超声波测距系统的设计【开题报告】
超声波测距仪开题报告
超声波测距仪开题报告一、项目背景超声波测距仪是一种利用超声波技术测量距离的仪器，广泛应用于工业自动化、机器人导航、智能家居等领域。
超声波测距仪通过发射超声波信号并接收其回波信号来计算距离。
该技术具有测距范围广、精度高、响应速度快等优点，因此在各行各业都有潜在的应用需求。
本项目旨在设计一个基于超声波技术的简易测距仪原型，通过学习超声波原理、硬件电路设计和软件编程等知识，实现一个能够准确测量距离的设备。
通过该项目的实施，可以深入了解超声波测距的原理和应用，同时提高自身在电子设计和嵌入式系统开发等方面的技能。
二、项目目标1.设计一个简易的超声波测距仪原型，能够准确测量距离。
2.学习并掌握超声波测距的原理，理解超声波信号的发射、接收和处理过程。
3.学习并掌握相关硬件电路设计知识，包括超声波传感器的选型、信号放大与滤波等。
4.学习并掌握嵌入式系统开发技术，包括单片机的选择与编程、传感器数据的采集与处理等。
5.实现一定程度的功能拓展，如显示测距结果、实时监测、报警等。
三、项目计划与进度安排第一阶段：调研与准备（2天）在第一阶段，我们将进行超声波测距技术的调研与准备工作。
具体计划如下：1.研究超声波测距的原理，了解超声波信号的特点和应用场景。
2.调研市场上已有的超声波测距仪产品，分析其技术特点和功能。
3.研究超声波传感器的选型原则，并根据项目需求选择合适的传感器。
4.学习相关的硬件电路设计知识，为后续的电路设计做准备。
第二阶段：硬件设计与实施（5天）在第二阶段，我们将进行硬件电路设计与实施的工作。
具体计划如下：1.根据项目需求和选定的超声波传感器，设计相应的硬件电路。
2.硬件电路设计包括超声波传感器的接口电路设计、信号放大与滤波电路设计等。
3.购买所需的元器件，并进行电路的实际搭建与测试。
第三阶段：嵌入式系统开发与调试（7天）在第三阶段，我们将进行嵌入式系统开发与调试的工作。
具体计划如下：1.根据项目需求和硬件电路设计，选择合适的单片机进行开发。
超声波测距仪开题报告
负责人（院系公章）：2012年2月24日
【研究思路及拟采用的研究方法】
硬件电路主要分为单片机系统、显示电路、超声波发射电路、超声波检测接收电路四部分。单片机系统输出信号驱动超声波发射电路发射超声波，超声波接收电路接收反射回来的超声波信号，再经单片机系统计算，将结果送至显示电路。
软件设计主要由主程序、超声波发射子程序、超声波接收子程序及显示子程序组成。超声波主程序用于设置定时器的初值和工作方式等。之后，调用超声波发生子程序发出一个超声波脉冲。一旦接收到返回超声波信号，立即进入超声波接收子程序，并调用显示子程序。
【研究的主要内容及预期目标】
超声波测距仪的主要研究内容如下：
1.对超声波测距仪在汽车倒车中的应用进行分析，给出系统设计方案。
2.根据超声波测距仪功能进行模块化设计，绘制电气原理图并选择合适的电子元件。
3.根据电气原理图用软件模拟电路，编写程序，进行仿真调试。
4.焊接实验电路板，烧写程序并进行调试。
超声波在液体及固体中传播，衰减较小，传播较远。但在空气介质中的传播速度受温度影响，并且在空气中传播信号强度衰减较快，测量距离越大误差越大。因此，本测距仪预期测量范围0.1～1m，测量精度为1cm，且要具有较好的重复性。测量结果利用LED显示。
论证、开题、撰写开题报告
2012.02.25～2012.04.18
写作初稿
2012.04.19～2012.05.04
修改、定稿、打印
2012.05.26～2012.06.03
论文答辩
【主要参考文献】
[1] 赵建领,薛园园等主编.51单片机开发与应用技术详解[M].电子工业出版社,2009
[2]李朝青.单片机原理及接口技术（第3版）[M].北京航空航天大学出版社,2005
52单片机超声波测距系统-毕业设计(论文)开题报告
本科毕业设计(论文) 开题报告（含论文综述）学院：机械与控制工程学院所属教研室：自动化教研室课题名称：超声波测距系统专业(方向)：）班级：学号：30学生：指导教师：职称：开题日期：2013年3月11日就是所谓的时间差测距法。
超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。
由此可见，超声波测距原理与雷达原理是一样的。
测距的公式表示为：L=C×T式中L为测量的距离长度；C为超声波在空气中的传播速度；T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间数值的一半)。
超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量，虽然目前的测距量程上能达到百米，但测量的精度往往只能达到厘米数量级。
由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点，是作为液体高度测量的理想手段。
在精密的液位测量中需要达到毫米级的测量精度，但是目前国内的超声波测距专用集成电路都是只有厘米级的测量精度。
前人通过分析超声波测距误差产生的原因，提高测量时间差到微秒级，以及用LM92温度传感器进行声波传播速度的补偿后，设计的高精度超声波测距仪能达到毫米级的测量精度。
超声波测距误差分析如下：根据超声波测距公式L=C×T，可知测距的误差是由超声波的传播速度误差和测量距离传播的时间误差引起的。
时间误差当要求测距误差小于1mm时，假设已知超声波速度C=344m/s (20℃室温)，忽略声速的传播误差。
测距误差s△t<(0.001/344) ≈0.000002907s 即2.907μs。
在超声波的传播速度是准确的前提下，测量距离的传播时间差值精度只要在达到微秒级，就能保证测距误差小于1mm的误差。
使用的12MHz晶体作时钟基准的89C51单片机定时器能方便的计数到1μs的精度，因此系统采用89C51定时器能保证时间误差在1mm的测量范围内。
超声波测距 开题报告
超声波测距开题报告超声波测距开题报告一、研究背景超声波测距是一种常用的测量技术，通过利用超声波的特性来确定物体与测距设备之间的距离。
超声波测距技术广泛应用于工业、医疗、安防等领域。
本文将探讨超声波测距的原理、应用以及相关技术的发展。
二、原理介绍超声波是指频率超过人耳可听到的上限（20kHz）的声波。
超声波测距利用超声波在空气中传播的速度恒定的特点，通过测量超声波发射和接收的时间差来计算距离。
具体而言，当超声波发射器发出信号后，经过一段时间后，超声波会被物体反射回来，然后被接收器接收。
通过计算发射和接收的时间差，再乘以超声波在空气中传播的速度，即可得到物体与测距设备之间的距离。
三、应用领域1. 工业自动化：超声波测距技术广泛应用于工业自动化领域，例如在物料处理中，可以通过超声波测距来准确控制物料的位置和流量。
此外，在机器人导航和避障中，超声波测距也起到了重要的作用。
2. 医疗领域：在医疗领域，超声波测距被广泛应用于超声波成像系统中。
通过测量超声波在人体组织中的传播时间，可以生成人体内部的图像，用于医学诊断和手术导航。
3. 安防领域：超声波测距技术在安防领域中被用于距离测量和运动检测。
例如，超声波传感器可以被安装在墙壁上，用于检测房间内是否有人进入或离开。
四、技术发展随着科技的不断进步，超声波测距技术也在不断发展。
目前，一些新的技术和方法已经应用于超声波测距中，以提高测量的精度和稳定性。
1. 多波束技术：传统的超声波测距仅能测量单个物体的距离，而多波束技术可以同时测量多个物体的距离。
这使得测量更加快速和准确，适用于复杂的环境。
2. 声纳定位技术：声纳定位技术结合了超声波测距和声纳定位的优势，可以实现对目标物体的定位和跟踪。
这在军事和海洋领域有着广泛的应用。
3. 激光雷达：激光雷达是一种基于激光测距原理的测距技术，与超声波测距相比，激光雷达具有更高的精度和测量范围。
然而，激光雷达的成本较高，适用于对测量精度要求较高的场景。
超声波测距仪开题报告1
第十四周：答辩评分，完成毕业设计工作总结。
指导老师意见：
签 名： 年 月 日
毕业设计（论文）开题报告
课题名称
超声波测距仪的设计
一、选题背景与意义
超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。它在介质中传播时能量可以集中在很小的范围内，具有良好的成束性，也就是方向性极好。由于超声波的速度相对于光速要小很多，其传播时间就比较容易检测，并且易于定向发射，方向性好，强度好控制。日常的测距工具在一些特殊的场合是很不方便的，甚至无法进行距离的测量，比如液位、井的深度、管道的长度等等。而超声波作为一个检测的技术，采用的是非接触式的测量，其特点可使测量仪器不受被测介质的影响。此外，该技术对被测元件无磨损，使测量仪器牢固耐用，而且还降低了能量消耗。因为，利用超声波检测，既迅速、方便、计算简单，又易于实时控制，在测量精度方面能达到工业实用的要求。
[6]徐淑华，程退安，姚万生.单片机微型机原理与应用[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,1999.6.
四、方案（设计方案、研制方案、研究方案）论证
按照系统设计的功能的要求，初步确定设计系统由单片机主控模块、显示模块、超声波发射模块、接收模块共四个模块组成。
单片机主控芯片使用51系列AT89S51单片机，该单片机工作性能稳定，同时也是在单片机中经常使用到的控制芯片。
发射电路由单片机输出端直接驱动超声波发送。接收电路使用三极管组成的放大电路，该电路简单。
图1 系统设计框图
五、工作计划
第一周：选题，完成相关表格的填写工作，列出阶段的实施进度计划；
第二周：查阅资料与相关文献，提出设计方案，进行方案论证；
第三周：撰写开题报告；
第四周：查阅资料，进一步完成方案论证，熟悉Proteus软件；
超声波测距仪设计开题报告
毕业设计（论文）开题报告
超声波测距系统设计
一研究背景
随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。
但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。
展望未来，超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，
二研究的目的与意义
在日常生产生活中，很多场合如汽车倒车、机器人避障、工业测井、水库液位测量等需要自动进行非接触测距。
超声波是指频率大于20 kHz的在弹性介质中产生的机械震荡波，其具有指向性强、能量消耗缓慢、传播距离相对较远等特点，因此常被用于非接触测距。
由于超声波对光线、色彩和电磁场不敏感，因此超声波测距对环境有较好的适应能力，此外超声波测量在实时、精度、价格也能得到很好的折衷，并且在测量精度方面也能达到农业生产等自动化的使用要求。
三国内外研究状况
现阶段声纳的发展趋势基本为：研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。
无庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。
随着测距仪的技术进步，测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。
在新的世纪里，面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。
超声波测量测距开题报告
超声波测量测距开题报告一、研究背景和意义在现代科技的发展中，测量距离是一个基本且重要的需求。
而超声波测量测距作为一种非接触式测距技术，因其精度高、稳定性好的优点，越来越受到广泛关注和研究。
超声波测量测距技术主要通过发送和接收超声波信号来测量目标物体与传感器之间的距离。
其原理是将超声波信号发送到目标物体上，然后通过计算发送和接收信号之间的时间延迟，即可得到目标物体与传感器之间的距离。
通常情况下，超声波测距传感器的工作频率为20kHz到200kHz之间。
这种技术在许多领域中有着广泛的应用，比如工业自动化、无人机、智能家居等。
在工业领域，超声波测量测距技术可以用于物体检测、障碍物避让和位置控制等方面。
通过精确测量距离，可以实现对物体的精确定位和控制。
在无人机领域，超声波测量测距被用来辅助飞行器的定位和避障。
通过检测无人机与障碍物之间的距离，可以自动调整飞行高度，避免与物体发生碰撞。
在智能家居领域，超声波测距技术用于测量室内物体与传感器之间的距离，从而实现智能灯光控制、自动门窗开关等功能。
二、研究目标和内容本研究的主要目标是设计并实现一个超声波测量测距系统，用于高精度、高稳定性的距离测量。
为了实现这一目标，研究将完成以下内容：1. 系统硬件设计：包括超声波发射器、接收器和处理电路等的设计和制造。
2. 系统软件设计：包括控制算法的设计和实现。
通过合理的算法设计，可以提高测距系统的精度和稳定性。
3. 系统性能评估：通过对测距系统进行实验和测试，评估系统的性能和准确度。
三、研究方法和步骤本研究将采用以下方法和步骤：1. 超声波传感器选择：根据需要的测量范围和精度，选择适合的超声波传感器。
2. 硬件设计：根据超声波传感器的特性和测量要求，设计和制造适用于该测距系统的硬件电路。
3. 软件设计：编写控制算法，实现超声波信号的发送和接收，并计算目标物体与传感器之间的距离。
4. 系统集成：将硬件电路和软件算法进行集成，构建完整的测距系统。
超声波测距仪设计开题报告
超声波测距仪设计开题报告一、引言超声波是一种频率高于人类听觉范围的声波，其在测距和跟踪方面有着广泛的应用。
超声波测距仪是一种基于超声波原理设计的仪器，可用于测量物体与测距仪之间的距离。
本文将介绍超声波测距仪的设计开题报告，并讨论其原理、设计思路和预期结果。
二、背景知识超声波测距仪利用声波的传播速度和回波时间来计算物体与测距仪之间的距离。
它通常由超声波发射器、超声波接收器和计时电路组成。
发射器发出超声波信号，当它遇到物体并发生反射时，接收器接收到反射波并将信号送入计时电路，计时电路根据信号的往返时间计算出与物体的距离。
三、设计目标本设计的目标是制作一个低成本、精度可靠的超声波测距仪。
具体要求如下：1. 超声波发射器和接收器的频率范围应能够满足常见的测距需求；2. 设计的测距仪应具有较高的测距精度，误差范围应控制在可接受的范围内；3. 测距仪应具有稳定性，并能适应不同环境下的使用；4. 设计过程中应考虑到成本、易用性和可维护性等因素；5. 最终设计的超声波测距仪应符合相关的安全标准。
四、设计思路1. 超声波发射器和接收器的选择在设计测距仪时，需要选择合适的超声波发射器和接收器。
应根据测量距离和精度要求来选择合适的工作频率范围，并考虑到超声波发射器和接收器的灵敏度和功耗等因素。
2. 计时电路设计计时电路是测距仪的核心部分，它根据超声波信号的往返时间计算出距离。
设计计时电路时，需要考虑到信号处理和精度控制等方面的因素。
3. 噪声滤波和误差校正在实际测量中，存在各种噪声和误差源，例如环境噪声、信号传输误差等。
为了提高测距仪的测量精度，应采取适当的滤波和误差校正措施。
4. 设计测试与验证设计完成后，应进行相关的测试与验证，包括距离测量精度、稳定性和可靠性等方面的测试。
根据测试结果，可以进一步优化设计方案。
五、预期结果通过本设计，预期可以制作出一个低成本、精度可靠的超声波测距仪。
测距仪具有稳定性，并且能够满足常见的测量需求。
超声波测距仪开题报告
超声波测距仪开题报告超声波测距仪开题报告一、引言近年来，随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展，超声波测距仪作为一种常见的测距工具，得到了广泛的应用。
本文旨在探讨超声波测距仪的原理、应用场景以及未来发展方向。
二、超声波测距仪原理超声波测距仪是一种利用超声波在空气中传播的特性来测量距离的仪器。
其原理基于声波在空气中的传播速度稳定、反射强度可测量的特点。
超声波测距仪通过发射超声波脉冲，然后接收反射回来的波形，通过计算波形的时间差来确定目标物体与测距仪之间的距离。
三、超声波测距仪的应用场景1. 工业自动化超声波测距仪在工业自动化领域具有广泛的应用。
例如，在生产线上，可以利用超声波测距仪来检测物体的位置和距离，以实现自动化控制和操作。
此外，超声波测距仪还可以用于机器人导航和避障，提高生产效率和安全性。
2. 车辆安全超声波测距仪在车辆安全领域也有重要的应用。
例如，在倒车过程中，超声波测距仪可以通过检测车辆后方的障碍物距离，发出警示信号，帮助驾驶员避免碰撞事故。
此外，一些高端汽车还配备了超声波测距仪系统，用于自动泊车和自动驾驶。
3. 医疗领域在医疗领域，超声波测距仪被广泛应用于医学成像和诊断。
例如，超声波测距仪可以用于测量人体内部器官的大小和位置，帮助医生进行疾病的诊断和治疗。
此外，超声波测距仪还可以用于监测心脏和血管的功能，提供重要的医学信息。
四、超声波测距仪的发展趋势1. 精度提升随着科技的进步，超声波测距仪的测量精度将不断提高。
通过改进传感器设计、优化信号处理算法等手段，可以使超声波测距仪的测量误差降低到更小的范围，提高测量的准确性。
2. 多功能化未来的超声波测距仪将趋向于多功能化。
除了测量距离外，超声波测距仪可能还能实现其他功能，如温度测量、气体检测等。
这将使得超声波测距仪在更多领域得到应用，并提供更多的便利。
3. 远程控制随着无线通信技术的发展，超声波测距仪将更加方便远程控制。
通过与智能手机、计算机等设备的连接，用户可以实时监测和控制超声波测距仪的工作状态，实现远程操作和管理。
超声波测距仪设计开题报告
超声波测距仪设计开题报告摘要：本文介绍了一个基于超声波技术的测距仪的设计开题报告。
测距仪是一种常见的仪器，用于测量两个物体之间的距离。
超声波测距仪利用超声波的特性，通过发送和接收超声波信号来测量距离。
本文将重点研究超声波测距仪的硬件设计和信号处理方法。
引言：测距是许多领域中重要的测量任务之一。
在工业自动化、无人机导航、智能交通系统等应用中，准确测量物体之间的距离对于系统的正常运行至关重要。
传统的测距方法包括使用激光测距仪或红外线测距仪等。
然而，这些方法在特定环境下可能受到干扰。
超声波测距仪具有非接触、高精度和易于实现的优点，因此被广泛应用。
问题陈述：本研究的主要目标是设计一种基于超声波技术的测距仪，能够准确测量两个物体之间的距离，并且具有稳定的性能和高精度的测量结果。
方法：1. 硬件设计：超声波测距仪主要由发送器和接收器两部分组成。
发送器负责发射超声波信号，接收器负责接收反射回来的超声波信号。
本文将使用电路设计软件进行硬件电路的设计和仿真，并选择适当的元器件，如超声波传感器、放大器等。
2. 信号处理：接收到的超声波信号将被放大和滤波，以提高稳定性和抗干扰能力。
然后，通过计算接收到的超声波信号的时间延迟，可以确定两个物体之间的距离。
本文将研究不同的信号处理算法，并对其性能进行评估和优化。
预期结果：通过设计和实现一个基于超声波技术的测距仪，本研究预期能够实现以下目标：1. 高精度的测量结果：通过合理的硬件设计和信号处理方法，实现测距仪的高精度和稳定性。
(完整版)超声波测距的毕业设计开题报告
历史上使用超声波来测量距离是从第二次世界大战时海军的声纳技术的发展开始。声纳是一种利用声波在水下测定目标距离和运动速度的仪器。经过几个世纪，科学家们对此反复研究，最终发现了超声波的原理。
超声波测距应用于各种工业领域，如工业自动控制，建筑工程测量和机器人视觉识别等方面。超声波作为一种检测技术，采用的是非接触式测量，由于它具有不受外界因素影响，对环境有一定的适应能力，且操作简单、测量精度高等优点而被广泛应用。这些特点可使测量仪器不受被测介质的影响，大大解决了传统测量仪器存在的问题，比如，在粉尘多情况下对人引起的身体接触伤害，腐蚀性质的被测物对测量仪器腐蚀，触电接触不良造成的误测等。此外该技术对被测元件无磨损，使测量仪器牢固耐用，使用寿命加长，而且还降低了能量耗损，节省人力和劳动的强度。因此，利用超声波检测既迅速、方便、计算简单，又易于实时控制，在测量精度方面能达到工业实用的要求。
第 13 周：论文修改；
第 14 周：准备答辩；
第 15 周：答辩。
（1）、根据系统的功能要求确定选用的元器件；
（2）、分配单片机各个P口地址，以连接对应的元器件，方便控制；
（3）、利用DXP软件构建系统的硬件图；
2、确定软件部分的设计方案:
（1）、确定各部分模块对应要实现的功能，并根据连接图写出对应程序中对应的控制信息，便于软件编写；
（2）、用keil软件编写程序，对应各模块功能模块化编写，便于程序的检查和调试；
计量学在制造业中越来越重要。直接在机器上测量尤其能推动制造业的发展。目前为止大部分还是采用视觉的或触觉的测量方法。但是墙的厚度就不能用这些来测量，因此德国人把超声系统结合到机器设计出了测距方法。随着超声波的发展，早在2000年时英国人就设计出了可观察、识别并测距的超声波集成系统。
超声波测距倒车雷达系统的设计【开题报告】
毕业设计开题报告电子信息工程超声波测距倒车雷达系统的设计一、选题的背景、意义随着经济的飞速发展的进程，作为交通运输的车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越成为人们关注的问题。
在享受汽车给我们带来的便利同时，由于倒车而产生的问题也日益突出。
车的数量逐年增加，公路、街道、停车场和车库拥挤不堪，可转动的空间越来越少；另一方面，新司机及非专职司机越来越多，因倒车引起的纠纷越来越多，车辆之间、车辆与人、车辆与墙壁等障碍物之间的碰撞时有发生。
其中倒车事故由于发生的频率极高，已引起了社会和交通部门的高度重视。
倒车事故发生的原因是多方面的，倒车镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率。
在2006年汽车事故的发生比例中，倒车引起的事故占28%，倒车已成为令人们头痛的一项任务，即使是经验丰富的司机也在抱怨倒车是件费力费神的事。
据统计，危险境况时，如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间，则可分别减少追尾事故的30%，路面相关事故的50%，迎面撞车事故的60%。
改善倒车遇到的窘境被越来越多的人所关注，人们对汽车操纵的便捷性提出了更高的要求，希望有种装置能够解决汽车倒车给人们带来的不便，消除驾驶中的不安全因素，可将车快速准确地停放到指定的位置。
因此，提出了基于超声波测距的汽车用倒车雷达的设计。
汽车倒车雷达全称为“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除驾驶员泊车和起动车辆时因前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员克服视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。
倒车雷达的原理与普通雷达一样，是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。
通过感应装置发出超声波，然后通过反射回来的超声波来判断前方是否有障碍物，以及障碍物的距离、大小、方向、形状等。
只不过由于倒车雷达体积大小及实用性的限制，目前其主要功能仅为判断障碍物与车的距离，并做出提示。
开题报告-超声波测距仪
选题不当，在研究 或技术方面不明 确，或达不到本科 专业人才培养目标 要求。
实施方案、 进度安排
方案目标是否 明确，内容是 否丰富，思路 如何，进度安 排是否合理
目标基本明确，解 决问题的思路清 晰，内容清楚，在 若干方面有新意或 具有实用性，研究 进度安排合理
目标不明确或有错 误，内容不具体； 研究方法简单，技 术路线不严密，技 术难度过低，没有 抓住技术关键；研 究进度安排不合理
**********************学院 电子信息工程专业毕业设计
开题报告
课题题目： 姓 名： 学 号： 年级专业： 学 期： 指导教师： 职 称： 开题时间：
超声波测距仪的设计
2014级电子信息工程 第7学期
***********学院 本科毕业设计开题报告
题目
超声波测距仪的设计
1、 选题目的及意义
图2 系统软件流程图
三、选题相关支持条件（理论知识、软件及硬件条件
等）
1、理论知识： 主打芯片STC89C51RD：STC89C51RD是采用8051核的ISP（In
System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为 80MHz，片内含8K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存 储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集 成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编
（3）超声波接收电路设计：HC-SR04超声波测距模块可提供
2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可高达3mm，模 块包括超声波发射器、接收器与控制电路。其基本工作原理：
a.采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号； b.模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回； c.有信号返回，通过IO口ECH0输出一个高电平，高电平持续 的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=（高电平时间 *声速/340M/S）/2； d.当TRIG从0->1时，主控制板启动，当超时10ms时ECH0仍然 没有出现150us的0信号，表示没有障碍。 本模块性能稳定，测度距离精确，其主要特点：超微型，只相当 于两个发射，接收头的面积已经没法再小了；无盲区（10mm内成 三角形误差较大，简单可以当做0处理）；反应速度快，10ms的测 量周期，不容易丢失高速目标；发射头，接收头紧靠，和被测目 标基本成直线关系；模块上有LED指示，方便观察和测试。 （4）显示电路：采用简单的4位共阴极LED数码管进行动态显 示。 （5）电源电路：超声波测距仪可利用干电池进行供电，可采 用若干节1.5V干电池，视最后超声波测距仪的功率所定。控制系 统可采用5V电源进行供电。 2.3 软件设计： 功能实现流程：
基于超声波的距离测量系统的研究及其应用的开题报告
基于超声波的距离测量系统的研究及其应用的开题报告一、研究背景与意义超声波测距技术在工业自动化控制、军事、安全监控等领域中具有广泛应用，并且在近年来的车载雷达、智能家居、机器人等领域也得到了快速的发展。
超声波测量技术通过利用超声波的传播速度和反射原理，可以实现对物体的距离、速度、位置等参数的精确测量，具有测量范围广、测量精度高、不受光照影响等优点。
因此，超声波测距技术的研究具有十分重要的意义。
目前，市面上已经有一些基于超声波的距离测量系统的产品，但是它们存在着一些不足，比如：测距精度不高，测距范围受限，适用场景有限等问题。
因此，需要有一种可以更精准、更灵活、更适应各种场景使用的超声波测距系统，来满足实际需求。
二、研究内容本研究的主要内容包括：1.超声波测距原理与技术研究。
通过理论研究和实验验证，探究超声波传播的特点、超声波测距仿真模型的建立和超声波测距技术的优化等关键问题。
2.基于超声波的距离测量系统设计。
采用单片机、传感器、运放等电子元件，结合超声波传感器的工作原理，设计出一种基于超声波的距离测量系统。
3.系统性能测试与优化。
通过实验测试，对系统的测距精度、测距范围、稳定性等性能进行评估和优化，保证系统的高效稳定运行。
三、预期成果本研究的预期成果包括：1.完成超声波测距技术的理论研究和仿真模型的建立。
2.设计出基于超声波的距离测量系统，并进行实验验证。
3.评估系统的测距精度、测距范围、稳定性等性能，并进行优化。
4.探索超声波测距技术在实际应用场景中的应用，如智能家居、车载雷达、机器人等领域。
四、研究方法1.文献调研法。
系统搜集与超声波测距技术相关的文献资料，综合分析各种测距技术的特点和优缺点，为研究提供参考。
2.实验验证法。
基于超声波测距原理，设计相应的实验方案，利用单片机、传感器、运放等电子元件，搭建出基于超声波的距离测量系统，并对其性能进行实验验证。
3.系统优化法。
针对实验结果，对系统的测距精度、测距范围、稳定性等性能进行分析和评估，并进行适当的优化。
超声波测距开题报告(1)
超声波测距开题报告(1)1. 引言超声波测距是一种常见的测量距离的方法，通过发射超声波脉冲，利用声波在空气中传播的速度和反射的时间差来计算目标物体与传感器之间的距离。
超声波测距具有非接触、测量范围广、测量精度高等优点，在工业自动化、智能驾驶、机器人等领域得到广泛应用。
本报告旨在介绍超声波测距的原理、应用领域以及可能的实现方法，并对比分析常用的超声波测距传感器。
2. 原理超声波测距原理基于声波在介质中传播的速度和反射的时间差。
当传感器发出超声波脉冲后，脉冲在空气中传播，然后被目标物体反射回传感器。
通过测量超声波脉冲从发射到接受的时间差，可以计算目标物体与传感器之间的距离。
超声波在空气中的传播速度约为343米/秒，即每秒传播343米。
根据超声波传播与反射的时间差，可以使用以下公式计算出距离：距离 = (传播时间差 × 超声波在空气中的传播速度) / 2其中，传播时间差为超声波从发射到接收的时间差，除以2是因为要考虑到来回的传播距离。
3. 应用领域超声波测距具有广泛的应用领域，以下是几个常见的应用领域：3.1 工业自动化在工业自动化领域，超声波测距被广泛应用于物料检测、位置检测、流量计量等方面。
例如，在生产线上，可以使用超声波传感器来检测物料的位置和距离，以实现自动化的生产过程。
3.2 智能驾驶超声波测距也是智能驾驶领域中常用的技术之一。
通过安装超声波传感器在车辆周围，可以实时测量车辆与周围障碍物的距离，并进行相应的保护措施，如自动刹车、发出警报等。
3.3 机器人在机器人领域，超声波测距被广泛应用于避障、定位、导航等方面。
通过安装超声波传感器在机器人身上，可以实时测量机器人与周围环境的距离，以实现机器人的避障功能，提高机器人的安全性和自主性。
4. 实现方法超声波测距的实现方法多种多样，以下是几种常用的实现方法：4.1 超声波发射与接收一种常见的实现方法是通过超声波模块进行发射和接收。
超声波模块包括发射器和接收器，发射器用于发出超声波脉冲，接收器用于接收被目标物体反射的超声波脉冲。
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开题报告
电子信息工程
超声波测距系统的设计
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
现在认为，超声波最先是从1876年F.Galton的气哨实验开始，这是人类首次产生高频声波。
在以后30年内，人们对超声波仍然了解的比较少，发展较为缓慢，对超声波研究没有非常重视。
接着在第一次世界大战中，超声波的研究慢慢的受到各国的重视。
这时期法国人Langevin使用了一种晶体传感器，并使其在水下接收一些相对较低频率的超声波，并且提出是否可以使用超声波对水中的潜艇进行检测或者在水下利用超声波进行通信。
在1929年，前苏联科学家Sokolov最先提出了利用超声波探进行检查金属物内部是否存在缺陷的想法。
在间隔两年后，德国人Mulhauser获准一项关于超声检测方法的德国专利，但是他却没有在这方面进行深入的探索研究。
在1934年Sokolov发表了关于超声波在液体槽子里用穿透法作实物试验的结果，使用了多种方法用来检测穿过试验物品的超声波中含有的能量，在这些方法中最为简单的是使用光学方法观察液体表面由超声波形成的波纹的大小。
之后德国人Bergrnann发布了关于超声波的经典著作《uLTRAsoNIC》，在该著作中对超声波早期的大量资料进行了详细的论述，这本著作也一直被认为是超声波领域中的经典之一。
美国的Firestone和英国的Sproulels两人对超声波脉冲回波探伤仪进行了首次介绍，并使超声波检测技术发展到了更为重要的一个阶段。
在各种各样的超声波检测系统中，这是最为成功的一种检测系统，因为它具有最广泛的代表性，而且其检测结果也是最容易解释的。
这种方法除了可用于手工检测外，还可以和各种先进的系统进行联用。
直至当前，在超声无损检测中，脉冲回波系统仍然是应用最为广泛的一种。
在50年代由于雷达的快速发展大大的促进了超声波技术的发展；而后随着电子技术的不断快速发展，又使超声波的发展有了一次快速的飞跃。
超声波被广泛的应用于医疗诊断、无损检测及工业控制中。
在60年代，随着新材料新技术的应用以及对超声波的深入研究，产生了一些超过
100GHz的超高频超声波，而且这些超高频的超声波开始应用于物理学基础研究、通信和计算机技术等领域当中。
在1992年FigneroaJ.F提出一种新的超声回波计时方法，该方法利用峰值和相位相加得到回波时延冈。
利用这种测量方法能够达到18一34米的测量范围，误差精度为2%。
在2007年，
HanneSElmer在对高精度超声波测距系统的研究中利用了编码信号，并对实现超声波测距高分辨率提出了方法。
在近几年，由于电子技术及压电陶瓷材料的不断快速发展,超声检测技术也随之迅猛发展。
位于美国的普力塞思公司研制了APRESYS超声波测距仪，不仅实现了高速精确的长宽高测量而且还实现面积测量。
加拿大柏威腾超声波设备厂更是研制了各种超声波测量及工业应用设备。
在我国，对于超声波的研究起始于60年代，在此期间建立了分子声学研究室，对超声波进行了各种测量研究，设计了超声波在固体衰减测试仪等多种仪器。
于此同时对超声波医疗、探伤、显示、加工各个方面都取得了长足的进步。
步入80年代后，我国对超声波的研究也进入了一个快速发展的阶段，并且取得了一系列骄人的成绩。
高分子压电PVDF型换能器和超声显微镜能够在实际中应用，制造PVDF高分子压电薄膜材料的技术处于国际领先水平，B超探头投入到实际的医疗应用等。
近些年随着中国工业自动化水平的不断提高，国内对于超声波技术水平的要求不断提高，国内超声波的发展再次得到了快速的发展。
1996年中国科学院上海声学实验室提出了一种双频超声波测距的原理和方法。
2000年，童峰、许肖梅等提出一种以均方误差为观察对象的LMS自适应延时估计算法，这种算法极大的提高了超声测距的可靠性，但是算法较为复杂，运算量大，不利于实时处理。
中国测试技术研究所的李茂山在《超声波测距原理及实践技术》中将超声波在空气中的传播速度做为已知条件，测量出超声波行在需要测量测量距离所行进时间的超声波测距原理。
在文章中还对影响超声波声速的因素以及超声波的传输特性进行了讲解，并且描绘出了超声波测距的各个步骤。
中国海洋大学的曹玉华在《超声波测距系统设计及其在机器人模糊避障中的应用》中提出了用温度补偿的方法进一步提高超声波测距的精度。
因超声波的传播速度对整个测距系统的精度起着重要的作用，且超声波在介质中的传播速度与温度、压力等因素有关，其中温度的影响最大，因此需要对其进行补偿。
用温度补偿来修正超声波速度，从而减小温度变化对距离测量精度的影响。
该超声波测距装置在1.5m的测量范围内，测量误差小于5cm。
山东科技大学的王红梅在《高分辨力超声测距系统的研究》对现在已有超声波测距进行了分析并评价了各自的优缺点，可以采用超声波多次发射，以多次测量的平均值作为测量值的方法进行提高超声波测距精度，并且用温度补偿的方法进一步提高系统精度。
同时为了提高仪器的分辨力，还可采用若干方法来减小随机误差。
从技术上看，超声波测距系统在上个世纪70年代已经实用化，从70年代末期开始广泛应用于生产领域。
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
在一些常规测量方式不能够很好完成的地方，超声波测距都有着良好的应用。
相比于传统的常规测量，超声波在测距方面主要突出以下优点：
1、应用范围广泛，超声波在气体、液体和固体介质中都能够传输，所以在这些介质当中都能够应用；
2、对环境要求低，超声波对外界的电磁波、光线或粉尘都不是很敏感，在这些环境中测量时可以降低人员的劳动强度；
3、超声波传感器的结构简单，设备价格低廉，维护方便，工作稳定靠，很容易大规模工业化使用。
这是超声波的这些个特性优点，使其在民事上，工业上、军事上都有着广泛的应用。
比如在民事上的自动泊车系统和倒车雷达系统等；工业上的超声波探伤系统，自动化装配、检测、分类系统等；军事上的潜艇声纳系统等。
随着经济发展，电子测量技术将应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。
随着科技水平的不断提高，超声波测距技术将会被广泛应用于人们日常工作和生活之中。
虽然说现在人们利用超声波测距还十分有限。
但相信随着科技的不断进步发展，超声波测距仪将不仅仅只是用于测量距离，而会和自动化智能化接轨，和其他仪器设备组合在一起，成为多功能的测量仪器，从单纯的判断功能发展到具有学习功能，能够自主创新。
虽然说现阶段我国的在超声波研究发面取得了许多骄人的成绩，但在总体方面和发达国家相比还是有着不小的差距，国内生产的许多超声波仪器在精度上、可靠性上都还不能满足人们生产生活的需求，都需要长期依赖于国外的进口。
所以在超声波研究方面，国内还需要不断的进行探索研究。
因此对于超声波测距的研究具有非常重要的实时性和重要性。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：
论文的主要内容是研制一种近距离高精度超声波测距系统。
将系统分为超声波发射、超声波接收、计时电路等若干部分,分别进行设计,并进行适当优化。
其主要技术指标如下：
1) 使该系统的最大测距距离达到2米；
2) 测量精度优于0.01米，距离显示值可以动态刷新，示数稳定；
3) 当被测物体进入30cm的警报范围并且继续靠近时，能够发出警报声。
三、研究步骤、方法及措施：
1．选择确立总体方案；
2．设计出电路原理图；
3．对电路图进行仿真测试，；
4．完善作品，编写论文；
5．整理论文及资料，准备答辩；
通过查阅已有的相关文档及技术资料，先确立总体方案，根据选择的方案进行电路的搭建，针
对性的进行设计研究。
四、参考文献
[1] 时德钢,刘晔,王峰,韦兆碧,王采堂.超声波测距仪的研究[J].计算机测量与控制, 2002.(07):480~482
[2] 翟国富，刘茂恺.一种实时高精度的机器人用超声波测距处理方法[J].应用声学, 1990(1):17~24
[3]苏长赞.红外线与超声波遥控[M].北京:人民邮电出版社,1995.
[4]曹玉华.超声测距系统设计及其在机器人模糊避障中的应用[D].山东:中国海洋大学，2007.
[5]李茂山.超声测距原理及实践技术[J].实用测试技术， 1994.(1):12~20
[6王红梅.高分辨力超声测距系统的研究[D].山东:山东科技大学，2004:43~45
[7]JaekBlitz.Ultrasonics methods and applieations[M].London:ButteoorthS，1971.
[8]Sokolov,S.Ultrasonic methods for determining internal flaws in metal objects[J].Russian,Zavod,Lab,1935.
[9]Firestone,F.A.Flaw deteeting device and measuring instrument[P」.U.S.Patent no.2，1940.
[10]Deseh，C.H，Sproule，D.O.and Dawson,W.J.The deteetion of cracks in steel by means of
Supersonic waves[J].Iron Steel Inst，1946.
五、研究工作进度：
1）第1、2周完成开题报告；
2）第3、4周制定总体方案和具体设计计划；
3）第5～13周完成论文初稿；
4）第14周整理论文及准备答辩。