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XXXXX本科毕业设计（论文）开题报告题目：汽车倒车雷达系统的设计院（系）：电气信息工程学院专业：电子信息工程专业学生姓名:XXX学号:XXXXXXXXXXXXXX指导教师:XXXX职称：XXXXXX助理指导教师：职称：2012年2月10日1、本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势随着社会的不断发展，尤其是近几年来，汽车已逐渐成为人们不可或缺的交通工具。然而，由于汽车的普及，因汽车所萌生的一系列问题正渐渐凸显出来。倒车，是每位驾驶员都必须掌握的技能，如同前行一样需要小心谨慎，每年都有倒车引起事故的报道，轻则对自己的车和他人的财物造成损伤，重则可能危及人的性命，尤其是对儿童危害较大，他们体型较小，仅从后视镜来获取视野指导倒车仍有可能会对让们造成伤害。现如今后视镜已越来越不能满足人们安全倒车的需求了。因此，增加汽车的后视能力，研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。安全避免障碍物的前提是快速、准确地测量障碍物与汽车之间的距离。为此，设计了以单片机为核心，利用超声波实现无接触测距的倒车雷达系统。本系统介绍了一种基于51单片机的超声波测距倒车系统的硬件和软件设计，该系统可以精确测得车尾与障碍物的距离，指导司机安全倒车。超声波是指频率在20kHz～106kHz的机械波,波速一般为1500m/s,波长为0.01cm～10cm。超声波的波长远大于分子尺寸,说明超声波本身不能直接对分子起作用,而是通过周围环境的物理作用影响分子,所以超声波的作用与其作用的环境密切相关。超声波既是一种波动形式,又是一种能量形式,在传播过程中与媒介相互作用产生超声效应。超声波作为一种特殊的能量输入方式,所具有的高效能在材料化学中起到光、电、热方法所无法达到的作用。近年来,随着超声波技术的日益发展与成熟,其在新材料合成、化学反应、传递过程的强化以及废水处理等领域都得到了广泛的应用。在材料合成中,尤其是纳米材料的制备中,超声波技术有着极大的潜力。通过超声波方法制备纳米材料,达到了目前我们采用激光、紫外线照射和热电作用所无法实现的目标,具有很好的前景。20多年前出现的倒车雷达，严格而言，不属于雷达(无线电波)的产品。以最早出现的类似装置来讲，它是利用红外线的发射与接收的原理而做出的“倒车雷达”。最大的缺点是红外线波易受干扰，整个系统的警示音常呈现不稳定的乱鸣状态，另外对深黑色粗糙表面物体的反应也较差。但更糟糕的是，无论是红外线发射器或接受器，只要任何一方让一层薄薄的冰雪或泥尘覆盖，系统就会失效。最近在欧美又出现了一种电磁感应倒车雷达。在一线路套上一环型的感应圈，以感应车后物体的有无。此种装置价格中等，并且完全隐密，算是一种好产品，但可惜的是，安装困难，而且只能探测动态物品，当车在后退行进时，可探测到物体，但车一旦停止后退行进，则任何物体都不被认可。换言之，如有任何物品贴在后保险杠，当车一旦停止再启动后，此装置并不会告知驾驶者后方有物品贴在保险杠，此车不能再后退等。因此，实用性也相当有限。日本、美国和欧洲等国的大汽车公司都投入了相当的人力、物力，采用先进的毫米波雷达、CCD摄像机、GPS和高档微机等制成安全预警系统，使用在其所开发的高级汽车上。据海外媒体报道，戴姆勒——克莱斯勒公司日前成功开发出供商用车(尤指卡车)使用的电子刹车系统，它与其他刹车系统的区别在于，其在卡车车头设有雷达感应器，感应器在车前观察四周环境，并将所有收集的信息交由一控制器加工处理，形成一虚拟景象。之后再借助演算法的辅助来判断所发生状况是否需要利用刹车。未来两三年内这种新型刹车系统即可量产上市，但价格昂贵，目前定为3745欧元，其过高的成本限制了它应用的普遍性。在底特律国际车展上，通用公司的Precept概念车装了Donnelly公司生产的以摄像机为基础的后视镜系统。该系统用一个内后视镜和两个外后视镜采集汽车周围的景象，三个景象合成一个全景图像在中控台的视屏上显示出来，还用文字说明来传达信息。摄像机也可在倒车时使用，当车后近处有障碍物时，就及时让驾驶员知晓。迄今为止，国内外许多学者均着眼于测距传感器的研究。通常的倒车雷达主要由感应器、主机、显示设备等三部分组成。感应器发出和接受超声波信号，并将接收到的信号传输到主机，再通过显示设备显示出来。感应器装在后保险杠上，以角45°辐射，检查目标，能探索到那些低于保险杠而司机从后窗又难以看见的障碍物并报警，如花坛，蹲在车后玩耍的儿童等：显示设备装在仪表板上，提醒驾驶员汽车据后面物体还有多少距离，到危险距离时，蜂鸣器就开始鸣叫，提示司机停车。根据感应器种类不同，倒车雷达可分为粘贴式、钻孔式和悬挂式等种。转帖式感应器后有一层胶，可直接粘在后保险杠上：钻孔式感应器是在保险杠上钻一个洞，然后把感应器嵌进去：悬挂式感应器主要用于载货车。根据显示设备种类不同，倒车雷达又可以分为数字式、颜色式和蜂鸣式等三种。数字式显示设备是一只如传呼机大小的盒子，安装在驾驶台上，直接用数字表示汽车与后面物体的距离，并可精确到1厘米，让驾驶员一目了然。经过几年的发展，倒车雷达系统已经过了数代的技术改良，不管从结构外观上，还是从性能价格上，这几代产品都各有特点，目前使用较多的是数码显示、荧屏显示和魔幻镜倒车雷达这3种。因为，大力研究开发倒车雷达等主动式汽车辅助安全装置，将减少驾驶员的负担和判断错误，对于交通安全起到重要作用。显然，此类产品的研发具有极大的现实意义和广阔的应用前景。2、本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施本设计为设计一个基于C51单片机技术的汽车倒车雷达系统的设计，该设计采用超声波测距原理，当汽车与障碍物的距离小于所设定的安全距离时，系统能发出声光报警，并随着距离的不断缩近，报警频率不断提高。超声波测距仪器一般由发射器、接收器和信号处理器三部分组成。工作时，超声波发射器发出超声波脉冲，超声波接收器接收遇到障碍物反射回来的超声波，准确测量超声波从发射到遇到障碍物反射回来的时间，根据超声波的传播速度，可以计算距障碍物的距离。一、其基本内容为一个汽车倒车雷达系统，能够实现LCD距离显示、声音提示报警、语音提示、探头自动检测等功能；超声波传感器部分作为该系统的主要信号，将检测到的信号经A/D转换为电信号，即进行模数转换。转换得到的电信号经过单片机运算处理，与设定值进行比较，当检测值比预定值低时，系统不进行任何操作，汽车倒车顺利进行；当检测值比预定值高时，系统将发出报警等操作。二、可能遇到的困难应该从超声波传感器部分出发，因为超声波的传播速度要受天气的影响，不同的天气条件下传播速度不一样；对于远距离的障碍物，由于反射波过于微弱，使得灵敏度下降。所以超声波传感器的使用有一定的局限性。三、针对上面可能出现的问题，可以从具体的倒车实例在进行分析。在倒车的过程中，驾驶员需要注意到的距离只有车后3到5米；而由于超声波具有穿透性较强、空气传播衰减小、反射能力强的特点，所以超声波测距具有在近距离范围内不受光线和雨雪雾的影响。该电路采用12MHZ晶振。报告人签名：年月日3、本课题拟采用的研究手段（途径）和可行性分析一、研究手段1、查阅国内外关于倒车雷达的资料，并仔细阅读；2、学习和加强该设计所需的知识①主要学习超声波传感器和语音提示系统的使用，以及声音提示报警和LCD距离显示电路的设计；②以及对超声波信号的处理；对所学的电子电路基础、信号处理原理以及单片机基础的深入学习。3、确定该设计的具体方案，做出系统的大概框图。系统主要包括超声波传感器驱动电路，以及超声波信号处理电路；其次是LCD驱动、语言提示和声音提示报警电路的设计。4、对该方案以及框图进行分析，选用适合该系统的电路，以及超声波传感器。5、模拟出完整的倒车雷达系统，并进行反复调试。二、可行性分析1、方案选择：目前常见的有超声波短距离测距，毫米波雷达长距离测距，激光测距，摄像系统测距等几种方法，按照常规技术的应用有以下三种方案可供选择：方案1、采用毫米波雷达。优点：适合长距离测距。缺点：成本比较高，信号处理难度高。不适合处理短距离测距。方案2、摄像系统测距：优点：能比较直观观察到车辆后面的实际情况。缺点：视频信号处理复杂，涉及到数字图像处理等，成本较高，一般消费者很难接受。方案3、超声波测距。优点：原理简单，成本低，制作方便，适合在一般短距离的测距，其最佳距离为4~5米。缺点：有一定局限性（这时因为超声波的传输速度受天气影响较大，不同的天气条件下传播速度不一样；对于远距离的障碍物，由于反射波过于微弱，使得灵敏度下降）。通过对应用场合、成本和技术原因的研究，认为采用方案3最为实际有效。2、方案实现：系统采用超声波测距原理。超声波测距仪器一般由发射器、接收器和信号处理装置三部分组成。工作时，超声波发射器发出超声波脉冲，超声波接收器接收遇到障碍物反射回来的反射波，准确测量超声波从发射到遇到障碍物反射返回的时间，根据超声波的传播速度，可以计算出障碍物距离。作为一种非接触式的检测方式，和红外、激光、无线电测距相比，由于超声波具有穿透性较强、空气传播衰减小、反射能力强的特点，所以超声波测距具有在近距离范围内不受光线和雨雪雾的影响、结构简单、制作方便、成本低等优点。高速的单片机微秒级的机器周期，可实现较精确的时间测量。本电路采用12MHz的晶振，满足系统的性能要求。4、进度计划序号日期进度安排112.10-1.10选择设计课题并搜集相关资料21.11-2.10开题报告、文件综述撰写32.11-2.21系统功能分析，选择合适的芯片、传感器等42.22-3.11硬件设计、调试程序、论文撰写53.12-4.10电路调试、论文撰写并修改64.11-4.22将设计报告交指导老师批阅、检查及修改；74.23-5.10与指导老师联系，对论文进一步修改完善85.11-5.25毕业答辩5、指导教师意见（对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计结果的预测）指导教师：（亲笔签名）年月日6、教研室主任意见教研室负责人：（亲笔签名）年月日说明：1、开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在毕业设计开始后两周内完成。2、“课题的研究意义、现状、发展趋势”应不少于1200字，“课题的基本内容及研究手段和可行性分析”应不少于1000字。3、本页不够，请加页。