1、-. z畢業設計(論文)開題報告題目：基于ARM的新型倒車雷達系統設計1.畢業設計論文綜述：1.1題目背景及意義：隨著我國經濟的持續開展，人民生活水平的不斷提高，公民汽車保有量大幅上升，同時也伴隨著諸多問題的出現，當汽車行駛在道路狹窄的城市，像泊車、掉頭這類簡單的事對司機朋友們來說也成為了巨大的考驗，由此造成了大量的經濟損失和不必要的爭執，面對如此窘境，超聲波測距的倒車雷達登上了歷史的舞臺。目前倒車雷達無法具備顯示車后物體相對車身的方位，大致運動速度和運動方向的功能，本方案采用了一種多路超聲波分時并行工作的設計方法，計算出障礙物的距離，方位和大致的運動方向，同時還會發出相應的報警音，從而使該倒

2、車雷達檢測的圍更廣，方位更準確，功能更齊全。1.2國外研究現狀、水平和開展趨勢：1.2.1國外研究現狀通常的倒車雷達主要由感應器(探頭)、主機、顯示設備等3局部組成。感應器發出和接收超聲波信號,并將接收到的信號傳輸到主機,再通過顯示設備顯示出來。感應器裝在后保險杠上,以角45輻射,檢測目標,能探索到那些低于保險杠而駕駛員從后窗又難以看見的障礙物并報警,如花壇、蹲在車后玩耍的兒童等;顯示設備裝在儀表板上,提醒駕駛員汽車距后面物體還有多少距離,到危險距離時,蜂鳴器就開場鳴叫,提示駕駛員停車。根據感應器種類不同,倒車雷達可分為粘貼式、鉆孔式和懸掛式等種。粘貼式感應器后有一層膠,可直接粘在后保險杠上;

3、鉆孔式感應器是在保險杠上鉆一個洞,然后把感應器嵌進去;懸掛式感應器主要用于載貨車。根據顯示設備種類不同,倒車雷達又可分為數字式、顏色式和蜂鳴式等3種。數字式顯示設備是一只如傳呼機大小的盒子,安裝在駕駛臺上,直接用數字表示汽車與后面物體的距離,并可準確到1厘米,讓駕駛員一目了然側。倒車防撞雷達開展到現在,已經歷經5代。第l代的倒車雷達系統是轟鳴器。倒車時,如果車后1.5米一1.8米處有障礙物,轟鳴器就會開場工作,轟鳴越急,表示車輛離障礙物越近。沒有語音提示,也沒有距離顯示,雖然司機知道有障礙物,但不能確定障礙物離車有多遠,對駕駛員幫助不大。第2代倒車雷達可以顯示車后障礙物離車體的距離。這l代產品

4、有兩種顯示方式,數碼顯示產品顯示距離數字,而波段顯示產品由3種顏色來區別:綠色代表平安距離,表示障礙物離車體距離有0.8米以上:黃色代表警告距離,表示離障礙物的距離只有0.6一0.8米;紅色代表危險距離,表示離障礙物只有不到0.6米的距離,必須停頓倒車。第3代用液晶熒屏顯示,特別是熒屏顯示開場出現動態顯示系統。不用掛倒檔,只要發動汽車,顯示器上就會出現汽車圖案以及車輛周圍障礙物的距離。該雷達動態顯示,色彩清晰漂亮,外表美觀,可以直接粘貼在儀表盤上,安裝很方便。不過液晶顯示器外觀雖精巧,但靈敏度較高,抗干擾能力不強,所以誤報也較多。第4代魔幻鏡倒車雷達,采用了最新仿生超聲雷達技術,配以高速電腦控

5、制,可個天候準確地測知2米以的障礙物,并以不用等級的聲音提示和直觀的顯示提醒駕駛員。魔幻鏡倒車雷達把后視鏡、倒車雷達、免提、溫度顯示和車空氣污染顯示等多項功能整合在1起,并設計了語音功能,是目前市面上最先進的倒車雷達系統。其外形就是1塊倒車鏡,所以可以不占用車空間,直接安裝在車倒視鏡的位置。第5代倒車雷達是專門為高檔轎車生產的,它整合了高檔轎車具備的影音系統,可以在顯示器上觀看DVD影像。因為是新品,售價也較高。倒車雷達的開展實際上已經融入了整車的設計,隨著技術的成熟,價格的降低,倒車雷達將會逐漸普及成為標準配置。1.2.2倒車雷達的開展趨勢(l)智能化。隨著計算機技術的不斷開展,倒車雷達在計

6、算機上的應用將由簡單的數據采集、處理,逐步轉化為以信息處理、應用為主。除了不斷完善硬件控制設備外,還要對軟件系統的研制開發進展不斷的深入和完善。近年來嵌入式系統的快速開展,在汽車工業中得到逐步重視,其中ARM一Linu*為架構平臺的嵌入式系統便在倒車雷達的研究中得到很大程度的應用。(2)可視化。基于以前倒車雷達僅僅依靠語音報警的根底,倒車雷達加上了可視的視頻顯示系統,使車主在倒車的同時可以清楚的觀察到汽車后面的實物,用眼睛進展清晰的判斷,防止倒車事故的發生。(3)集成化。倒車雷達系統的開展逐漸將各個功能集中在一起,實現了一套硬件設備可以完成多項功能。倒車雷達的集成化就是將倒車雷達的可視化、LC

7、D顯示、超聲波測速、語音報警等功能集成在一起,組成了真正意義上的硬件系統。在今后的開展趨勢中我們依然可以將倒車雷達、車載導航、車載音頻等系統集成一起,組成一個意義更為廣泛的集成化系統。2.本課題研究的主要容和擬采用的研究方案、研究方法或措施本設計是基于ARM技術進展倒車雷達系統的設計，該設計采用超聲波測距原理，通過多路采集并對數據的綜合處理，能計算出整個車身后面180圍障礙物的距離，方位和大致的運動方向，要求檢測距離誤差控制在2%左右，檢測距離為25cm到250cm之間。同時在LCD液晶屏幕上顯示詳細信息，能發出相應報警音。2.1課題擬采用的設計方案本設計是以ARM7為核心的汽車倒車系統,其中

8、包括發射和接收模塊、測溫模塊、ARM控制系統蜂鳴器報警等。系統設計框圖如下：超聲波收發模塊倒車開關超聲波收發模塊LCD顯示測溫模塊報警2.1.1超聲波測距的理論1超聲涉及用途簡介聲波是一種傳遞信息的媒體,它由機械振動波的形式向外傳播引起。根據振動所產生波的頻率上下依次分為超聲波、可聞聲波和次聲波。高于2OKHz的聲波稱為超聲波。人類耳朵能聽到的聲波頻率為20一2OKHz稱為可聞聲波。頻率小于2OHz的聲波叫做次聲波。次聲波不容易衰減,不易被水和空氣吸收。*些頻率的次聲波容易和人體器官產生共振,對人體有很強的傷害性。2超聲波傳感器工作原理超聲波發生器可以分為兩大類:一類是用電氣方式產生超聲波,一

9、類是用機械方式產生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等;機械方式有液哨和氣流旋笛等。它們所產生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不一樣,因而用途也各不一樣。目前較為常用的是壓電式超聲波發生器,壓電式超聲波發生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波發生器部有兩個壓電晶片和一個共振板。當它的兩極外加脈沖信號,其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時,壓電晶片將會發生共振,并帶動共振板振動,便產生超聲波。反之,如果兩電極間未外加電壓,當共振板接收到超聲波時,將壓迫壓電晶片作振動,將機械能轉換為電信號,這時它就成為超聲波接收器了。本設計采用的是壓電式超聲波發生器。3超聲波測距原理超聲波測距大

10、都采用時間渡越法,其原理類似于數字式雷達原理,測距開場發出脈沖,處理器開場計數器,檢測到回波信號后,中斷處理器關閉計數器,根據計數脈沖的重復周期T,得到渡越時間t=nT,n為計數器值,所以,測量t實際上變成讀出距離計數器的數碼值n。對目標距離R的測定轉換為測量脈沖數n,從而把時間t這個連續量變成了離散的脈沖數。目標距離R與計數器讀數之間的關系為：f為計數脈沖重復頻率,所以計數脈沖頻率f越高,測距精度越高。2.2ARMARM是AdvaneedRSICMachines的縮寫,ARM公司是1990年成立的設計公司,它是微處理器行業的一家知名企業,該企業設計了大量廉價、高性能、低功耗的RISC處理器、

11、相關技術及軟件。ARM公司是知識產權的供給商,本身不生產芯片,靠轉讓設計許可,由合作伙伴公司來生產各具特色的芯片。作為32位嵌入式RISC微處理器業界的領先供給商,ARM公司商業模式的強大之處在于它在世界圍的合作伙伴超過100個,其中包括了半導體工業的著名公司,從而使其具有大量的開發工具和豐富的第三方資源,它們共同保證了基于ARM處理器核的設計可以很快投入市場。ARM處理器的3大特點如下:小體積、低功耗、本錢低、高性能。16位/32位雙指令集。全球眾多合作伙伴保證芯片供給。ARM處理器的出色性能使系統設計者可得到完全滿足其確切要求的解決方案。借助于來自第三方開發者廣泛的支持,設計者可以使用豐富

12、的標準開發工具和ARM優化的應用軟件。ARM處理器本身是犯位設計,但也配備16位Thumb指令集,以允許軟件編碼為更短的16位指令。與等價的32位代碼相比,占用的存儲器空間節省高達35%,然而卻保存了犯位系統所有的優勢(例如,全32位地址空間)。Thumb狀態與正常的ARM狀態之間的切換是零開銷的。如果需要,可逐個使用切換。這允許設計者完全控制其軟件的優化技術,可得到比基于軟件的Java虛擬機(JVM)高得多的性能。與同等的非Java加速核相比,功耗降低80%。這些功能使平臺開發者可自由運行Java代碼,并在單一存儲器上建立操作系統和應用。許多系統需要將靈活的微控制器與DSP的數據處理能力相結

13、合。過去這要迫使設計者在性能、本錢之間妥協,或采用復雜的多處理器策略在CPU功能上DSP指令集的擴大提供了增強的16位和32位算術運算能力,提高了性能和靈活性。ARM還提供了兩個前沿特性嵌入式ICE一RT邏輯和嵌入式跟蹤宏系列,用以輔助帶深嵌入式處理器核的、高集成的SOC器件的調試。多年來,嵌入式CIE一RT一直是ARM處理器重要的集成調試特性,實際上己做進所有的ARM核中。允許在代碼的任何局部甚至在ROM中設置斷點。斷點后,為了調試,前臺任務暫停,但并不同時暫停處理器的活動,而允許中斷處理程序繼續運行。ARM業界領先的跟蹤解決方案嵌入式跟蹤宏單元(ETM,EmbeddedTraceMacro

14、cell),被設計成駐留在ARM處理器上,用以監控部總線,并能高速無阻礙地跟蹤指令和數據的;具有強大的軟件可配置過濾和觸發邏輯,以允這個文件可以載入A*D進展仿真調試了。3.設計的研究重點及其前期開展的工作:3.1.研究的重點1了解超聲波測距原理。2根據超聲波測距原理，設計超聲波測距器的硬件構造電路。3對設計的電路進展分析能夠產生超聲波，實現超聲波的發送與接收，從而實現利用超聲波方法測量物體間的距離。3.2前期已開展的工作查閱了相關的參考文獻，對倒車雷達有了一定的認識和了解，為以后的設計研究做了根底。復習并掌握EDA技術，超聲波測距技術等相關知識。查閱相關英文文獻，并進展翻譯。4.完本錢課題的

15、工作方案及進度方案按周次填寫根本要求：1ARM、傳感器的工作原理； 2 UART技術、PROTEL99SE工具使用； 3了解C語言，編寫軟件局部程序； 4進展程序調試； 進度安排：第1周： 收集相關資料，初步了解課題研究的方向。 第2周： 整理資料并準備開題報告。 第3周： 完成開題報告。 第4周： 構思系統總體方案，確定所用軟件工具。 第515周： 結合總體設計方案進展軟件設計，繪制電路圖，準備中英文材料。進展程序的編寫，中期辯論。 第16周： 檢查完善設計并調試。 第17周： 撰寫論文，準備辯論。 第18周： 畢業論文辯論。5 指導教師意見對課題的深度、廣度及工作量的意見指導教師： 年 月

16、 日 6 所在系審查意見： 系主管領導： 年 月 日-. z參考文獻【1】 H. Wang, M. Toda. Curved PVDF Airborne Transducer. IEEE Trans. Ultrasonic Ferroelect Freq Contr., 1999, 46(6):679683. 【2】 S. C. Ponmeroy, H. J. Di*on. Ultrasonic Distance measuring and imaging system for industrial Robot. Proc of 6th Int. Conf, Robot Vision and

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