基于超声波的车速测量系统设计

5星

浏览量: 0

大小:None

文件类型：None

简介：
本项目致力于开发一种利用超声波技术精确测量车辆速度的系统。通过发射与接收超声波信号的时间差计算车辆相对速度，适用于多种交通监控场景，提升道路安全及管理效率。该方案以AT89C52/AT89C51单片机为核心，设计了测速系统的发射、接收、显示及计算功能。通过编写单片机内部程序生成40KHz的方波脉冲信号，并利用放大发射电路将其向被测目标方向发送；当超声波与汽车相遇并反射回来时，经过放大整形电路输入到单片机中，再由基于单片机设计的测频计测量返回声波的频率。根据多普勒效应计算出被测目标的速度。该方案在Proteus 8.6版本上进行了仿真，并使用Keil uVision 4软件进行编码实现功能。

全部评论 (0)

还没有任何评论哟~

客服

基于超声波的车速测量系统设计

优质

本项目致力于开发一种利用超声波技术精确测量车辆速度的系统。通过发射与接收超声波信号的时间差计算车辆相对速度，适用于多种交通监控场景，提升道路安全及管理效率。该方案以AT89C52/AT89C51单片机为核心，设计了测速系统的发射、接收、显示及计算功能。通过编写单片机内部程序生成40KHz的方波脉冲信号，并利用放大发射电路将其向被测目标方向发送；当超声波与汽车相遇并反射回来时，经过放大整形电路输入到单片机中，再由基于单片机设计的测频计测量返回声波的频率。根据多普勒效应计算出被测目标的速度。该方案在Proteus 8.6版本上进行了仿真，并使用Keil uVision 4软件进行编码实现功能。

基于AT89C51的超声波测速系统的设计

优质

本设计采用AT89C51单片机为核心，结合超声波传感器实现测速功能。适用于室内移动物体速度测量，具有成本低、精度高的特点，广泛应用于教育和科研领域。目前在超声波测速技术领域，通常使用单一的时差法或频差法进行速度测量。然而，在被测物体的速度变化范围较大时，这些单独的方法会导致较大的测量误差。为此，一个基于单片机AT89C51核心系统的解决方案将时差法和频差法集成在同一系统中，实现了同时采用两种方法进行测速的功能。研究表明，这种结合了双模式的测速技术能够显著减少测量误差并提高精度，在近距离实时速度检测方面具有一定的理论价值与实际应用潜力。

超声波测速系统——专为停车设计的测速工具

优质

简介：本产品是一款针对停车场环境特别研发的超声波测速系统。通过精准测量车辆速度，保障行人和车辆安全，提升停车场管理水平。根据他人委托，在一个晚上匆忙制作完成了一个简易系统：当车速快时挡板抬起，车速慢时挡板落下；车速通过超声波传感器监测，挡板由舵机控制，并且屏幕会显示实时速度。该系统基于C51单片机开发，但由于资源限制无法免费上传文件。

基于AT89C51单片机的超声波测速系统设计

优质

本项目采用AT89C51单片机为核心，结合超声波模块HC-SR04，设计了一套精确测量物体运动速度的系统。该系统通过计算超声波往返时间来测定距离变化，进而准确计算出被测物的速度，并能实时显示和存储数据，具有较高的实用价值和技术含量。摘要：当前的超声波测速技术通常采用单一的时差法或频差法进行测量。当被测物体的速度变化范围较大时，仅使用一种方法会导致较大的测量误差。本段落介绍了一种基于单片机AT89C51的设计方案，该系统同时集成了时差法和频差法两种超声波测速技术，在同一套设备中实现双模式的同步测试。研究表明此方法具有较小的测量误差及较高的精度，尤其在近距离实时速度检测方面显示出良好的理论价值与应用前景。关键词：时差法测速；频差法测速；AT89C51单片机；超声波发射电路设计；超声波接收电路构建该类设备能够在雨、雪和雾等恶劣天气条件下正常运作，且系统构造简易，成本低廉。根据速度的不同需求，可以灵活切换时差或频差两种测量方式：前者适用于低速物体的检测，后者则针对高速运动目标更为有效。现有超声波测速装置普遍存在单一模式的问题（即要么仅采用时差法、要么只依赖于频差法），这限制了其在多种速度范围内的广泛应用性。

超声波速度测量

优质

超声波速度测量技术利用高频声波在介质中传播的速度来测定物质特性或内部结构。该方法广泛应用于工业检测、医学成像及科学研究等领域，提供非侵入性且精确的数据分析手段。关于超声波应用的超声波测距技术，可以学习到有关超声波的特点与简介。

基于单片机的超声波距离测量系统设计

优质

本项目旨在设计一款以单片机为核心，结合超声波传感器进行精确距离测量的系统。通过发送与接收超声波信号，计算目标物体的距离，并将数据实时显示或传输，适用于多种自动化应用场景。基于单片机的超声波测距系统设计包括51单片机最小系统、超声波传感器HC-SR04、报警电路以及LED数码管显示电路等组件。该系统的中心是STC89C51单片机，它与超声波测距传感器HC-SR04协同工作，测量汽车与障碍物之间的距离，并对数据进行计算和处理。当检测到的距离低于预设的安全范围时，系统会通过蜂鸣器和指示灯发出警报信号。

基于超声波的测距系统设计.pdf

优质

本论文详细介绍了基于超声波技术的智能测距系统的研发过程，包括硬件选型、软件编程及实验测试等环节。该系统具有精度高、反应快的特点，适用于多种自动化测量场景。 ### 超声波测距系统设计的知识点 #### 一、超声波测距原理超声波测距的基本原理在于利用超声波发射器向某一方向发射超声波，并在发射瞬间启动计时器；当超声波遇到障碍物后反射回来，接收器接收到反射信号时停止计时。根据记录的时间( t )以及已知的空气中340米/秒的传播速度，可以通过以下公式计算出发射点到障碍物的距离( s )： \[ s = \frac{340t}{2} \] 这里将距离乘以2是因为声音往返了一次。 **超声波传感器的主要组成部分：** 1. **超声换能器**：用于发射和接收超声波。 2. **处理单元**：负责激励超声换能器并分析接收到的回波信号。 3. **输出级**：将处理后的信号进行输出。 #### 二、超声波测距系统的总体方案 **1. 发射电路设计** 该系统采用了基于方波调制的脉冲发射电路。单片机通过PORTA4端口生成一组五个40kHz的脉冲序列，加在压电晶片上使其发出超声波。当信号处于高电平时，发射传感器两端施加高电压使内部压电晶片振动；低电平则进行回路放电。 **2. 接收电路设计** 为了满足大范围测距需求，接收电路需灵敏捕捉微弱信号并处理强信号。因此采用低噪声、自动增益控制和窄频带放大器的组合： **前置放大电路：** 用于提高超声换能器输出电阻较大的情况下信噪比。 **自动增益控制（AGC）电路：** 动态调整放大器增益，确保不同强度输入信号都能获得稳定可靠的输出。 **带通滤波器：** 从混合信号中提取特定频率范围内的信号，主要过滤非超声波干扰。 #### 三、温度补偿机制为了提高测距准确性，系统引入数字温度传感器DS18B20进行测量，并根据声速随温度变化的关系对声速校正。具体公式为： \[ v = 331 + 0.6T \] 其中\(v\)表示声速（米/秒），\(T\)代表环境温度（摄氏度）。这确保了在不同温度条件下测距的准确性。 #### 四、总结本段落介绍了一种用于汽车前方障碍物实时检测的超声波测距系统，涉及基本原理和硬件设计。通过发射电路与接收电路的设计保证系统的稳定性和可靠性，并利用温度补偿机制提高测量精度。该技术不仅适用于防撞领域，还广泛应用于机器人导航及自动化设备等场景中，具有实用价值和技术参考意义。

基于STM32F103ZET6的二维超声波风速检测系统设计.zip

优质

本项目旨在设计并实现一个基于STM32F103ZET6微控制器的二维超声波风速检测系统，能够准确测量水平和垂直方向上的风速。在本项目中，我们探讨了如何使用STM32F103ZET6微控制器设计一个二维超声波风速测量系统。这款高性能微控制器基于ARM Cortex-M3内核，拥有丰富的外设接口及高速处理能力，特别适合需要实时数据处理和控制的应用场景。一、系统概述该系统利用超声波传感器检测风速，并通过计算超声波在空气中的传播时间差来推算风速。由于超声波的传播速度会受到风的影响，因此可以通过测量不同方向上的传播时间获取准确的风向与强度信息。二、硬件设计 1. STM32F103ZET6：作为核心处理器控制传感器发射及接收信号，并处理数据。 2. 超声波传感器：通常配置四个传感器以覆盖垂直和水平两个维度，确保全方位测量。这些设备需要精确的脉冲控制来发送和接受超声波信号。 3. 电源模块：为系统提供稳定的供电电压。 4. 模拟电路：包括放大器与滤波器等组件，用于提升接收信号的质量。 5. 显示单元：例如LCD屏幕，可以实时显示测量到的数据供用户查看。 6. 接口电路：可能包含串行通信接口（如UART或SPI），便于与其他设备交换信息。三、软件设计 1. 微控制器编程：使用C语言编写固件实现超声波测距算法，并计算风速及界面逻辑。 2. 超声波测距算法：根据发射和接收时间差，结合空气中343米/秒的平均声音速度来推算实际风速值。 3. 实时操作系统（RTOS）：采用如FreeRTOS等轻量级系统以提高多任务处理能力，并确保系统的实时性和可靠性。 4. 错误处理机制：设计有效的错误检测与恢复策略，比如超时保护和信号噪声过滤。四、性能指标 1. 测量精度：目标是实现高精度的风速测量结果，这取决于传感器品质、算法效果以及微控制器的时间控制能力。 2. 测量范围：根据不同应用需求支持从零到特定最大值的广泛测速区间。 3. 功耗管理：对于便携式或电池供电的应用场景，需优化功耗设计以延长使用时间。五、应用场景该系统适用于气象观测、环境监测、风力发电站维护、航空航天工程及农业研究等领域。它能提供准确可靠的风速数据支持风能评估和气候分析工作，并用于灾害预警等关键任务中。六、测试与调试开发过程中需进行功能测试，性能验证以及适应性试验以确保系统在各种环境下的可靠性和稳定性。同时通过细致的调试过程找出并解决潜在问题，优化整体表现。

基于FPGA的超声波距离测量设计

优质

本项目旨在设计并实现一种基于FPGA技术的超声波测距系统，通过优化硬件电路与算法提高测量精度和响应速度。 ### 基于FPGA的超声波测距设计知识点详解 #### 一、项目背景与目标在《基于FPGA的超声波测距设计》这一课程设计中，主要目的是利用可编程逻辑器件（FPGA）以及硬件描述语言VHDL来实现超声波测距的功能，并在此基础上扩展出倒车雷达的功能。通过这个项目，不仅可以加深对FPGA及VHDL的理解和运用能力，还能够提高解决实际问题的能力。 #### 二、需求分析该项目的核心需求是在数码管上实时显示超声波传感器与障碍物之间的距离，要求显示精度达到2厘米。此外，还需要具备倒车雷达功能，即当检测到的障碍物距离变化时，蜂鸣器会发出不同频率的声音提示，并且随着距离减小声音频率升高。 #### 三、功能描述 1. **实时距离显示**：系统需要能够在数码管上实时更新与障碍物之间的距离，精度为2厘米。 2. **倒车雷达功能**：当检测到的障碍物距离变化时，蜂鸣器能够根据不同区间发出相应频率的声音提示。 #### 四、可行性分析 1. **器件可行性分析** - FPGA: 使用EP4CE6E22C8N型号的FPGA，该芯片拥有6272个逻辑单元，足以满足项目需求。 - 外围设备：包括“特权同学”开发板提供的必要接口和资源，例如25MHz晶振、拨码开关、共阴极数码管(LG3641AH)、蜂鸣器和按键等。 - 超声波测距模块: 采用HC-SR04超声波测距模块，其探测距离范围为2cm至450cm，精度可达0.2厘米。 2. **功能可行性实现** - FPGA产生的触发信号启动超声波模块工作。 - 接收回声信号后记录整个高电平持续的时间，并通过公式S = 340 * T / 2计算距离（其中340代表声音在空气中的传播速度）。 - 当开关选择打开时，根据返回的高电平信号周期数设定判断标准并产生相应的频率信号给蜂鸣器。 3. **数据操作可行性** - VHDL语言提供了IEEE库的支持，包括IEEE.STD_LOGIC_1164、IEEE.STD_LOGIC_ARITH和IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED等，这些库包含了大部分数学运算需求及数据类型转换功能。 #### 五、模块化建构为了实现上述功能，项目采用了以下模块设计： 1. **分频模块(freq)** - 目的是将25MHz的时钟信号分别分频至100kHz和1kHz以满足不同部分的需求。 - 分频采用“计数取反”的方法，对于100kHz和1kHz的时钟信号，计数值分别是0到124和0到12499。 2. **触发模块(launch)** - 以100kHz的时钟为基准产生周期为10微秒的触发信号确保超声波模块正常工作。 - 触发信号高电平保持时间为5微秒，至少需要两个周期来满足超声波模块的触发条件。 - 发射后需等待接收信号并处理后再发射下一次。 #### 六、总结本项目不仅实现了基本的超声波测距功能，还在此基础上扩展了倒车雷达功能，提高了系统的实用性和灵活性。通过FPGA和VHDL的学习与实践加深理解的同时也提升了解决实际问题的能力。

基于超声波测距技术的倒车雷达系统设计

优质

本项目致力于开发一种高效、精准的倒车雷达系统，采用先进的超声波测距技术，确保车辆在倒车时的安全距离检测，为驾驶者提供实时障碍物信息和安全预警。本段落介绍了一种以单片机为核心，通过超声波实现无接触测距的倒车雷达系统的设计方案。该系统的构成包括了超声波发射电路、接收电路、温度测量模块以及显示报警装置。首先，在汽车数量快速增长和非职业驾驶员比例上升的大背景下，倒车时容易发生碰撞事故的情况日益严重。因此研发一种能够提高车辆后视能力的技术成为了一个重要的研究方向，而基于超声波的倒车雷达系统正是这类技术的一种实现方式。该系统的测距原理是利用脉冲式超声波发射器持续发送一系列连续信号，并通过计算这些信号从发出到被接收的时间差来确定与障碍物之间的距离。根据渡越时间检测法的工作机制，可以较为简便地完成硬件控制和软件设计任务。同时考虑到温度对声速的影响，系统还配备了一套能够测量当前环境温度的模块以进行必要的补偿。在具体电路的设计中： - 发射单元负责生成超声波信号； - 接收单元则通过放大、解调等步骤处理反射回来的微弱信号，并将其转换为可识别的数据形式； - 温度检测部分采用数字传感器DS18B20来获取准确的温度读数，以便后续计算中进行适当的修正。这样的设计不仅实现了低成本和易于实现的优点，同时也满足了短距离高精度测距的需求。