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XXXX大学2013届专科毕业生毕业设计（论文）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XXXX大学2013届专科毕业生毕业设计（论文）2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：XXXXXXX大学2013届专科毕业生毕业设计（论文）3ABSTRACTInfraredvehicleasterndistancemeasurementisinviewofthecurrentroad,streets,parkinglot,garage,etcmoreandmorecrowded,plusexistvisualblindarea,can'tseethecaraftertheobstacle,thedriverinthereverseiseasytoscratchthecar,andeventhecaseofanaccidentandtheemergenceofanaimedatasternprotectivecarcollisionavoidancesystem.Thesystemcaninthecaratarelativelylowspeedofreversingtheprocess,arecognitionoftheobstacles,andcanbeusedtomeasurethedistancebetweenthecarandtheobstaclesinthevehicleandobstaclesbeforecollision,sendoutsoundandlightalarmtoremindthedriverbrake.Thisdesignfromthepointofviewofexperimentstudy,thispaperanalyzestheprincipleofinfraredrayrangeathomeandabroadsuchreverseexistentproblem,putforwardthemostsimpleandpracticalainfraredvehicleasterndistancemeasurementimplementationscheme,thatisbasedonAT89C51single-chipmicrocomputerasthecoreoftheinfraredrangeasternmeasurementscheme.Keywords:SCM;Infrared;sensor；A/DChangeAuthor:XXXGuidingTeacher:XXXXXXX大学2013届专科毕业生毕业设计（论文）目录第一章引言.......................................1第二章硬件介绍.....................................22.1红外线概述红外线概述...............................22.1.1红外线简介红外线简介..........................22.1.2红外传感器的分类..............................32.1.3红外传感器的应用..............................52.2AT89C52单片机的概述...............................62.3TLC1549简介.......................................9第三章红外测距的工作原理与基本结构................113.1红外测距发射与接收器件简介........................113.2红外线测距的工作原理..............................123.3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..........................154.1红外测距的实现构想................................154.2系统和硬件结构电路图..............................154.3各硬件的电路设计..................................16第五章红外测距的软件设计............................185.1系统软件的结构框图................................18误差分析...............................................19总结.................................................20XXXX大学2013届专科毕业生毕业设计（论文）致谢..............................................21参考文献：..........................................22XXXX大学2013届专科毕业生毕业设计（论文）1第一章引言随着汽车工业的发展，城市汽车数量迅速增加。尤其是近几年来，我国开始进入私家车时代，汽车的数量更是逐年增加，造成公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤。汽车驾驶员越来越担心车的安全了，其中倒车就是一个典型问题。由于存在视觉盲区，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。为了减少因此带来的损失，需要有一种专门的辅助装置帮助司机安全倒车。目前用于辅助司机倒车的装置主要有：语音告警装置、后视系统以及倒车红外线测距等。语音告警装置用于播放提示语以提醒车后的行人注意避让正在倒车的汽车。这种装置价格便宜，使用方便，其缺点是只能对车后的行人起告警作用，对于其他障碍物则不起作用，所以其应用范围有限。后视系统是由视频捕捉装置和视频播放装置组成，通过后视系统司机可以直观地看到车后的障碍物，消除视觉盲区。由于这类装置的价位较高，目前还没有普遍推广使用。本文设计分析的基于STC89C52单片机和红外线倒车测距系统，即是根据这一实际情况而应运而生的，具有非常高的性价比。系统运用微计算机技术与红外线的测距技术、传感器技术等的交叉融合，进行优化设计的，并根据其距离远近实时发出报警。但其主流产品仅仅是独立的控制单元,无法与汽车数字化信息平台接轨。围绕汽车电器网络化实现倒车红外线数据总线传递信息共享,具有良好的发展前景。本文应用的STC89C52单片机即能很好完成网络化的重要任务。XXXX大学2013届专科毕业生毕业设计（论文）2第二章硬件介绍2.1红外线概述红外线概述2.1.1红外线简介红外线简介近二十年来，红外辐射技术已成为一门迅速发展的新兴技术科学。它已广泛应用于生产，科研，军事，医学等各个领域。红外辐射技术是发展测量技术、遥感技术和空间科学技术的重要手段。红外辐射俗称红外线，又称红外光，它是一种人眼看不见的光线。但实际上它和其他任何光线一样，也是一种客观存在的物质。任何物体，只要它的湿度高于绝对零度，就有红外线向周围空间辐射。它的波长介于可见光和微波之间，它的波长范围大致在0.75µM~1000µM的频谱范围之内。相对应的频率大致在4×1014~3×1011HZ之间，红外线与可见光、紫外线、χ射线、γ射线和微波、无线电波一起构成了整个无限连续的电磁波谱，在红外技术中，一般将红外辐射分为四个区域，即近红外区、中红外区、远红外区和极远红外区。0.77µM~3µM为近红外区，3µM~30µM为中红外区，30µM~1000µM为远红外区。这里所说的远近是指红外辐射在电磁波谱中与可见光的距离。红外辐射的物理本质是热辐射。物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，红外辐射的能量就越强。研究发现，太阳光谱各种单色光的热效应从紫色光到红色光是逐渐增大的，而且最大的热效应出现在红外辐射的频率范围内，因此人们又将红外辐射称为热辐射或热射线。红外线在通过云雾等充满悬浮离子的物质时不易发生散射，有较强的穿透能力，还具有抗干扰能力强、易于产生、对环境影响小、不会干扰临近的无线电设备的特点，因而被广泛应用。目前红外发射器件（红外发光二极管）发出的是峰值波长0.88µM~0.94µM之间的近红外光，红外接收器件（光敏二极管、光敏三极管）的受光峰值波长为0.88µM~0.94µM之间，恰好与红外发光二极管的光峰值波长相匹配。红外光具有反射、折射、散射、干涉、吸收等特性。能全部吸收投射到它表面的红外辐射的物体称为黑体；能全部反射的物体称为镜体；能部分反射、部分XXXX大学2013届专科毕业生毕业设计（论文）3吸收的物体称为灰体。严格地讲，在自然界中，不存在黑体镜体和透明体。红外遥控的优点：1.采用红外线发光二极管，结构简单，易于小型化，且成本底。2.红外线调制简单，依靠调制信号编码可实现多路控制。3.红外线不能通过阻挡物，不会产生信号串扰等误动作。4.功率消耗小，反映速度快。5.对环境无污染，对人、物无损害。6.抗干扰能力强，工作可靠。7.红外辐射的基本定律2.1.2红外传感器的分类一、热传感器热传感器是利用入射红外辐射引起传感器的温度变化，进而使有关物理参数发生相应的变化，通过测量有关物理参数的变化来确定红外传感器所吸收的红外辐射。热探测器的主要优点是相应波段宽，可以在室温下工作，使用简单。但是，热传感器相应时间较长，灵敏度较低，一般用于低频调制的场合。热传感器主要类型有：热敏传感器型，热电偶型，高莱气动型和热释放电型四种。1、热敏电阻型传感器热敏电阻是由锰、镍、钴的氧化物混合后烧解而成的，热敏电阻一般制成薄片状，当红外辐射照射在热敏电阻上，其温度升高，电阻值减少。测量热敏电阻值变化的大小，即可得知入射的红外辐射的强弱，从而可以判断产生红外辐射物体的温热电偶型传感器热电偶是由热电功率差别较大的两种材料构成。当红外辐射到这两种金属材料构成的闭合回路的接点上时，该接点温度升高。而另一个没有被红外辐射辐照的接点处于较低的温度，此时，在闭合回路中将产生温差电流。同时回路中产生温差电势，温差电势的大小，反映了接点吸收红外辐射的强弱。利用温差电势现象制成的红外传感器称为热电偶型红外传感器，因其时间常数较大，相应时间较长，动态特性较差，调制频率应限制在10HZ以下。2、莱气动型传感器高莱气动型传感器是利用气体吸收红外辐射后，温度升高，体积增大的特性，来反映红外辐射的强弱。它有一个气室，以一个小管道与一块柔性薄片相连。薄片XXXX大学2013届专科毕业生毕业设计（论文）4的背向管道一面是反射镜。气室的前面附有吸收模，它是低热容量的薄膜。红外辐射通过窗口入射到吸收模上，吸收模将吸收的热能传给气体，使气体温度升高，气压增大，从而使柔镜移动。在室的另一边，一束可见光通过栅状光栏聚焦在柔镜上，经柔镜反射回来的栅状图像又经过栅状光栏投射到光电管上。当柔镜因压力变化而移动时，栅状图像与栅状光栏发生相对位移，使落到光电管上的光量发生改变，光电管的输出信号也发生变化，这个变化量就反映出入射红外辐射的强弱。这种传感器的特点是灵敏度高，性能稳定。但响应时间性长，结构复杂，强度较差，只适合于实验室内使用。3、热