基于嵌入式超声波汽车倒车测距系统设计.doc

第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术作品竞赛参赛作品 PAGE 16 PAGE 17 基于嵌入式超声波汽车倒车测距系统的研究 研 究 报 告 作 者：陶争 杨阳 武如梦 梁孟孟 纪涛 王先先 指导老师：陈珍萍 副教授 安徽理工大学 摘要 随着科技的发展，我国工业水平也得到突飞猛进的发展，传统的利用激光、红外线等测量介质的测距系统由于易受外界影响、成本高等原因已不能适应现代工业发展的要求。因此，设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。 本系统采用以增强型51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法同时移植嵌入式系统使本系统智能化。我们也采用了ZigBee无线网络通信技术，利用其近距离、低复杂度、低功耗、低成本，可以嵌入各种设备等优点实现远距离通信。利用超声回波法测距是超声检测技术的一个重要应用。它原理简单、实现方便，而且不需要与被测物直接接触，在恶劣作业环境下有一定的适应能力。本研究也提出了用复杂可编程程序控制，提高技术改进超声波测距模块电路的设计，并且运用嵌入式系统技术实现了位移信息的远程监控， 有效地提升了系统性能。 整个电路采用模块化设计，由主程序、超声波发送子程序、超声波接收子程序、测温子程序、距离计算子程序、显示子程序等模块组成。各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。 经实验证明，这套系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时性良好，经过系统扩展和升级，可以有效地解决汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控。 关键字：超声波测距；单片机；μCOS-II；无线通信；ZigBee 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc340787724 1 作品设计、发明的目的和基本思路 PAGEREF _Toc340787724 \h 1 HYPERLINK \l _Toc340787725 1.1 作品设计、发明的背景 PAGEREF _Toc340787725 \h 1 HYPERLINK \l _Toc340787726 1.2 作品设计、发明目的 PAGEREF _Toc340787726 \h 1 HYPERLINK \l _Toc340787727 1.3 作品设计、发明思路 PAGEREF _Toc340787727 \h 2 HYPERLINK \l _Toc340787728 2 系统优势分析及创新点 PAGEREF _Toc340787728 \h 3 HYPERLINK \l _Toc340787729 2.1 系统创新点 PAGEREF _Toc340787729 \h 3 HYPERLINK \l _Toc340787730 2.2 系统优势分析 PAGEREF _Toc340787730 \h 3 HYPERLINK \l _Toc340787731 3 本系统的推广前景及市场分析 PAGEREF _Toc340787731 \h 4 HYPERLINK \l _Toc340787732 4 系统基本组成 PAGEREF _Toc340787732 \h 5 HYPERLINK \l _Toc340787733 5 硬件设计部分 PAGEREF _Toc340787733 \h 6 HYPERLINK \l _Toc340787734 5.1 嵌入式系统 PAGEREF _Toc340787734 \h 6 HYPERLINK \l _Toc340787735 5.2 超声波测距电路设计 PAGEREF _Toc340787735 \h 7 HYPERLINK \l _Toc340787736 5.2.1 超声波发送电路 PAGEREF _Toc340787736 \h 7 HYPERLINK \l _Toc340787737 5.2.2超声波接收电路 PAGEREF _Toc340787737 \h 7 HYPERLINK \l _Toc340787738 5.3 温度采集电路 PAGEREF _Toc340787738 \h 8 HYPERLINK \l _Toc340787739 5.4 无线通信 PAGEREF _Toc340787739 \h 9 HYPERLINK \l _Toc340787740 6 软件设计 PAGEREF _Toc340787740 \h 11 HYPERLINK \l _Toc340787741 6.1