自动化专业开题报告超声波测距仪开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告题目超声波测距仪研究学院电气与信息工程学院专业自动化班　　级0924112学　号48学生姓名翟海洋指导教师刘晓芳开题日期《超声波测距仪研究》开题报告一、选题的背景与意义：（一）课题研究来源随着科学技术的快速发展，超声波测距仪的应用越来越广泛。但就目前的技术水平来说，人们可以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而且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，以满足日常发展的社会需求。现在超声波测距系统越来越注重其实用性，因此现在单片机和超声波测距系

2、统开始紧密结合起来。比如说，汽车内置的倒车防撞系统，医学器械的探伤系统等，现在都在大量使用单片机来完成其各个任务。这说明，现在在超声波测距方面，单片机的使用正在成为主流。这可归结为两个原因：一是单片机的成本低廉，对于现如今测距系统在很多领域都大量使用的形式下，单片机所节省的制作成本可以更好地用于其它方面，大大提高了社会资源的合理分配：二是单片机系统方便快捷，现在所使用的单片机系统，绝大部分都可以实现程序的修改，因此单片机的使用使测距系统更能体现其灵活性，也使设计出的单片机系统能广泛适用于各个领域。（二）课题研究的目的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

3、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。（三）课题研究的意义超声波在测距方面具有以下突出的优点：环境介质可为空气、液体或固体等，适用范围广泛；对外界光线和电磁场不敏感，可用于黑暗、有灰尘或烟雾、电磁干扰强等恶劣环境中，可以降低劳动强度；超声波传感器结构简单，体积小，费用低，信息处理简单可靠，易于小型化和集成化。由于超声波具有以上特点，被广泛应用于测量物体的距离、厚度、液位等领域。在超声

4、波探伤、自动泊车系统和倒车雷达系统中，超声波测距有其重要的应用。随着雷达技术、激光技术、电子技术的发展，超声波技术也得到和不断的更新和发展，超声波技术己经从最初的理论研究发展到大范围地应用在无损探伤、测温、测距、流量测量、液体成分测量、岩体检测等方面。与发达国相比，目前我国所研制出的超声波测距系统在性能方面有了很大的改善，但在精度等方面仍然很落后。高速度和高效率是现代化工业的标志，这些都是建立在高质量的基础之上。精度作为高质量的一个重要指标，需要加大力度对其进行研究。另外，我国正在使用的高精度超声测距系统大多从国外进口，很大程度制约了工业的发展，增加了工业生产线投资成本，由于工业发展以及经

5、济成本的制约，在超声波测距系统的研制和使用方面我国迫切的需要加大国产化的力度。因此，对超声波测距系统精度和实时性问题进行研究具有很高的实际意义。二、国内外研究现状：（一）国内研究现状国内超声波技术现已日趋成熟，稳定度也相当高，适合大部分环境下使用。应用领域包括：测距、避障、机器人定位、曲面仿真等。国内研究主要集中在以下几个方面：超声波回波处理、新型换能器研发、发射脉冲选取等等，并且针对超声测距仪器的常见影响因素提出了温度补偿、接收回路串入自动增益调节环节等提高超声波测距精度的措施。目前在国内的研究成果主要有：超声波回波处理方面，最小均方自适应时延估计算法；一体化换能器；专用脉冲发生器；采用

6、功率驱动芯片和升压变压器等，还通过超声波测距仪专用集成电路通过分析超声波测距误差产生的原因，来提高测量时间差到微秒级，以及用温度传感器来进行声波传播速度的补偿后，其高精度超声波测距仪也可以达到毫米级的测量精度。这些新的技术都大大提高了超声波测距的精度和距离。国内的超声波测量品牌有古大，飞鹰，百特等。他们的技术在国内应该处于领先地位，但是低端的很多。而在国外，超声测量技术也有迅速发展。国外西门子，E+H，HAWK的产品比较齐全，质量比较稳定。（二）国外研究现状国际上对超声波检测数字化技术的研究非常重视。国外生产类似产品和研究的公司有美国的泛美（PANAMETRICS）公司、METEC公司，加

7、拿大的R/DTECH公司，德国的K-K公司、法国的SOFRATEST公司和西班牙的TECNATOM公司等，上述公司生产的超声波检测采集、分析和成像处理系统的技术水平较高，处于世界领先水平。三、课题研究内容及创新（一）研究内容1、学习了解单片机超声波测距仪的主要工作原理、系统的控制方法、可实现功能，及课题在现实的背景和内容。2、构建系统的框图，并对每个模块进行功能介绍。3、分析系统的组成和基本工作原理，详细介绍电路的组成和