开题报告-基于单片机超声波测距系统的设计.doc

选题的依据及意义: 人们能听到声音是由于物体振动产生的，它的频率在20HZ~20KHZ范围内，超过20KHZ被称为超声波，低于20HZ的称为次声波。常用的超声波频率为几十KHZ~几十MHZ。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，如测距仪的五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、抑郁做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。超声波技术以广泛的应用于工农业生产，通信，医疗以及家用电器等领域。 采用超声波测量大气中的地面距离，是近代电子技术发展才获得正式应用的技术，由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，在较恶劣的环境(如含粉尘)具有一定的适应能力。因此，用途极度广泛。例如:测绘地形图，建造房屋、桥梁、道路、开挖矿山、油井等，利用超声波测量地面距离的方法，是利用光电技术实现的，超声测距仪的优点是:仪器造价比光波测距仪低，省力、操作方便。 随着电子工业技术的发展，电子技术在工业中得到了广泛的应用。现今，应用到超声波的原理也很广泛。超声波可用于非接触测量，具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰的优点，是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输来测量距离的，对被测目标无损害。而且超声波传播速度在相当大范围内与频率无关。超声波的这些独特优点越来越受到人们的重视。 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。超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。利用超声波检测往往比较迅速、性价比高和硬件实现方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此也被广泛地应用到行走机器人感知系统中。  超声测距仪在先进的机器人技术上也有应用，把超声波源安装在机器人身上，由它不断向周围发射超声波并且同时接收由障碍物反射回波来确定机器人的自身位置，用它作为传感器控制机器人的电脑等等。由于超声波易于定向发射，方向性好，强度好控制，它的应用价值己被普遍重视。  总之，由以上分析可看出:利用超声波测距，在许多方面有很多优势。因此，本课题的研究是非常有实用和商业价值。 国内外研究现状及发展趋势: (二)距离测试作为一种电子技术，早已广泛应用于各种测距仪器和车辆制造，但目前所使用的距离测试系统有的电路较复杂不便于制作，可靠性低，实现起来很困难；有的则用一些专用的集成块，而专用集成块的购买又很困难。测量系统多种多样，有超声波、微波、激光等多种设计方法并以投入应用，起重安装设备位置控制；液位料位测量；冶金钢铁过程控制；不宜接近的物体测量，如罐装物、管道、集装箱等；车辆和船舶位置监控；以及江河湖海等的水位测量。距离、位置、液位、料位、生产线料坯传送定位、行吊XY定位、电梯运行测量、大型工件装配定位、运动物体位置监控、大型货架库存管理、超大物体几何计量、靶距自动控制、船舶安全靠距、集装箱定位等领域、电气化铁路接触网测量、铁路建筑物限界测量以及江河湖海等的水位测量。随着科技进步与发展还会应用到更多的领域中去。近年来，机器人的研究与发展倍受世人关注。机器人系统广泛融合了机器人学、机电一体化、通讯与计算机技术、图像处理、传感器数据融合、决策与对策、模糊神经网络与智能控制等诸多学科内容，是研究多智能系统理论的良好实验平台。从某种程度上说，机器人技术是反映国家高科技综合实力的一场技术战争。美国、日本等国家在机器人研制方面做的就比较好，中国还要努力。 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，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人的研制上。 超声波测距相对其他测距技术而言成本低廉,测量精度较高,不受环境的限制,应用方便，将它与红外、灰度传感器等结合共同实现机器人寻线和绕障功能。超声波由于指向性强、能量消耗缓慢且在介质中传播的距离较远，因而经常用于距离的测量。它主要应用于倒车雷达、测距仪、物位测量仪、移动机器人的研制、建筑施工工地以及一些工业现场等，例如：距离、液位、井深、管道长度、流速等场合。利用超声波检测往往比较迅速、方便，且计算简单、易于做到实时控制，在测量精度方面也能达到工业实用的要求，因此得到了广泛的应用。本课题的研究是非常有实用和有商业价值的。 为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器。总体上讲，超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产