aimed at astern protective car collision avoidance system. The system can in the car at a relatively low speed of reversing the process, a recognition of the obstacles, and can be used to measure the distance between the car and the obstacles in the vehicle and obstacles before collision, send out sound and light alarm to remind the driver brake. This design from the point of view of experiment study, this paper analyzes the principle of infrared ray range at home and abroad such reverse existent problem, put forward the most simple and practical a infrared vehicle astern distance measurement implementation scheme, that is based on AT89C51 single-chip microcomputer as the core of the infrared range astern measurement scheme.Keywords: SCM; Infrared; sensor；A/D ChangeAuthor:XXXGuiding Teacher: XXX目录第一章引言 (1)第二章硬件介绍 (2)2.1红外线概述红外线概述 (2)2.1.1红外线简介红外线简介 (2)2.1.2红外传感器的分类 (3)2.1.3红外传感器的应用 (5)2.2 AT89C52单片机的概述 (6)2.3 TLC1549简介 (9)第三章红外测距的工作原理与基本结构 (11)3.1红外测距发射与接收器件简介 (11)3.2红外线测距的工作原理 (12)3.3红外测距系统的基本结构 (12)第四章红外线测距的硬件设计 (15)4.1红外测距的实现构想 (15)4.2系统和硬件结构电路图 (15)4.3各硬件的电路设计 (16)第五章红外测距的软件设计 (18)5.1系统软件的结构框图 (18)误差分析 (19)总结 (20)致谢 (21)参考文献： (22)第一章引言随着汽车工业的发展，城市汽车数量迅速增加。
一、实训目的本次实训旨在让学生了解红外线避障技术的原理，掌握红外线避障小车的制作方法，培养学生的动手能力、实践能力和创新精神。
二、实训内容1. 红外线避障原理红外线避障技术是利用红外线发射器和接收器检测前方障碍物，并根据距离调整小车行驶速度和方向的技术。
当红外线发射器发出的红外线遇到障碍物时，部分红外线会被反射回来，被接收器接收，从而实现避障功能。
2. 红外线避障小车制作（1）材料与工具材料：红外线发射器、红外线接收器、STC89C52单片机、电机驱动模块、电源模块、车轮、支架等。
工具：万用表、焊接工具、电烙铁、线路板等。
（2）制作步骤① 设计电路图：根据红外线避障原理，设计电路图，确定各元器件的连接方式。
② 制作线路板：根据电路图，制作线路板，并进行元器件焊接。
③ 安装元器件：将红外线发射器、接收器、单片机、电机驱动模块等元器件安装在车体上。
④ 编写程序：编写单片机程序，实现红外线避障功能。
⑤ 调试与测试：调试程序，测试小车避障效果。
三、实训过程1. 学习红外线避障原理，了解红外线发射器和接收器的工作原理。
2. 根据红外线避障原理，设计电路图，确定元器件连接方式。
3. 制作线路板，进行元器件焊接。
4. 编写单片机程序，实现红外线避障功能。
5. 调试程序，测试小车避障效果。
四、实训结果与分析1. 实训结果通过本次实训，成功制作了一台红外线避障小车，小车能够根据前方障碍物的距离调整行驶速度和方向，实现避障功能。
2. 分析（1）红外线避障原理：红外线避障技术利用红外线发射器和接收器检测前方障碍物，当红外线遇到障碍物时，部分红外线会被反射回来，被接收器接收，从而实现避障功能。
（2）电路设计：电路设计合理，元器件连接正确，程序编写正确，实现了红外线避障功能。
（3）程序调试：程序调试过程中，发现问题并及时解决，提高了小车避障效果。
五、实训总结1. 通过本次实训，使学生掌握了红外线避障技术的原理和制作方法。
红外线防撞器工作原理
红外线防撞器是一种常用于车辆和机械设备中的安全装置，它通过红外线技术来检测车辆或者物体之间的距离，以避免碰撞和意外事件的发生。
红外线防撞器通常由发射器和接收器两部分组成。
发射器会发出一束红外线信号，而接收器会接收到这个发射出来的红外线信号。
当车辆或者物体靠近红外线防撞器时，红外线信号会被物体所反射或阻挡，接收器将会发现红外线信号的强度发生了改变。
红外线防撞器的工作原理是基于这种红外线的反射原理。
通过测量发射出的红外线信号的强度变化，即可判断物体的距离。
当物体靠近红外线防撞器时，信号的强度会增加，反之则会减小。
这个强度的变化会被处理电路进行分析和判断，当超过设定的阈值时，红外线防撞器会触发报警或者采取相应的安全措施。
红外线防撞器的工作原理基于红外线信号的反射，因此在使用过程中需要考虑一些因素，比如环境的光线情况、物体的表面颜色和材质等。
这些都会影响红外线信号的反射和传播，进而对红外线防撞器的工作效果产生一定的影响。
因此，在实际应用中，需要根据具体的环境和要求进行调整和优化，以保证红外线防撞器的准确性和可靠性。
人体红外线感应技术在汽车避让系统中的应用摘要：汽车是我们日常生活中不可或缺的交通工具，但是在人们使用不当的时候，会发生惨不忍睹的交通事故。
而基于人体红外线感应技术的产品具有智能感应和自动控制的特点。
利用人体红外线感应技术原理研制的汽车避让系统能够很大程度上的避免交通事故，减少悲剧的发生，特别是应用于大型卡车和公交车。
关键词：人体红外线感应技术，汽车避让系统，智能控制每年因为交通安全事故失去生命的不计其数，每年有70万人死于道路交通事故，意味着每50秒就有一人死于车祸，每两秒种就有人因交通事故受伤或致残，交通安全问题在快速发展中，但是在某些问题还存在很大的问题，发生了很多的悲剧，举个例子，为了适应经济的发展，我国建设了四通八达的公路网络，给国人出行带来了极大的方便。
当然，在交通发达的同时，也带来了潜在的负面效果，造成交通事故频频发生，已经成为世界死亡较高的公害之一。
小孩容易发生车祸的主要原因有以下几点：在发生车祸的事件中，小孩子占有相当大的比例，专家认为这主要与小孩的特点有关。
1.冲动。
一般来说，孩子容易冲动，当看到空当时，想急于通过，而把家长教育的注意事项全忘了，他们会突然穿过马路。
2.多动。
小孩子天眭活泼，走路不是一步步，而是蹦蹦跳跳，或快速奔跑，过也是这样，很容易被过往的车辆刮着或碰着。
3.恐慌。
小孩子看到一些现象后，容易受到恐吓而出现惊慌，导致情绪失去控制。
4.判断。
小孩子的判断力弱，而成人可以同时注视两三件事物，从而对情况作出正确判断。
5.听力。
小孩子大多不能正确辨别声源来自哪里，会判断错误，以致发生惨剧。
6.交通意识不强。
小孩子交通意识不强，对一些意识词汇不敏感，不知道它们的意义何在。
7.综合素质差。
成人可以左右兼顾，而孩子却不能，所以斑马线，他们容易发生交通事故。
而通常发生交通事故的原因有几点：1.路面原因。
路面太窄，崎岖不平，或车辆拥挤。
2.车辆原因。
车本身有各种故障。
3.人为原因。
红外线测距系统的建立及其在汽车防撞系统中的应用1引言随着经济的发展，交通运输业日益繁荣，但由于道路状态、交通管理等硬件难以跟上，加上驾驶超车、出车开小差、错误估计车距等主观的原理，使相互碰撞的交通事故频频发生。
解决这个问题的根本措施在于给行进中的汽车安装能自动跟踪测距，在危险距离内自动刹车的装置。
由于电子技术的发展，先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。
其中激光测距是靠激光束照射在前车上的反射镜（汽车尾部）反射回来的激光束探测两车距离。
由于受恶劣的天气、汽车激烈的振动，反射镜表面磨损，污染等因素影响，使反射的激光束在一定功率上探测距离比可能探测的最大距离减少1/2～1/3，损失很大，影响探测的精确度；微波雷达测距技术为军事和某些工业开发采用的装备和振荡器等电路部分价格昂贵，现在几乎还没有开拓民用市场；超声波测距在国内外已有人做过研究，由于采用特殊专用元件使其价格高，难以推广；红外线作为一种特殊的光波，具有光波的基本物理传输特性—反射、折射、散射等，且由于其技术难度相对不太大，构成的测距系统成本低廉，性能优良，便于民用推广。
当前测距系统所用的测距基本原理都是建立在测量时间差的基础上，而测量时间的方法主要有“脉冲方式”和“调频2 连续波方式”。
这两种测量方式都是以模拟电路来实现，由于器件延时的影响，使测量精度大大下降。
本文采用“计数”方式，通过单片机处理，使测量准确度有了很大提高。
因此，本文研究的红外测距系统成本较低，机体尺寸小，而且利用一种新的测距原理结合单片机技术的处理，使测量精度有了较大提高；同时把这种测距系统应用于汽车防撞系统中，并进行了装车防撞试验。
试验结果表面，这种系统能探测的距离大于40m，且分析判断险情的速度快，准确性较高。
2红外线测距基本原理及其系统的建立 2.1基本原理红外线发射器不断发。
红外线报警缓冲撞限高杆红外线报警缓冲撞限高杆是一种用于交通管理和安全控制的高科技装置，它通过红外线感应器和报警系统来识别车辆并在必要时发出警报。
在城市交通繁忙的道路上，红外线报警缓冲撞限高杆起着至关重要的作用，帮助管理交通流量，保障交通安全。
本文将详细介绍红外线报警缓冲撞限高杆的工作原理、优势和应用场景。
一、工作原理红外线报警缓冲撞限高杆主要由感应器、控制器和报警器组成。
感应器安装在限高杆上方，能够在车辆行进时对车辆进行无线探测，并将探测到的车辆信息传输给控制器。
控制器根据感应器传来的信息判断车辆是否超高，以及车辆的速度和方向。
当控制器判断车辆超高或者速度过快时，便会通过报警器发出声音或者光线警报，提醒驾驶员及时减速或者停车避让，以避免碰撞和交通事故的发生。
二、优势1.实时监控：红外线报警缓冲撞限高杆能够实时监控车辆的行驶情况，及时预警并警示驾驶员，避免车辆撞击限高杆或者与其他车辆发生碰撞。
2.智能灵敏：通过先进的感应技术，可以对车辆的尺寸、速度和方向进行准确判别，提高了对车辆的监测和控制的智能化和灵敏度。
3.节能环保：采用红外线技术，对环境没有辐射污染，不占用额外的能源，具有节能环保的特点。
4.可靠耐用：经过严格的设计和测试，具有较高的稳定性和可靠性，能够在恶劣的环境条件下长时间稳定工作。
三、应用场景1.路口交通管理：在城市道路的交叉口附近安装红外线报警缓冲撞限高杆，能够监测车辆的速度和方向，并在必要时发出警报，有效控制车辆逆行和闯红灯的行为。
2.停车场管理：在停车场的入口处安装红外线报警缓冲撞限高杆，能够对车辆的高度进行监测，并在车辆超高时及时报警，防止车辆进入停车场后发生碰撞和事故。
3.桥梁隧道安全：在桥梁和隧道的入口处设置红外线报警缓冲撞限高杆，可以对车辆的高度和速度进行监测，并在车辆超高或者超速时及时报警，保障桥梁和隧道的安全。
4.高速公路限高监测：在高速公路的限高通道设置红外线报警缓冲撞限高杆，能够监测车辆的高度，警示超高车辆及时绕行，保障高速公路的车辆通行安全。
红外线报警缓冲撞限高杆红外线报警缓冲撞限高杆是一种新型的交通设施，它具有红外线报警、缓冲撞击和限高功能于一体，可以有效地保障道路交通的安全，防止车辆超速、违章闯红灯等交通违法行为。
本文将从多个角度来介绍红外线报警缓冲撞限高杆的工作原理、安装效果和对交通安全的重要性。
一、工作原理红外线报警缓冲撞限高杆的工作原理主要分三个部分：红外线报警、缓冲撞击和限高。
首先是红外线报警功能。
红外线传感器可以感知车辆的行驶速度和距离，一旦发现车辆存在违章行为，如超速、闯红灯等，系统会立即触发报警信号，提醒驾驶员及时减速或停车。
其次是缓冲撞击功能。
红外线报警缓冲撞限高杆的支柱内部设有一定的缓冲材料，一旦车辆冲击到杆子上，缓冲材料会起到缓冲作用，减轻碰撞对车辆和杆子本身的伤害。
这种设计可以有效地减少交通事故造成的人员伤亡和财产损失。
最后是限高功能。
红外线报警缓冲撞限高杆在道路上设置一定的高度限制，只有符合标准高度的车辆才能正常通过，超高车辆会被限制通行或触发报警系统。
这样可以有效地阻止超高车辆进入限高区域，减少交通拥堵和安全隐患。
二、安装效果红外线报警缓冲撞限高杆的安装对交通安全起到了积极的作用。
通过实际的安装效果来看，它的作用主要表现在以下几个方面：1. 有效预警：红外线报警缓冲撞限高杆可以实时监测车辆的行驶状态，提前发现违章行为，及时报警提醒，有效预防交通事故的发生。
2. 缓冲保护：红外线报警缓冲撞限高杆的缓冲材料能够有效地减轻车辆撞击带来的冲击力，保护车辆和限高杆本身，降低事故造成的损失。
3. 限高管理：设置在高架桥和隧道入口处的红外线报警缓冲撞限高杆能够有效地管理超高车辆的通行，保障桥梁和隧道的安全运行。
根据实际的使用情况，红外线报警缓冲撞限高杆的安装效果是非常显著的，为维护道路交通秩序和提高交通安全水平起到了重要作用。
三、交通安全的重要性在现代社会，交通安全问题越来越受到社会各界关注。
道路交通事故时有发生，给人们的生命财产安全带来了严重的威胁。
红外线测距系统的建立及其在汽车防撞系
统中的应用
1引言
随着经济的发展，交通运输业日益繁荣，但由于道路状态、交通管理等硬件难以跟上，加上驾驶超车、出车开小差、错误估计车距等主观的原理，使相互碰撞的交通事故频频发生。
解决这个问题的根本措施在于给行进中的汽车安装能自动跟踪测距，在危险距离内自动刹车的装置。
由于电子技术的发展，先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。
其中激光测距是靠激光束照射在前车上的反射镜（汽车尾部）反射回来的激光束探测两车距离。
由于受恶劣的天气、汽车激烈的振动，反射镜表面磨损，污染等因素影响，使反射的激光束在一定功率上探测距离比可能探测的最大距离减少1/2～1/3，损失很大，影响探测的精确度；微波雷达测距技术为军事和某些工业开发采用的装备和振荡器等电路部分价格昂贵，现在几乎还没有开拓民用市场；超声波测距在国内外已有人做过研究，由于采用特殊专用元件使其价格高，难以推广；红外线作为一种特殊的光波，具有光波的基本物理传输特性—反射、折射、散射等，且由于其技术难度相对不太大，构成的测距系统成本低廉，性能优良，便于民用推广。
当前测距系统所用的测距基本原理都是建立在测量时间差的基础上，而测量时间的方法主要有“脉冲方式”和“调频2连续波方式”。
这两种测量方式都是以模拟电路来实现，由于器件延时的影响，使测量精度大大下降。
本文采用“计数”方式，通过单片机处理，使测量准确度有了很大提高。
因此，本文研究的红外测距系统成本较低，机体尺寸小，而且利用一种新的测距原理结合单片机技术的处理，使测量精度有了较大提高；同时把这种测距系统应用于汽车防撞系统中，并进行了装车防撞试验。
试验结果表面，这种系统能探测的距离大于40m，且分析判断险情的速度快，准确性较高。
2红外线测距基本原理及其系统的建立
2.1基本原理
红外线发射器不断发射出频率为40kHz的红外线，经障碍物反射，红外线接收器接收到反射波信号，并将其转变为电信号。
测出发射波与接收到反射波的时间差t，即可求出距离s：
式中，c为光速度，一般取3×108m/s。
本文采用“计数”方式，通过单片机处理进行测量，其基本原理是：红外线发射器始终处于发射红外线的状态，当红外接收器第一次接收到障碍物反射回的红外线时，经电路处理单片机给出一个计数启动信号，单片机的计数器开始以一定频率计数；当红外线接收器第二次接收到反射回的红外线时，经电路处理单片机给出一个停止计数脉冲，计数器停止计数。
通过编程，单片机自动处理，用脉冲的周期T乘以脉冲数n就得到发射红外线到接收红外线的时间差t，即：
（2）式代入（1）式就得测量距离。
2.2系统的建立
根据以上的测距原理，设计出系统的基本框图如图1。
红外发射电路发射出40kHz频率的红外线，当遇到障碍物红外线发生漫反射，红外线接收电路第一次接收到反射的红外线时，给单片机一个信号脉冲，启动单片机内的计数器，计数器置位进入计数状态；当接收电路第二次接收到反射器的红外线时，经单片机处理给出一个信号脉冲，使计数器停止计数，数据被锁存，然后经单片机处理，将测量的距离显示在显示器上。
3红外线测距在汽车防撞系统的应用
3.1基本特点
本文研究的汽车红外防撞系统吸收了国内外各种测距仪的部分特点，结合我国汽车电子工业发展方向和现有电子技术基础上而设计出来的，具有以下特点：
1）汽车在行进中能自动连续跟踪显示障碍物的距离；
2）在交通量较大的高速公路的车间距离一般为30～50m，本装置设置极限安全距离为30m，当探测的车间距为30m时，发出警告声提醒驾驶员注意刹车；
3）探测的车间距为20m时，给出自动刹车信号；若装有自动刹车装置，则自动刹车减速。
3.2汽车红外防撞系统
汽车红外防撞系统的电路原理框图如图2所示。
本系统由发射部分、接收部分、单片机、译码显示电路、报警部分及自动刹车减速装置六部分组成。
发射部分：由40kHz振荡器，恒流发射发路和发射探头等组成，振荡器产生占空比非常小的窄脉冲，采用恒流源提供20mA左右的电流，这样减小了功耗，提高了发射功率，最后红外线由发射探头聚焦，以散射角小于2°发射。
接收部分：由红外线接收头、第1级放大电路、第2级放大电路、整形、AGC控制增益等电路组成，红外线接收头接收信号后经第1级与第2级放大电路放大，由施密特触发器电路整形，送入单片机处理。
其中AGC控制接收电路的增益，保证恒幅输出。
单片机：由时钟振荡器和单片机组成，经过编程，单片机实现自动计数、计算时间t和测量距离s，并将测量距离连续输出给显示装置，同时在车间距离为30m时产生报警信号和车间距为20m时，产生自动刹车减速信号。
译码显示电路：由译码电路、显示器组成，单片机输出的距离信号经译码器译码，通过显示器显示出来。
可动态显示车与障碍物的距离。
报警部分：由触发器、驱动电路和小喇叭组成。
当车间距为30m时单片机给触发器一个信号，使触发器置位产生一组脉冲，通过驱动电路，使小喇叭发出报警声，当大于30m时，触发器复位，停止产生脉冲。
自动刹车减速装置：由开关K和自动刹车减速装置组成，当司机认为必要用到自动刹车减速装置时，闭合开关K。
当车间距小于20m时，单片机提供一个信号，启动自动刹车减速装置，防止碰撞。
4汽车红外防撞系统性能评价
为了评价汽车红外防撞系统的性能，包括探测障碍物距和相对速度的性能，采用静物距离探测和在高速公路上行驶时动态探测两种试验。
4.1静物距离探测试验
将普通汽车放在装有红外防撞系统的试验汽车前面，试验车从100m远处以30km/h的速度向普通汽车开来。
当距离大于40m时，显示0;距离小于40m时，显示器显示的数据连续变化；当车间距为30m时，报警器开始报警。
实验结果表明，符合实际车间距离，探测结果准确。
实验结果如图3所示。
4.2高速公路上行驶动态实验
试验车与普通车在高速公路上同时向同一个方向行驶，开车前两车保持100m的距离。
试验车向普通汽车发射红外线，探测两车距和相对速度，其实验结果如图4所示。
5结语
本文采用一种新的测距原理建立了红外测距系统，并研究了红外测距系统在汽车防撞系统的运用。
为使测量的时间差t准确，采取两种方法提高精确度：
1）计数脉冲的周期T应取得非常小。
达微秒数量级；
2）计数N个接收到的红外线周期的计数脉冲，利用公式t=nT/N计算时间差t，则精确度提高到大约原来的N倍。
当然，为了使汽车红外防撞系统实用化还需解决如下几个问题：
1）怎样防止旁道上行驶时，因道路两旁物体，临车道上的车辆产生错觉问题；
2）单片机的防振能力差，影响工作可靠性的问题；
3）发出什么样的报警信号才能使司机不造成紧张不安的情绪；
4）如何进一步提高单片机计数工作频率，减少误差；
5）探测距离受恶劣天气影响，红外线损失较大；
6）动态探测距离有待进一步提高。
这些问题有待进一步研究、探讨。
相信随着器件的改进和实验条件的改善，这些问题会得到圆满解决。
总之，由于本系统成本低、精确度较高、功能多、具有广阔的市场。
