超声波倒车雷达论文答辩..

倒车雷达的原理及应用论文1. 引言在现代社会，随着汽车数量的迅速增长，道路交通安全问题逐渐引起人们的关注。

特别是在倒车时，驾驶员的视线会受到很大限制，容易发生事故。

倒车雷达作为一种辅助驾驶系统，可以有效提高驾驶员在倒车时的安全性和便利性。

本文将介绍倒车雷达的原理以及其在实际应用中的重要性。

2. 倒车雷达的原理倒车雷达通过使用超声波传感器来检测车辆周围的障碍物，并向驾驶员发出警报信号。

其工作原理如下：•发射器：倒车雷达的发射器会发出一定频率的超声波信号。

•接收器：当超声波信号碰撞到障碍物后，会产生回波信号，接收器会接收到这些回波信号。

•计算：接收器会根据回波信号的时延和回波信号的强度，计算出障碍物与车辆的距离和位置。

•显示器：计算得出的距离和位置信息会通过显示器向驾驶员展示。

3. 倒车雷达的应用倒车雷达的应用广泛，主要体现在以下几个方面：3.1 提高驾驶安全性倒车雷达可以有效提高驾驶员在倒车时的安全性。

通过及时发出警报信号，驾驶员可以获得障碍物的存在并避免碰撞事故的发生。

特别是在夜间或复杂环境下，倒车雷达可以发挥重要的作用。

3.2 减少停车时间倒车雷达可以准确测量障碍物与车辆之间的距离，驾驶员可以根据这些信息进行精确的停车。

通过减少停车时间，倒车雷达提高了驾驶员的效率，提升了驾驶体验。

3.3 降低碰撞事故风险倒车雷达在停车场和狭窄空间中的应用尤为重要。

倒车雷达可以有效避免因驾驶员视线受限而发生的碰撞事故。

它可以帮助驾驶员在不同场景下更好地判断车辆与障碍物的距离，提前预警，降低碰撞风险。

3.4 辅助驾驶员操作倒车雷达可以提供可视化辅助，帮助驾驶员更好地掌握车辆与周围环境的关系。

通过显示器上的距离和位置信息，驾驶员可以更准确地操作车辆，避免与障碍物接触。

4. 倒车雷达的未来发展随着科技的不断进步，倒车雷达在未来有望得到更广泛的应用和进一步的提升。

以下是倒车雷达未来发展的几个趋势：•智能化：未来的倒车雷达将更加智能化，可以通过学习和感知来适应不同驾驶场景和驾驶员的需求。

1 研究背景世界各国汽车数量日益增多，车速逐年提高，尽管在车速、车距、制动和驾驶人员素质等多方面有很多规定，仍接连发生撞车事故，因此非常需要一种有效的防撞装置。

许多国家都在研究汽车防撞技术，至今仍无产品问世。

我国的汽车除了加装安全带、倒车发声警告以及很少一部分加装气囊外，没有其它防撞措施。

随着经济的发展，高速公路逐年增多，汽车交通愈来愈繁忙，汽车防撞已是一个十分值得重视的问题。

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，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。

利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，在测量精度方面能达到工业实用的要求，并且汽车防撞使用超声波控测技术有以下优点：1、超声波是机械波，波长短，绕射小，可形成射线定向传播；2、超声波穿透性好，可在浓雾、风沙、阴雨、污染环境中工作；3、超声波抗干扰能力强，不受空间电磁波干扰，也不受一般机械振动的干扰；4、超声波传播速度低，用于短距离探测如100米以内容易实现；5、稳定性好，可靠性高，造价低，便于推广。

利用超声波制作汽车防撞雷达可以帮助驾驶员及时了解车周围阻碍情况，防止汽车在转弯、倒车等情况下撞伤、划伤。

人能听到的声音频率为：20 Hz~20 kHz，即为可听声波，超出此频率范围的声音，即20 Hz以下的声音称为低频声波，20 kHz以上的声音称为超声波。

超声波是一种只有少数生物（如蝙蝠、海豚）才能感觉的机械波，其频率在20 kHz以上，波长短，绕射小、能定向传播。

超声波为直线传播方式，频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强。

为此，利用超声波的这种性能就可制成超声波传感器。

近年来随着微电子技术发展而产生的小型价廉的微处理器（单片机）的出现，使超声波测距传感器的功能得到了提升。

有了微处理器不仅使测距的精度大为提高，而且为超声波测距技术的应用开辟更大的空间。

综上所述本系统我采用了超声波测距用声音和更为直观的显示来指示在倒车过程中汽车和周围障碍物的情况，这样有利于解除了驾驶员泊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，提高了安全性，减少了事故的发生率。

超声波汽车倒车警示器设计毕业论文目录摘要....................................................................................... 错误!未定义书签。

目录.. (1)第1章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2 设计目的 (1)1.3 设计意义 (1)1.4设计内容 (2)第2章方案比较与选择 (3)第3章超声波测距原理 (6)3.1 超声波的原理及应用 (6)3.1.1超声波的物理特性 (6)3.1.2超声波的衰减 (6)3.1.3超声波的波形 (7)3.2 测距原理 (7)3.2.1超声波的传播速度 (7)3.2.2超声波的测距原理 (8)3.3超声波传感器 (8)第4章超声波发射电路 (10)4.1超声波发射电路工作原理 (10)4.2元件选择 (11)4.2.1 UCM--T40K1简介 (11)4.2.2 LM567简介 (12)4.2.3 S9013简介 (13)第5章超声波接收电路 (14)5.1超声波接收原理 (14)5.2元器件选择 (15)5.3 锁相环电路部分 (16)5.4元器件选择 (18)第6章语音提示电路 (20)6.1电路工作原理 (20)6.2电路组成 (20)6.3 元器件选择 (20)6.3.1 LM386介绍 (20)6.3.2 HFC5214语音集成电路 (22)6.3.3 扬声器BL (23)第7章倒车警示器电路 (24)7.1电路工作原理 (24)7.2元器件清单 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第1章绪论1.1选题背景随着科技发展的不断进步，自动测量的技术不断更新，非接触式测量技术也有了长足的发展。

在很多工控场合，测量的物体是不能够直接接触到的，或者测量的物体不宜直接接触。

这时要用到非接触式测量仪器。

自发现压电效应和逆压电效应后，人们解决了利用电子学技术产生超声波的方法。

编号：____________审定成绩：____________重庆邮电大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：简易倒车雷达系统的设计学院名称：光电工程学院学生姓名：专业：电子科学与技术班级：学号：指导教师：冯志宇答辩组负责人：填表时间：二〇一四年五月重庆邮电大学教务处制摘要随着汽车普及率的提高，倒车雷达的存在对于减少和避免交通事故的发生的意义显得尤为重要，基于此理念而提出了倒车雷达系统的设计。

本设计主要采用STC89C52RC单片机作为主控芯片，结合超声波测距技术、温度补偿技术和角度补偿算法而设计出来的一个简易的倒车雷达系统。

设计的主要目的是学会一个简单系统的设计过程，亦加深设计者对设计和倒车雷达的了解。

本设计主要采用的是简单易行且成本低廉的超声波测距技术来实现，由MCU通过控制HY-SRF05收发一体的超声波测距传感器得到渡越时间，控制DS18B20温度传感器得到环境温度（超声波的波速是与环境温度有关的），再由合理的算法运算（包括角度补偿）得到其车身与障碍物之间距离，做出显示和对驾驶员的提醒。

整个系统的设计，在控制为较低的成本的情况下，可实现精确的距离测量、直观的显示和适当的声音提醒功能（对驾驶员而言），是一个值得在小型、廉价汽车中推广的倒车雷达系统。

本文阐述了超声波测距的发展及基本原理，概述了其他的汽车上可使用的测距方式；同时也给出了详尽的硬件电路和程序及其设计思路、流程图，对于做相关设计的读者，是有一定的借鉴意义的。

【关键词】倒车雷达超声波测距STC89C52 温度补偿ABSTRACTWith the improvement of penetration, the existence of the reversing radar to reduce or avoid the happening of traffic accident is important particularly, and based on this concept and the design of the reversing radar system was put forward. The concept of this design is with STC89C52RC MCU as the master control chip, combined the technology of ultrasonic ranging, temperature compensation to design a simple model of the reversing radar. The main purpose of this design is to learn the design process of the simply system, it can also deepen designers’ understanding of design and reversing radar.This design mainly uses a simple and low cost of ultrasonic ranging technology to achieve its function. It uses the MCU to control the ultrasonic ranging sensor HY - SRF05 transceiver to get transit time, and control the temperature sensor DS18B20 to get the surrounding temperature (the velocity of ultrasonic wave is related to the environmental temperature), then by reasonable algorithm operation (including Angle compensation) to get the distance between the car and the obstacles, then display and remind the driver. The design of the whole system, in the case of control for low cost, can realize the precise distance measurement, give the visual display and appropriate voice remind function (for the driver), is a worthy of promotion in small, cheap cars reversing radar system.This paper expounds the development and basic principle of ultrasonic ranging, outlines the other methods of ranging in cars; It also gives the detailed hardware circuit and the program and its design idea, flow chart, which for the reader who do relevant design is a certain reference significance.【Key words】Parking sensors ultrasonic ranging STC89C52 temperature compensation目录前言............................................................................................................................................. - 0 - 第一章倒车雷达系统概述......................................................................................................... - 1 - 第一节倒车雷达的发展历史及趋势..................................................................................... - 1 - 第二节倒车雷达系统的基本组成......................................................................................... - 2 - 第二章倒车雷达系统的原理..................................................................................................... - 3 - 第一节汽车的基本测距方式................................................................................................. - 3 -一、超声波测距..................................................................................................................... - 3 -二、毫米波雷达测距............................................................................................................. - 3 -三、摄像系统测距................................................................................................................. - 3 -四、激光测距......................................................................................................................... - 4 -第二节超声波基本理论......................................................................................................... - 4 -一、超声波的形式................................................................................................................. - 4 -二、超声波的基本物理性质................................................................................................. - 5 -三、超声波的特性................................................................................................................. - 6 -第三节超声波测距系统原理................................................................................................. - 6 -一、超声波传感器介绍......................................................................................................... - 6 -二、超声波传感器的性能指标............................................................................................. - 7 -三、超声波测距方案............................................................................................................. - 7 - 第三章系统主要硬件电路......................................................................................................... - 9 - 第一节系统硬件电路的总体设计方案................................................................................. - 9 - 第二节STC89C52RC介绍 .................................................................................................... - 9 -一、主要特性....................................................................................................................... - 10 -二、工作模式....................................................................................................................... - 11 -第三节超声波测距传感器................................................................................................... - 11 -一、超声波测距模块工作原理........................................................................................... - 11 -二、超声波测距模块电路................................................................................................... - 12 -三、超声波测距模块主要电气参数................................................................................... - 13 -第四节系统各部分电路的设计........................................................................................... - 14 -一、电源电路....................................................................................................................... - 14 -二、复位电路....................................................................................................................... - 15 -三、时钟电路....................................................................................................................... - 16 -四、按键电路....................................................................................................................... - 16 -五、声音报警电路............................................................................................................... - 16 -六、温度补偿电路............................................................................................................... - 17 -七、液晶显示电路............................................................................................................... - 18 -第五节程序烧写电路........................................................................................................... - 20 - 第四章系统软件设计............................................................................................................... - 22 - 第一节Keil C51介绍 ........................................................................................................... - 22 - 第二节系统程序的结构....................................................................................................... - 22 - 第三节系统主要部分的程序............................................................................................... - 24 -一、DS18B20温度检测程序.............................................................................................. - 24 -二、HY-SRF05超声波测距程序........................................................................................ - 24 -三、LCD1602显示程序...................................................................................................... - 25 -四、蜂鸣器报警程序........................................................................................................... - 27 -五、数据处理程序............................................................................................................... - 27 - 第五章系统的实物测试与分析............................................................................................... - 28 - 第一节实物及各部分分析................................................................................................... - 28 -一、电源部分....................................................................................................................... - 28 -二、功能部分....................................................................................................................... - 28 -第二节实物效果测试........................................................................................................... - 29 -一、测试方法和步骤........................................................................................................... - 29 -二、测试结果....................................................................................................................... - 30 -三、结果分析和总结........................................................................................................... - 33 - 结论........................................................................................................................................... - 34 - 致谢........................................................................................................................................... - 35 - 参考文献....................................................................................................................................... - 36 - 附录........................................................................................................................................... - 37 -一、英文原文：....................................................................................................................... - 37 -二、英文翻译：....................................................................................................................... - 44 -三、系统设计原理图：........................................................................................................... - 50 -四、源程序：........................................................................................................................... - 51 -前言科学技术的的发展，工业文明的进步，使得汽车的普及率大大提升。

毕业设计基于超声波测距的倒车雷达设计好一、背景和研究意义随着汽车普及率的不断提高，车辆在道路上的行驶和停车都成为人们生活中常见的场景。

而在停车行为中，倒车就成为了比较危险的行为，往往容易发生事故。

因此，倒车雷达的应用正越来越受到人们的重视。

倒车雷达是一种能够勘测车辆周围环境并辅助驾驶员开车的系统，它能够利用超声波测距原理快速测量车与后方障碍物之间的距离，并在必要的时候发出警示声音，提醒驾驶员及时停车，避免碰撞。

因此，在汽车行业中，倒车雷达越来越受到关注，开发和研究倒车雷达的技术也日渐成熟。

本文基于超声波测距的原理，设计了一种倒车雷达系统，旨在提高驾驶员倒车的安全性和便利性，为驾驶员提供更加完善的倒车辅助系统，为减少车辆事故带来新的技术支持。

二、设计原理超声波倒车雷达主要是通过超声波感应距离，掌握车辆行驶路线，快速监测停车时的障碍物情况，提醒人们注意，避免碰撞发生。

超声波测距，是测量距离的一种常用方法，具有广泛的应用。

在倒车雷达中，超声波传感器负责发射和接收超声波信号。

当超声波传感器发射出信号时，经过一定的时间后接收器接收到了回波信号。

此时，系统能够计算出障碍物与传感器之间的距离。

例如，在设计的倒车雷达中，将各个传感器布置在车辆的四周，对车辆周围的环境进行监控，同时，安装上数字显示屏和声音提示装置，形成一个完整的倒车雷达系统。

三、设计流程1.硬件选取倒车雷达的主要组成部分包括传感器、控制器和显示器。

这里选择超声波传感器来进行测量距离，并选用单片机作为控制器，通过硬件连接实现传感器和显示器的协同工作。

2.硬件电路设计超声波传感器和单片机之间需要一个连接器来传输测量数据，实现数据传输的同时，还需保证传输的效率和精度。

此次实验中选用了串口通信的方式，通过串口将传感器测量到的距离值传输到单片机中，再将数据传输到显示器上。

3.软件设计设计的倒车雷达是建立在单片机开发的搭建之上的。

通过编码实现了超声波测距原理、数据传输、数据显示在显示器上并且有警告声音提示的功能。

班级代号学号密级04物411032004223029本科毕业论文（设计）（物理与电子工程学院）题（中、英文）目超声波雷达倒车系统设计Design of ultrasonic wave back-draft radar system作者姓名李亮指导教师姓名戴新宇学科门类工学提交论文日期二零零八年五月专业名称电子信息工程超声波雷达倒车系统设计摘要：倒车雷达是针对日益拥挤的道路交通状况，以及在停车场、车库、街道等比较狭窄区域，避免车与车、车与人以及车与墙壁等障碍物发生碰撞、摩擦而出现的一种着眼于倒车防护的汽车防撞系统。

本文根据超声波雷达测距原理，研制一款基于超声波脉冲测距的倒车雷达系统。

使它能在汽车缓慢倒车行驶时，识别出汽车尾部的障碍物，并能够测量障碍物与车体之间距离，在汽车发生碰撞事故前，对驾驶员发出声音提示和数码管显示数字提示。

完成系统的控制和信号的处理的使美国ATMEL公司的8位单片机AT89C51。

并且，还采用了CX20106A红外线检波接收专用芯片。

在系统的软件设计过程中，采用了模块化设计思想，对程序的维护和升级变得简单易行。

本课题完成了基于超声波脉冲测距的倒车雷达的硬件设计、软件设计以及系统调试。

关键词：超声波，测距，倒车雷达，AT89C51，检波接收，CX20106ADesign of ultrasonic wave back-draft radar systemAbstract: The back-draft radar is aims at day by day the crowded road traffic condition ,as well as in the parking lot ,the garage ,the street and so on the quite narrow region ,avoids automobile and automobile and person as well as vehicle and wall has the collision ,one kind which the friction appears focuses to the back-draft protection automobile collision avoidance system.This article according to the ultrasonic wave radar ranging principle ,develops section based on the ultrasonic wave pulse range finder back-draft radar system .Enables it when the automobile slow back-draft travel, distinguishes the automobile rear part the obstacle ,and can survey between the obstacle and the chassis is away from ,has in front of the collision accident in the automobile ,sends out the voice prompt and the digital tube demonstration numeral prompt to the pilot.Completes the system the control and the signal processing is American ATMEL Corporation dish position monolithic integrated circuit AT89C51. And ,but also has used the Hua-bang company ISD pronunciation chip ,the realization voice prompt.In the system software design process ,has used the modular design thought ,changes simply to the procedure maintenance and the promotion ,is easy to realize. This topic has completed based on the ultrasonic wave pulse range finder back-draft radar hardware design , the software design as well as the system debugging.Key-word: Ultrasonic, Ranging, Back-draft radar, AT89C51, Voice prompt, CX20106A.………………………目录……………………………摘要 (2)Abstract (3)第一章绪论 (5)1.1课题背景 (5)1.2 课题研究的主要内容 (6)第二章系统相关理论 (7)2.1 超声波的性质 (7)2.2超声波传感器工作原理 (7)2.3 系统测距原理 (8)2.4 超声波测距方法的设计方案论证 (9)第三章系统硬件设计 (15)3.1 AT89C51芯片介绍 (15)3.2 系统组成 (16)3.3 发射电路 (16)3.4接收电路 (18)3.5 LED数字显示部分 (19)3.6 DS18B20数字式温度传感器 (20)第四章系统程序设计 (24)4.1超声波测距器的算法设计 (24)4.2 主程序 (25)4.3 超声波发生子程序和超声波接收中断程序 (26)4.4 调试结果及分析 (27)结束语 (28)参考文献 (29)附录一： (30)附录二： (31)第一章绪论1.1课题背景随着经济的发展与汽车科学技术的进步，公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势。

答辩提纲1 课题设计的意义倒车雷达是用来探测车身周围的障碍物并通过发生或显示的方式告知驾驶员，帮助驾驶员安全倒车或泊车的辅助电子设施。

这样既可以解除驾驶员泊车和启动车辆时前后左右探视所引起的困扰，又可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高了安全性。

展望未来，超声波测距仪器作为一种新型的非常有用的工具将在各方面都有很大的发展空间，它将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力，朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求。

因此把超声波传感器测距这一技术用于车辆行驶辅助系统有着非常重要的意义。

2 主要内容（1）课题设计背景及主要技术指标；（2）超声波技术概述；（3）系统的硬件结构设计；（4）系统软件设计；（5）系统功能测试；（6）结论。

3 课题设计技术指标要求（1）了解超声波倒车雷达测距原理；（2）采用超声波进行无线测距；（3）超声波测量范围为0.02 m到4 m；（4）通信波特率为19200 bit/s；（5）超声波探测精度达到1mm；（6）本装置当探测的车间距或车与物间距为255 mm时发出警告声；（7）探测的车间距或车与物间距小于200 mm时连续报警；（8）探测的车间距或车与物间距小于100 mm时，刹车信号灯亮起，模拟设想为汽车的断油信号；（9）系统电源为直流5V 。

4 整体设计思路本设计的超声波传感器倒车雷达控制系统分为硬件电路和控制软件两大部分。

硬件电路由ATmega8单片机处理模块、US100超声波测距模块、液晶显示、报警电路及稳压电源模块五个部分组成。

软件部分采用模块化设计，单片机直接和US100超声波模块进行串口通信，发送特定指令，获取当前的距离值。

整体系统设计框图如下图1-1所示。

模块（US 100）超声波发射超声波接收UART 通信单片机12864液晶（点阵）显示屏报警电路执行机构电 源图1-1 整体系统框图5 总结本设计介绍了一种基于单片机的超声波倒车雷达测距系统，明确介绍了系统的总体设计方案、技术指标、软硬件的结合设计以及元器件的选型。