车载倒车雷达系统的研究

发布时间：2017-06-10 10:04

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【摘要】： 本文详细介绍了一种基于单片机的超声波脉冲测距倒车雷达系统。该系统以空气中超声波的传播速度为确定条件,利用反射超声波测量待测距离。并且描述了系统研制的理论基础,超声传感器等部分的电路设计以及使用了性能优良的富士通单片机MB89F538后对系统所起的积极作用。课题初步计划是在室内范围的测距,系统的设计及器件的选择也正是在这个基础上进行的。 论文概述了超声检测的发展及基本原理,介绍超声传感器的原理及特性。并且在介绍超声测距系统功能的基础上,提出了系统的总体构成。针对测距系统发射、接收、检测、多路控制、显示部分的总体设计方案进行了论证。本课题设计原理以达到更优的系统实用性为目的,尝试采用收发一体超声波换能器,四路轮巡的方式分时复用四路收发处理电路。克服收发一体换能器驱动电压高,灵敏度差,需考虑收发隔离等缺点。并且,考虑本系统可能工作在十分恶劣的条件下,硬件设计上采取了多种抗干扰设计。 本文还论证了倒车雷达系统的实用性,分析多种可能影响测距精度的因素。进一步介绍了单片机MB89F538的功能特点,设计制作单片机开发板和主系统板,采用模块化设计思想,分析了基于超声波测距的新型倒车雷达系统各部分的硬件及软件实现。尽可能的做到体积小与低成本,使本系统可以达到商品化的标准。 最后利用倒车雷达系统进行验证。实验表明,各主要波形及技术指标均达到设计要求。该系统对室内有限范围的距离测量具有较高的精度和可靠性,并且方位指示功能和报警功能可以正常工作。最后文中分析了误差产生的原因及如何对系统进行完善。
【关键词】：倒车雷达 MB89F538 超声波测距
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U463.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 超声波技术的广泛应用9-10
• 1.2 倒车雷达的研究背景与意义10-14
• 1.2.1 国内外背景11-14
• 第2章 超声波测距技术综述14-26
• 2.1 超声波14-16
• 2.1.1 超声波的基本性质14-15
• 2.1.2 超声波的衰减15-16
• 2.2 超声波传感器16-21
• 2.2.1 超声波传感器工作的基本原理16-19
• 2.2.2 超声传感器所加脉冲电压对测量范围和精度的影响19
• 2.2.3 引用收发一体换能器的优点以及带来的问题19-21
• 2.3 超声波脉冲测距原理21-23
• 2.4 本系统实用性研究23-25
• 2.4.1 温度对测距精度的影响23-24
• 2.4.2 探头个数24
• 2.4.3 系统实时性分析24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 M889F538 芯片介绍及芯片开发板设计26-32
• 3.1 M889F538 芯片介绍26-29
• 3.1.1 M889F538 芯片26-27
• 3.1.2 M889F538 内部功能模块特点27-29
• 3.2 芯片开发板的设计29-31
• 3.2.1 单片机与R5232 的接口29
• 3.2.2 开发板电源模块设计29-30
• 3.2.3 芯片工作状态设定30-31
• 3.3 本章小结31-32
• 第4章 系统硬件设计32-49
• 4.1 超声波发射电路设计33-38
• 4.1.1 发射信号33-34
• 4.1.2 脉冲变压器及匹配电路的设计34-36
• 4.1.3 拖尾分析36-38
• 4.2 信号接收电路设计38-43
• 4.2.1 前置放大电路38-39
• 4.2.2 带通滤波器设计39-43
• 4.2.3 检波及二值化电路43
• 4.3 收发控制设计43-45
• 4.4 电源及抗干扰设计45-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第5章 系统软件设计49-56
• 5.1 系统软件设计49-51
• 5.2 显示数据传送函数51-53
• 5.2.1 显示函数流程图51-52
• 5.2.2 数据传送协议52-53
• 5.3 本系统开发调试环境53-55
• 5.4 本章小结55-56
• 第6章 实测结果分析56-62
• 6.1 实验结果56-59
• 6.1.1 预警距离测试56-58
• 6.1.2 障碍物方位显示及报警功能模块测试58-59
• 6.1.3 探测死角测试59
• 6.2 实验误差分析59-61
• 6.3 本章小结61-62
• 结论62-64
• 参考文献64-67
• 附录1 系统整体电路原理图67-68
• 附录2 测距实验平台68-69
• 哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明69
• 哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书69
• 哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理69-70
• 致谢70

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 张涵;张涛;;AT89S51单片机在汽车倒车雷达设计中的应用[J];科技信息;2011年08期

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3 孙会楠;;基于单片机的倒车雷达研究[J];科技创新导报;2011年15期

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6 李建锋;汽车自动泊车系统的控制策略和算法研究[D];西南交通大学;2010年

7 朱玉奇;农药精确施用机械测距系统研究[D];南京林业大学;2012年

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本文编号：438047