基于单片机的汽车倒车防撞报警器开题报告
开题报告内容与要求
一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值）
设计的内容是基于AT89C51单片机倒车防撞系统的设计，主要是利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和AT89C51单片机结合于一体，设计出一种基于AT89C51单片机的倒车防撞报警系统。该系统采用软、硬件结合的方法，具有模块化和多用化的特点。此设计采用超声波测距原理，当汽车与障碍物的距离小于所设定的安全距离时，系统能发出声光报警，并随着距离的不断缩近，报警频率不断提高。超声波测距仪器一般由发射器、接收器和信号处理器三部分组成。工作时，超声波发射器发出超声波脉冲，超声波接收器接收遇到障碍物反射回来的反射波，准确测量超声波从发射到遇到障碍物反射返回的时间，根据超声波的传播速度，可以计算出障碍物距离。
    随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越成为人们关注的问题。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，尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。而倒车事故给车主带来许多麻烦，例如撞上别人的车、消防水笼头，如果伤及儿童更是不堪设想，有鉴于此，汽车高科技产品家族中，专为汽车倒车泊位设置的“倒车雷达”应运而生，倒车雷达的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧，大大降低倒车事故的发生。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。
   
二、毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述）
  通常的倒车雷达主要由感应器、主机、显示设备等三部分组成。感应器发出和接受超声波信号，并将接收到的信号传输到主机，再通过显示设备显示出来。感应器装在后保险杠上，以角45°辐射，检查目标，能探索到那些低于保险杠而司机从后窗又难以看见的障碍物并报警，如花坛，蹲在车后玩耍的儿童等：显示设备装在仪表板上，提醒驾驶员汽车据后面物体还有多少距离，到危险距离时，蜂鸣器就开始鸣叫，提示司机停车。根据感应器种类不同，倒车雷达可分为粘贴式、钻孔式和悬挂式等种。转帖式感应器后有一层胶，可直接粘在后保险杠上：钻孔式感应器是在保险杠上钻一个洞，然后把感应器嵌进去：悬挂式感应器主要用于载货车。根据显示设备种类不同，倒车雷达又可以分为数字式、颜式和蜂鸣式等三种。数字式显示设备是一只如传呼机大小的盒子，安装在驾驶台上，直接用数字表示汽车与后面物体的距离，并可精确到1厘米，让驾驶员一目了然。
    经过几年的发展，倒车雷达系统已经过了数代的技术改良，不管从结构外观上，还是从性能价格上，这几代产品都各有特点，目前使用较多的是数码显示、荧屏显示和魔幻镜倒车雷达这3种。
    汽车倒车防撞测距报警器是国家八.五期间重点开发的重大科研项目之一。以往的汽车倒
车测距一般有四种：1嘀嘀声加闪光，2音乐声加闪光，3语音声加闪光，4倒车到危险距离时发出警报声的超声波倒车报警器。由于很多研究都采用的是特殊难购的专用元件，使其难以推广，本设计采用国内生产的通用元件，成本较低廉。本设计将以上功能结合起来加以改进发展，使其在整个倒车过程中自动测量车尾到最近障碍物的距离，并用数字显示出来，在倒车到极限距离时会发出急促的警告声，提醒驾驶员注意刹车，如果和制动系统联系在一起也可以形成自动刹车。
三、毕业设计（论文）研究方案及工作计划（含工作重点与难点及拟采用的途径）
1. 系统模块
  系统以微控制器AT89C51为核心，外围电路由超声波发射模块、超声波接收模块、声光报警电路、显示模块四部分组成
2．系统工作过程
  驾驶员将手柄转到倒车档后，系统自动启动，超声波发送模块向后发射40kHz的超声波信号，经障碍物反射，由超声波接收模块收集，进行放大和比较，单片机AT89C2051将此信
号送入显示模块，同时触发语. 音电路，发出同步语音提示，当与障碍物距离小于1m、0.5m、0.25m时，发出不同的报警声，提醒驾驶员停车。
3．各个模块的介绍
（1）超声波发射模块，选用软件发生超声波法，利用软件产生40kHz的超声波信号，通过输出引脚输入至驱动器，经驱动器驱动后推动探头产生超声波。
（2）超声波接收器包括超声波接收探头、信号放大电路及波形变换电路三部分。探头变换后的正弦波电信号经放大电路放大并进行波形变换。
（3）声光报警是指当倒车雷达探测到的距离小于所设定的安全值时，发出声音、点亮发光。
倒车雷达的工作原理图
测距工作原理
       
硬件电路框图
设计（论文）工作进度计划：
第1周： 布置课题和设计任务
第2周： 查阅资料，熟悉课题，写开题报告
第3周： 查阅资料，熟悉课题，写开题报告
第4周： 熟悉具体实现技术途径，确定开题报告
第5周： 进行开题报告会，硬件电路总体方案设计
第6周： 硬件电路总体方案设计
第7周： 硬件电路总体方案设计
第8周： 软件功能分析
第9周： 软件模块的确立，编写软件
第10周：软件修改与完善
第11周：软硬件调试
第12周：继续调试，修改硬件电路和软件代码
第13周：实现基本功能
第14周：各种材料的总结，试验结果的分析
第15周：毕业论文的撰写
第16周：毕业论文的撰写
第17周：毕业论文的修改
第18周：准备答辩
四、主要参考文献
汽车防撞系统[1]童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M]， 第三版.北京：高等教育出版，2001.1
[2]阎石.数字电子技术基础[M]，第四版.北京：高等教育出版社，1998.11
[3]马忠梅，籍顺信.单片机的C语言应用程序设计[M]，第三版. 北京：北京航天航空大学出版社，2003.11
[4]曾光奇.工程测试技术基础[M]， 武汉：华中科技大学出版社,2002.6
[5]罗四维.传感器应用电路详解[M]，北京: 电子工业出版社,1993.6
[6]滕志军.基于超声波检测的倒车雷达设计 [EB/OL] wmaker/disp_art/102
0005/17626.html,2006-10-04
[7]何莉,曾宪文.基于PIC单片机的超声波测距系统[EB/OL].www.dz863/PIC.htm, 2006-7 
[8]赵广涛,程荫杭.基于超声波传感器的测距系统设计[EB/OL].www.dzjia/html/ceshiyuceliang/20070223/9964.html, 2006-6
[9]胡建恺.超声检测原理和方法 [M]，合肥：中国科学技术大学出版社，1993.11
[10]刘凤然.基于单片机的超声波测距系统 [J].信号与处理.2001，(5)
[11]Silk M G. Ultrasonic transducers for nondestructive testing[M].Bristol:A.Hillier,1984
[12]Lopez-Sanchez,Ana Lilia. Ultrasonic system models and measurements[M].America:Iowa State University,2005
外文文献及翻译
英文原文：
Ultrasonic distance sensor
Design Principles:
    Ultrasonic sensor is developed from the use of the characteristics of ultrasonic sensors.Higher frequency ultrasound is a mechanical acoustic waves, the transducer excitation voltage of the chip occurs in the vibration, and it has a high frequency, short wavelength, diffraction is small, especially the direction of good, to be the ray and the orientationcommunication and so on.Ultrasound on liquids and solids through a great ability, especially in opaque solids in the sun, which can penetrate tens of meters in depth.Ultrasonic impurities or sub-interface will encounter a significant reflection reflection into the echo formation, hit moving objects can produce the Doppler effect.Therefore widely used in industrial ultrasonic inspection, defense, biomedical and other aspects of the ultrasound as a means of detection, must generate and receive ultrasound ultrasound.To fulfill this function the device is ultrasonic sensors, traditionally known as th
e ultrasonic transducer or ultrasonic probe.
The main performance indicators of ultrasonic sensors:
    Ultrasound probe is the core of its plastic jacket or a piece of metal in the piezoelectric jacket.Constitute the chip can have many kinds of materials.Chip size, such as diameter and thickness also vary, so the performance of each probe is different, we used to know it in advance before the performance.The main performance indicators of ultrasonic sensors include: (1) operating frequency.Frequency is the resonant frequency of the piezoelectric wafer.When added to the AC voltage across it, and the frequency of the resonant frequency of the chip are equal, the maximum energy output, sensitivity is highest.(2) operating temperature.Since the Curie point of piezoelectric materials generally high, particularly when using the power of diagnostic ultrasound probe small, so the temperature is relatively low, you can work long hours without producing failure.Medical ultrasound probe temperature is relatively high, requiring a separate cooling device.(3) sensitivity.Depends primarily on manufacturing the chip itself.Electromechanical coupling coefficient, high sensitivity; the other hand, low sensitivit