1、-. z畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題目：基于ARM的新型倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計1.畢業(yè)設(shè)計論文綜述：1.1題目背景及意義：隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)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(xiàn)，當(dāng)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(jī)朋友們來說也成為了巨大的考驗，由此造成了大量的經(jīng)濟(jì)損失和不必要的爭執(zhí)，面對如此窘境，超聲波測距的倒車?yán)走_(dá)登上了歷史的舞臺。目前倒車?yán)走_(dá)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(shè)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(fā)出相應(yīng)的報警音，從而使該倒

2、車?yán)走_(dá)檢測的圍更廣，方位更準(zhǔn)確，功能更齊全。1.2國外研究現(xiàn)狀、水平和開展趨勢：1.2.1國外研究現(xiàn)狀通常的倒車?yán)走_(dá)主要由感應(yīng)器(探頭)、主機(jī)、顯示設(shè)備等3局部組成。感應(yīng)器發(fā)出和接收超聲波信號,并將接收到的信號傳輸?shù)街鳈C(jī),再通過顯示設(shè)備顯示出來。感應(yīng)器裝在后保險杠上,以角45輻射,檢測目標(biāo),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(shè)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(jù)感應(yīng)器種類不同,倒車?yán)走_(dá)可分為粘貼式、鉆孔式和懸掛式等種。粘貼式感應(yīng)器后有一層膠,可直接粘在后保險杠上;

3、鉆孔式感應(yīng)器是在保險杠上鉆一個洞,然后把感應(yīng)器嵌進(jìn)去;懸掛式感應(yīng)器主要用于載貨車。根據(jù)顯示設(shè)備種類不同,倒車?yán)走_(dá)又可分為數(shù)字式、顏色式和蜂鳴式等3種。數(shù)字式顯示設(shè)備是一只如傳呼機(jī)大小的盒子,安裝在駕駛臺上,直接用數(shù)字表示汽車與后面物體的距離,并可準(zhǔn)確到1厘米,讓駕駛員一目了然側(cè)。倒車防撞雷達(dá)開展到現(xiàn)在,已經(jīng)歷經(jīng)5代。第l代的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)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(jī)知道有障礙物,但不能確定障礙物離車有多遠(yuǎn),對駕駛員幫助不大。第2代倒車?yán)走_(dá)可以顯示車后障礙物離車體的距離。這l代產(chǎn)品

4、有兩種顯示方式,數(shù)碼顯示產(chǎn)品顯示距離數(shù)字,而波段顯示產(chǎn)品由3種顏色來區(qū)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(xiàn)動態(tài)顯示系統(tǒng)。不用掛倒檔,只要發(fā)動汽車,顯示器上就會出現(xiàn)汽車圖案以及車輛周圍障礙物的距離。該雷達(dá)動態(tài)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(qiáng),所以誤報也較多。第4代魔幻鏡倒車?yán)走_(dá),采用了最新仿生超聲雷達(dá)技術(shù),配以高速電腦控

5、制,可個天候準(zhǔn)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?yán)走_(dá)把后視鏡、倒車?yán)走_(dá)、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(shè)計了語音功能,是目前市面上最先進(jìn)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。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?yán)走_(dá)是專門為高檔轎車生產(chǎn)的,它整合了高檔轎車具備的影音系統(tǒng),可以在顯示器上觀看DVD影像。因為是新品,售價也較高。倒車?yán)走_(dá)的開展實際上已經(jīng)融入了整車的設(shè)計,隨著技術(shù)的成熟,價格的降低,倒車?yán)走_(dá)將會逐漸普及成為標(biāo)準(zhǔn)配置。1.2.2倒車?yán)走_(dá)的開展趨勢(l)智能化。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷開展,倒車?yán)走_(dá)在計

6、算機(jī)上的應(yīng)用將由簡單的數(shù)據(jù)采集、處理,逐步轉(zhuǎn)化為以信息處理、應(yīng)用為主。除了不斷完善硬件控制設(shè)備外,還要對軟件系統(tǒng)的研制開發(fā)進(jìn)展不斷的深入和完善。近年來嵌入式系統(tǒng)的快速開展,在汽車工業(yè)中得到逐步重視,其中ARM一Linu*為架構(gòu)平臺的嵌入式系統(tǒng)便在倒車?yán)走_(dá)的研究中得到很大程度的應(yīng)用。(2)可視化。基于以前倒車?yán)走_(dá)僅僅依靠語音報警的根底,倒車?yán)走_(dá)加上了可視的視頻顯示系統(tǒng),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(jìn)展清晰的判斷,防止倒車事故的發(fā)生。(3)集成化。倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的開展逐漸將各個功能集中在一起,實現(xiàn)了一套硬件設(shè)備可以完成多項功能。倒車?yán)走_(dá)的集成化就是將倒車?yán)走_(dá)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(tǒng)。在今后的開展趨勢中我們依然可以將倒車?yán)走_(dá)、車載導(dǎo)航、車載音頻等系統(tǒng)集成一起,組成一個意義更為廣泛的集成化系統(tǒng)。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(shè)計是基于ARM技術(shù)進(jìn)展倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計，該設(shè)計采用超聲波測距原理，通過多路采集并對數(shù)據(jù)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(xì)信息，能發(fā)出相應(yīng)報警音。2.1課題擬采用的設(shè)計方案本設(shè)計是以ARM7為核心的汽車倒車系統(tǒng),其中

8、包括發(fā)射和接收模塊、測溫模塊、ARM控制系統(tǒng)蜂鳴器報警等。系統(tǒng)設(shè)計框圖如下：超聲波收發(fā)模塊倒車開關(guān)超聲波收發(fā)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(jī)械振動波的形式向外傳播引起。根據(jù)振動所產(chǎn)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(chǎn)生共振,對人體有很強(qiáng)的傷害性。2超聲波傳感器工作原理超聲波發(fā)生器可以分為兩大類:一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波,一

9、類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等;機(jī)械方式有液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)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(fā)生器,壓電式超聲波發(fā)生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波發(fā)生器部有兩個壓電晶片和一個共振板。當(dāng)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(fā)生共振,并帶動共振板振動,便產(chǎn)生超聲波。反之,如果兩電極間未外加電壓,當(dāng)共振板接收到超聲波時,將壓迫壓電晶片作振動,將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號,這時它就成為超聲波接收器了。本設(shè)計采用的是壓電式超聲波發(fā)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(shù)字式雷達(dá)原理,測距開場發(fā)出脈沖,處理器開場計數(shù)器,檢測到回波信號后,中斷處理器關(guān)閉計數(shù)器,根據(jù)計數(shù)脈沖的重復(fù)周期T,得到渡越時間t=nT,n為計數(shù)器值,所以,測量t實際上變成讀出距離計數(shù)器的數(shù)碼值n。對目標(biāo)距離R的測定轉(zhuǎn)換為測量脈沖數(shù)n,從而把時間t這個連續(xù)量變成了離散的脈沖數(shù)。目標(biāo)距離R與計數(shù)器讀數(shù)之間的關(guān)系為：f為計數(shù)脈沖重復(fù)頻率,所以計數(shù)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(shè)計公司,它是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè),該企業(yè)設(shè)計了大量廉價、高性能、低功耗的RISC處理器、

11、相關(guān)技術(shù)及軟件。ARM公司是知識產(chǎn)權(quán)的供給商,本身不生產(chǎn)芯片,靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計許可,由合作伙伴公司來生產(chǎn)各具特色的芯片。作為32位嵌入式RISC微處理器業(yè)界的領(lǐng)先供給商,ARM公司商業(yè)模式的強(qiáng)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(dǎo)體工業(yè)的著名公司,從而使其具有大量的開發(fā)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(shè)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(tǒng)設(shè)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(fā)者廣泛的支持,設(shè)計者可以使用豐富

12、的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)工具和ARM優(yōu)化的應(yīng)用軟件。ARM處理器本身是犯位設(shè)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(jié)省高達(dá)35%,然而卻保存了犯位系統(tǒng)所有的優(yōu)勢(例如,全32位地址空間)。Thumb狀態(tài)與正常的ARM狀態(tài)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(shè)計者完全控制其軟件的優(yōu)化技術(shù),可得到比基于軟件的Java虛擬機(jī)(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(fā)者可自由運行Java代碼,并在單一存儲器上建立操作系統(tǒng)和應(yīng)用。許多系統(tǒng)需要將靈活的微控制器與DSP的數(shù)據(jù)處理能力相結(jié)

13、合。過去這要迫使設(shè)計者在性能、本錢之間妥協(xié),或采用復(fù)雜的多處理器策略在CPU功能上DSP指令集的擴(kuò)大提供了增強(qiáng)的16位和32位算術(shù)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(diào)試。多年來,嵌入式CIE一RT一直是ARM處理器重要的集成調(diào)試特性,實際上己做進(jìn)所有的ARM核中。允許在代碼的任何局部甚至在ROM中設(shè)置斷點。斷點后,為了調(diào)試,前臺任務(wù)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(xù)運行。ARM業(yè)界領(lǐng)先的跟蹤解決方案嵌入式跟蹤宏單元(ETM,EmbeddedTraceMacro

14、cell),被設(shè)計成駐留在ARM處理器上,用以監(jiān)控部總線,并能高速無阻礙地跟蹤指令和數(shù)據(jù)的;具有強(qiáng)大的軟件可配置過濾和觸發(fā)邏輯,以允這個文件可以載入A*D進(jìn)展仿真調(diào)試了。3.設(shè)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(jù)超聲波測距原理，設(shè)計超聲波測距器的硬件構(gòu)造電路。3對設(shè)計的電路進(jìn)展分析能夠產(chǎn)生超聲波，實現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而實現(xiàn)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(guān)的參考文獻(xiàn)，對倒車?yán)走_(dá)有了一定的認(rèn)識和了解，為以后的設(shè)計研究做了根底。復(fù)習(xí)并掌握EDA技術(shù)，超聲波測距技術(shù)等相關(guān)知識。查閱相關(guān)英文文獻(xiàn)，并進(jìn)展翻譯。4.完本錢課題的

15、工作方案及進(jìn)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(shù)、PROTEL99SE工具使用； 3了解C語言，編寫軟件局部程序； 4進(jìn)展程序調(diào)試； 進(jìn)度安排：第1周： 收集相關(guān)資料，初步了解課題研究的方向。 第2周： 整理資料并準(zhǔn)備開題報告。 第3周： 完成開題報告。 第4周： 構(gòu)思系統(tǒng)總體方案，確定所用軟件工具。 第515周： 結(jié)合總體設(shè)計方案進(jìn)展軟件設(shè)計，繪制電路圖，準(zhǔn)備中英文材料。進(jìn)展程序的編寫，中期辯論。 第16周： 檢查完善設(shè)計并調(diào)試。 第17周： 撰寫論文，準(zhǔn)備辯論。 第18周： 畢業(yè)論文辯論。5 指導(dǎo)教師意見對課題的深度、廣度及工作量的意見指導(dǎo)教師： 年 月

16、 日 6 所在系審查意見： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日-. z參考文獻(xiàn)【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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