开题报告-基于AT89S52的非接触报警体系设计.docVIP

选题的依据及意义： 随着经济发展，电子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。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，因此在工农业生产上到了广泛的应用。超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。正是由于具有这些性质才能使得超声波可以用于距离测试中。随着科学技术的提高，超声波测试技术被广泛应用在人们的日常生活和工作之中。 目前的汽车系统都是通过才超声波传感器来计算距离的，比如可以在司机倒车的时候对障碍物进行报警。目前在开发中的更为精密且昂贵的传感器是使用雷达和激光雷达来实现这一功能，但是世界上所有公司都在尝试成本更低的方法——用相机来计算距离。手机领域已经让数码相机实现了规模经济，这使之在成本上可以和模拟传感器相抗衡。（caeetd编辑） abi research公司高级分析师david alexander指出：“整个行业的人都想用数码相机代替更昂贵的超声波、激光雷达和雷达传感器，第一是因为数码相机成本如此之低，第二是因为不同的司机助手功能可以使用同样的相机甚至是同样的专用电脑芯片和软件来计算距离。”  超声波测距系统主要应用于汽车的倒车雷达、机器人自动避障行走、建筑施工工地以及一些工业现场例如：液位、井深、管道长度等场合。因此研究超声波测距系统的原理有着很大的现实意义。对本课题的研究与设计，还能进一步提高自己的电路设计水平，深入对单片机的理解和应用。 国内外研究现状及发展趋势（含文献综述） 国外发展：随在其诞生后短短几十年中的迅猛发展,它的应用范围也逐步走向人们的生活。如此广泛的应用使得提高人们对机器人的了解显得尤为重要。机器人通过其感知系统察觉前方障碍物距离和周围环境来实现绕障、自动寻线等功能。超声相对其技术而言成本低廉高,不受环境的限制,应用方便，将它与红外传感器等结合共同实现机器人寻线和绕障功能。超声波由强、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、物位测量仪的研制工地以及一些工业现场等，例如：距离井深、管道长度、流速等场合。利往往比较迅速、方便，且计算简单、易于做到实时控制，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的。国内从五十年代起对超声波测距进行了较多的研究，并取得了可喜的成果。近年来由的飞速发展，特别是单片机技术的应用，使得原来非常复杂的超声物位测量仪的设计有了大幅简化的可能，如采用zilog公司的z86E08单片机控制的超声波测距数显装置，以8098单片机为核心的智能物位测量仪等，从而使得超声物位测量仪的应用得到更多的普及。目前的汽车系统都是通来计算距离的，比如可以在司机倒车的时候对障碍物进行报警。目前在开发中的更为精密且昂贵的传感器是使用雷达和激光雷达来实现这一功能，但是世界上所有公司都在尝试成本更低的方法——用相机来计算距离。手机领域已经让数码相机实现了规模经济，这使之在成本上可以和模拟传感器相抗衡。（caeetd编辑） abi research公司高级分析师david alexander指出：“整个行业的人都想用数码相机代替更昂贵的超声波、激光雷达和雷达传感器，第一是因为数码相机成本如此之低，第二是因为不同的司机助手功能可以使用同样的相机甚至是同样的专用电脑芯片和软件来计算距离。”1-1系统总体结构 如果超声波作用于介质时被介质所吸收，实际上也就是有能量吸收，同时，由于超声波的振动，使介质产生强烈的高频振荡介质相互摩擦产生热热量，这种能量使介质温度升高。 2.2.4 超声波传感器 超声波传感器主要有电致伸缩和磁致伸缩两类，电致伸缩采用双压电陶瓷晶片制成，具有可逆特性。 压电陶瓷片具有如下特性：当在其两端加上大小和方向不断变化的交流电压时，就会产生“压电效应”，使压电陶瓷也产生机械变形，这种机械变形的大小以及方向与外加电压的大小和方向成正。也就是说，若在压电晶片两边加以频率为的交流电电压时，它就会产生同频率的机械振动，这种机械振动推动空气的张弛，当落在音频范围内时便会发出声音。反之，如果由超声波机械振动作用于陶瓷片使其发生微小的形变时，那么压电晶片也会产生与振动频率相同的微弱的交流信号。 超声波传感器结构如下： 图 2-2 超声波传感器内部结构