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汽车倒车提示及测速开题报告

电气信息工程学院

综合设计实验开题报告

班级、学号：

学生姓名：

指导教师姓名：

填表日期：2010年4月18日

实验题目：汽车倒车提示及测速

一、课题研究背景

当代大学生的学习就应该理论同实践相结合、理论联系实际。光学课本上的理论知识是不够的，而且这样也不适应社会的发展。理论的知识要靠实践来深入的学习和理解，所以大学中有很多的实验课来帮助我们学习，这次老师给了我们汽车倒车提速与测速的课题设计来更加深入的学习单片机的广泛应用。

二、课题研究意义

随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，汽车的普及率逐年增加，随之而来的是停车和倒车问题成为广大驾驶员的一大难题，由倒车和超速引发的交通事故不在少数，给交通安全埋下了重大隐患。因此开发一款基于单片机的倒车雷达和测速系统具有重要的的现实意义。这个项目在未来会有很大的市场。

三、国内外研究现状

随着汽车持有量的不断增加,城市交通系统的负荷日益加重,导致汽车倒车引起的交通事故也越来越多,这些事故常常给驾驶员带来很大的经济损失。因此,研究高性能的汽车倒车提示与测速是非常必要的。

目前，世界上汽车发达国家对汽车倒车提示和测速研究已经取得了一些成就，形成了一套汽车汽车倒车提示和测速体系。这主要表现在：具有较为完善的汽车倒车提示和测速标准和规范；具有有效的对汽车进行倒车提示和测速检测、管理和认证的机构；具有高精度的汽车倒车提示和测速测试系统；研制出了大型的汽车汽车倒车提示和测速预测、分析和设计软件。第三方测试认证机构、汽车研究机构等也都开展了汽车倒车提示和测速方面的研究，并相继建立了自己的汽车倒车提示和测速实验室。

四、课题研究内容

该课题的主要研究方法是利用各种软件（protel Dxp2004 ，proteus ，keil ，multisim ）将设计出的电路的仿真出来并通过测试，如果效果很好，就拿给厂家生产出来，看实际效果。

1、汽总电路图分为：

1、超声波测距电路。

2、显示电路（显示电路用LED电路）。

3、直流电机驱动电路（直流电机驱动电路用分立元件）。

4、转速检测电路（转速检测电路用光电开关电路）。

5、报警电路（报警电路用NE555芯片组成声音报警）。

6、单片机电路（单片机型号自选）。

2、车倒车提示及测速电路原理图

五、课题预期目标

1、复位

这部分不需要特殊的电路，直接对单片机编程就可实现。对于51系列的单片机中，只要程序从起始地址开始就可实现复位。方法：void Reset（void）{unsign char code rest[]={Oxe4,Oxc0,Oxc0,Oxe0,Ox32};(*((void (*)(void))(rst)))();}

汽车复位，通过按一下复位键复位，显示电路显示“0000”，通过一系列的电路及程序设计实现复位。

2、电机的正传与反转及汽车的前进与后退

测速电路包括直流电机控制电路、转速检测电路、单片机、显示电路和电源电路。

正传与反转及控制电流进入电机的方向，要实现电机的多级加速与减速，可以采用由达林顿管组成的H型PWH电路。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态，实现精确调整电机的转速。具体方案：双极性工作制。其时利用在一个周期内，单片机两控制口个输出一个控制信号，两信号高低电平相反，两信号的高电平时差决定电机的转向与转速。

3、倒车

倒车电路包括超声波发射电路、超声波接收电路、提示音发生器、单片机电路、显示电路和电源电路。按下开关按钮，由单片机的输出一串信号，该信号送到输入端，改变输出电阻，使原来的直流电机桥式驱动电路在直流电机两端产生电位差，电机被驱动为反转。也即汽车在倒车。

倒车控制电机反转即可，要实现遇到障碍物在一定距离时自动停车，这就需要设计一块测量电路，在这我们用时下流行的超声波来实现。它包含超声波发射器，超声波接受器，以及温度传感器。由温度传感器检测到的温度发送到单片机内，再结合结合超声波发出与接收到的时间差，由单片机内以编好的程序计算出车与障碍物间的距离，达到设定的距离时，由单片机给一个脉冲，使电机停止转动，实现了车的自动停止。具体方法：可控制单片机P1.0引脚经反相器控制超声波的发送，然后单片机不停的检测INT0引脚，当引脚的电平有高电平变位低电平时就认为超

声波以还回。计数器所计的数据就是超声波所经历的时间，通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。

在倒车的同时，它有一个报警电路，并由NE555芯片组构成声音报警。以NE555作为核心处理器，采用超声波原理测量出障碍物距车尾的垂直距离。系统电路设计合理，工作稳定，性能良好，精度高，实时检测速度快。

六、课题完成的实验条件及可能存在的困难

1、课题完成的实验条件：电脑上用proteus、protell、keil、Multisim等仿真软件仿真；实验室里提供protell刻画电路板得实验器材；设计完成后由学校组织向厂家购买器材实际操作。

2、课题完成可能存在的问题：

（1）、对于这四个仿真软件我们以前都从未接触过，要自学四个软件工程量非常大。

（2）、临近大三，同学们很多准备考研等，在课题上面花的时间不可能太多，效果肯定会大打折扣。甚至出现无法完成的现象。

（3）、理论知识缺乏。就实际情况而言，我们对于完成这个课题的理论知识非常欠缺。这将是完成课题的又一难题。

七、进度安排

2011.3.18～2011.3.25 阅读原始资料文献，学习protel软件等软件，开题；

2011.3.26～2011.4.1 研究学习相关知识；

2011.4.1 ～2011.4.8 硬件电路设计及调试；

2011.4.9 ～2011.4.14 研究学习相关知识；

2011.4.15～2011.4.21 软件设计，画流程图，编程序；

2011.4.22～2011.4.29 编程序，软件的调试

2011.5.1 ～2011.5.13 将设计图纸交由厂家生产电路板等硬件并完成调试；

2011.5.14～2011.5.23 书写报告并交成品

【毕业设计】基于单片机自行车测速系统设计-精品

基于单片机自行车测速系统设计摘要随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。自行车的速度里程表能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车的速度里程表的设计。以 AT89C52 单片机为核心，A44E 霍尔传感器测转数，实现对自行车里程/速度的测量统计，采用 24C02 实现在系统掉电的时候保存里程信息，并能将自行车的里程数及速度用LED实时显示。文章详细介绍了自行车的速度里程表的硬件电路和软件设计。硬件部分利用霍尔元件将自行车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送显示。软件部分用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，完全符合设计要求。关键词：里程/速度；霍尔元件；单片机；LED显示

Bike speed system design based on single chip ABSTRACT With the developing of people’s life, the bi cycle is not only the universal tool of transportation and substitute for walking, but becomes the first choice of entertainment and exercising. The bicycle mileage/speed can fulfill the basic need of people’s life, so that they can learn the speed and the mileage of the bicycle. In this paper, the bicycle mileage/speed design based on the Hall element is elaborated. By AT89C52 as kernel, using A44E Hall element to measure revolution, the measure and statistic are achieved. The range information is saved by 24C02 when the power is off, the bicycle speed can be displayed on LED. In this article, the hardware circuit and software design of bicycle mileage/speed instrument are introduced in detail. About the hardware, the pulse number is transmitted of one cycle of the bicycle into Single Chip Microcomputer system. Then the signal processed by Single Chip Microcomputer system is sent to display scream. About the software, in assemble language; the program is designed in the mode of modules. The system has simple hardware, common sub-program, and meets the demand of design. . Keyword：Mileage / speed; Hall element; Single chip microcomputer; LED

多普勒测速仪开题报告

1．结合毕业设计课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述一、本课题的研究背景及意义随着我国经济建设的高速发展，人民生活的不断提高，道路上各式各样的车辆数目也在大幅上升，也使得交通违章不断增加，给道路交通和人民的生活带来了极大的威胁。由于汽车工业的不断进步,行驶在道路上的车辆速度越来越快,交通事故发生的频率也不断增加。众所周知，交通事故的发生大部分是由驾驶员的超速驾驶造成的。为提高汽车运行的安全性，减少交通事故的发生以及快速检测车辆行驶中的速度，所以有了测速仪的问世。随着科技的进步，由雷达传感器制作的测速仪已经广泛应用于车辆测速的行业中，实现对车辆速度准确，快速的测量。该测速仪结构简单，可靠性高，操作方便，可广泛应用于摩托车、汽车等机动车辆的速度测量中。测速仪的发展动向是把测速仪的准确性，稳定性和可靠性作为重要的质量指标。二、本课题国内外研究现状我国测速仪的应用和研究起源于八十年代，伴随着我国经济发展，由最初的简单雷达测速仪发展到现在的超声波，激光等多种测速仪，同时在误差补偿，超速报警，便捷等多个方面的研究和发展取得了长足的进步，由以前的单一，简单，笨重的测速仪演变为如今的多样，复杂，小巧，为我国的交通做出了巨大贡献，同时涌现了广州科能，西安光伟等一大批骨干测速仪制造企业，基本上形成了中国测速仪目前的发展格局。雷达测速仪是根据接收到反射波频移量的计算而得出物体的运动速度，雷达测速易于捕捉目标，无须精确瞄准，可以采用手持的方式，在车辆的运动中进行测速。在中国的雷达测速仪发展中，雷达测速仪越来越向着高精度，高智能，高便捷的方向快速发展。面对风起云涌的国内外市场及日新月异的中国经济，我国测速仪的发展和应用依然存在着非常严峻的问题。在2010年的国家测速仪调查报告中，我们可以看到我国的测速仪采用国外进口的测速仪占很大的比例，其中居多来自美国，日本。主要是因为我国的测速仪在质量，测量误差，报警设计方面离国外的测速仪还有一定的差距，但在近年的研究中，我国的测速仪发展还是取得了好大的进步。

汽车的测速及倒车提示系统分析

汽车测速及倒车提示系统的分析摘要：本文主要介绍了汽车的测速及倒车系统电路原理分析。该系统采用AT89S52单片机为控制核心，实现了转速检测及倒车测距等功能。采用光电式轮速检测的方法进行汽车的转速检测，速度可通过按键进行调整分为快中慢三档；倒车系统主要采用超声波测距的原理进行汽车尾部与障碍物间距离的测量，在倒车时会有提示音，声音的大小也是可以调节的；同时检测的速度及倒车的距离均可通过数码管进行及时的显示。关键字：AT89S52 CX20106A 光电耦合器

1 绪论随着人们生活水平的不断提高，汽车已经成为生活中主导的交通工具，汽车产业蓬勃发展。为保障汽车驾驶时的舒适性和安全性世界各国对汽车防撞技术的研究和发展投入了大量的人力、物力和财力，据统计，危机情况时，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%，所以现在汽车安装各类测距系统以保障行车安全。超声波测距是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，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，解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。通过测距来发现障碍物，计算简单,方便迅速,易于做到实时控制，距离准确度达到工业实用的要求。超声波测速雷达用于测距上，在某一时刻发出超声波信号，在遇到被测物体后的射回信号波，被倒车雷达接收到，得用在超声波信号从发射到接收回波信号这一个时间而计算出在介质中的传播速度，这就可以计算出探头与被探测到的物体的距离。针对我国高速公路交通安全的需要，以及国内外汽车电子技术的应用现状和发展趋势，综合汽车电子技术、通讯技术和控制技术等多学科理论，从必要性、可行性、实用性和经济性等角度出发，提出开发研制汽车测速及倒车提示系统。目的在于当行车处于高速及倒车状态时，提醒驾驶员或自动采用相应措施，从而减少或避免高速公路碰撞事故的发生。 2 设计方案要求 2.1 功能及技术要求（1）测速范围。测速范围分为四档：第一档速0—130cm/s，第二档速130—200cm/s，第三档速200—260cm/s，第四档速260—300cm/s。（2）倒车测距范围。该模拟系统的测量范围在2—3米之间。当距离小于20cm时，电机自动停止，或者说在大于20cm时，也可以通过按键使电机停止。（3）按键功能如表2-1所示。

激光多普勒测速实验报告

.\ 研究生专业实验报告实验项目名称： LDV激光多普勒测速实验学号： 20141002042 姓名：张薇指导教师：唐经文动力工程学院

.\ LDV激光多普勒测速实验一、实验目的应用激光测量流体的流速，是六十年代迅速发展起来的一种新的测速方法。它和过去应用的传统的测速仪器，如皮托管、旋浆式流速仪、热线式风速仪等相比，有如下几个主要优点：无接触测量，不干扰流场；测速范围广（4秒米 10 104 5- ?-）；空间分辨率高；动态响应快。特别是对高速流体、恶性（如：酸性、碱性、高温等）流体、狭窄流场、湍流、紊流边界层等的测量方面，显示出传统方法无法比拟的优点。本实验要求在熟悉激光测速光学系统和信号处理基本原理的基础上，应用实验室的频移型二维激光测速仪测量一个具有分离、再附、旋涡和高湍流度的复杂流场，了解这种流场中平均速度、速度直方图、湍流度和雷诺应力等湍流参数在主流区、回流区、剪切层和边界层等区域的不同特征，以及激光测速在测量复杂湍流流动方面的功能和优点有着重要的实验意义。二、实验设备图1：激光多普勒测速仪图2：实验模型结构尺寸

图3：实验系统图三、实验原理和方法激光多普勒测速仪，英文缩写是流体流速测量的光学方法之一，是利用光学多普勒效应。即当激光照射运动着的流体时，激光被跟随流体运动的粒子所散射，散射光的频率将发生变化，它和入射激光的频率之差称为多普勒频差或多普勒拍频。这个频差正比于流速，所以测出多普勒频差，就测得了流体的速度。实际接收到的多普勒信号，是包含有各种各样噪声的信号。例如光电倍增管带来的信号散粒噪声，暗电流散粒噪声，背景光噪声，热噪声，以及其他测量仪器带来的噪声等。同时，多普勒信号还是一个调制信号，由于各种原因，使多普勒频带加宽。例如，振幅调制，散射粒子受布朗运动影响，散射粒子通过探测体积所需要的渡越时间，多粒子进入探测体积初位相的不同，激光束的角扩散及速度梯度等原因，都会引起多普勒频带的加宽。为了尽量减小噪声和带宽，以及从具有一定的噪声和带宽的信号中，取出反映流速的“有用”信号，必须选择合适的信号处理装置，对多普勒信号进行处理。一种信号处理装置，是利用高分辨率的法布里-珀罗干涉仪，直接跟踪光学信号。此种干涉仪调整比较简单，在大散射角工作时空间分辨率较高，但在测低速厘米。另一种信号处理装置是频谱分析时受到限制，一般能测的下限速度为25秒仪，它实际上是通过调谐窄带滤波器，把信号用示波器器显示出来，其中心频率在频谱范围内缓慢地扫描。由于使用滤波器，在任一瞬间时只能观察到全部信号的很少一部分，浪费了有用的信息和时间。进来信号处理装置都采用能跟踪可变频率的振荡器，称为自动跟踪可变频率跟踪器，简称频率跟踪器。四、实验内容在熟悉激光测速光学系统和信号处理基本原理的基础上，应用频移型二维激光测速仪测量复杂流场的速度。

基于单片机设计的自行车测速计系统

届．别． 2013届学号毕业设计基于单片机设计的自行车测速系统姓名系别、专业导师姓名、职称完成时间 1

目录摘要 .............................................................. 3矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。Abstract............................................................ 3聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 1 绪论 ........................................................... 4残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 1.1 课题背景 ................................................. 5酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 1.2 课题主要任务及内容........................................ 5彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 1.3 任务分析与实现............................................ 5謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 2 系统设计 ....................................................... 6厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 2.1 硬件方案设计.............................................. 6茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 2.2 软件方案设计.............................................. 7鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 2.3 硬件电路设计.............................................. 8籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。 2.3.1 概述................................................ 8預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 2.3.2 系统总电路图......................................... 9渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。 2.3.3 单片机简介.......................................... 9铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。 2.3.4 单片机的引脚功能介绍............................... 10擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。 2.3.5 单片机中断系统介绍................................. 10贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。 2.3.6 传感器及其测量系统................................. 11坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。 2.3.7 霍尔传感器的测温原理............................... 11蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。 2.3.8 集成开关型霍尔传感器............................... 12買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。 2.4 单片机外围电路的设计......................................... 13綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。 2.4.1 时钟电路的设计......................................... 13驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。 2.4.2 复位电路的设计......................................... 14猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。 2.4.3 显示电路的设计......................................... 15锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。 3 软件程序设计 .................................................. 16構氽頑黉碩饨荠龈话骛。 3.1 概述 ..................................................... 16輒峄陽檉簖疖網儂號泶。 3.2 总体程序设计............................................. 16尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。 3.3 中断子程序设计........................................... 18识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。结论 ............................................................ 19凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。参考文献 ......................................................... 20恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。致谢 ............................................................. 20鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。附件一：总体原理图设计............................................ 21硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。

#51单片机自行车测速(含实时时间,温度显示,断电保存等)

单片机课程设计报告自行车测速仪学院信息工程学院专业信息工程 (电子信息工程方向) 年级班别 2010级（4）班学号 3110002980 学生姓名 XXX 指导教师 XXX 申请成绩 XXX 1 ) 附加功能：实时时钟，行驶里程累计 2.设计思路：首先是选择基于51单片机来设计这个产品，这个产品主要的功能是用来测量自行车的车速，既然要测车速，那就要用到传感器，所以选择了红外光电传感器，它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。在没有遮挡物时，传感器输出端输出一个高电平，当有遮挡物时，输出端就会输出低电平，那样就可以利用单片机的计数功能，把传感器输出的信号输入到单片机的外部脉冲输入端，可以通过测试脉冲数来算出车速，具体实现是利用单片机的计数功能实现下降沿计数，然后在两秒内统计出自行车走过的圈数，算出自行车车轮的周长，再乘以圈数，再除以时间两秒，就得到车速，然后在lcd上面显示，还可以算出自行车的路程，也利用单片机的定时中断功能可以设置和显示实时时间，还可以利用单片机上自带的温度传感器ds18b20测出实时温度，在lcd上显示出来。 3.任务分工：XXX（100%） 4.设计步骤： 1.先完成lcd的显示代码，使单片机上的lcd能正常显示数字，字符。 2,利用单片机的定时计数功能，首先在lcd上显示实时时间能每秒加一。

3.通过对按键的扫描检测，实现对实时时间的设置。例如按下按键，使能设置时间（断开计时中断），再分别设置三个按键分别实现对小时，分钟，秒的设置（按下一次加一）。 4.通过单片机的计数功能，即外部脉冲信号输入到引脚P3.5（T1），电平从1到0跳变，则计数器加一。把红外光电传感器的信号输出端接到引脚P3.5，自行车车轮的周长，再乘以圈数，再除以时间两秒，就得到车速，然后在lcd上面显示。 5.车轮的周长乘以圈数（每次累加起来），就可以得到自行车走过的路程，并在lcd上显示出来。 6.利用单片机上的温度传感器ds18b20，把得到的温度数据转化并显示在lcd上。5,.程序流程（含流程图及详细步骤解释）

如何抓超速车辆(车辆测速抓拍系统)

如何抓超速车辆（车辆测速抓拍系统）违章电视抓拍的原理有两种方式，一种是地下埋设感应线圈，横杆上架设数码相机，用于对闯红灯的抓拍，另一种是架设摄像机，用于对超速、闯红灯、违章停车等进行实时录相。无论哪种方式，都会对于违章车辆拍摄至少三张图片，一张是瞬间违章图片，一张是号牌识别图片，一张是全景图片。不论哪种方式，都是24小时开机拍摄，图片保留时间一般是一周。违章处理过程指挥中心收到图片，会将车牌号信息与车管所信息相比对，从而调出车辆的综合信息，如车主、车型、颜色等，然后由信息处理人员网站，以使违章车主能够

进行查询。信息损失问题不是所有违章的车辆都能够被拍下来，只有车牌图片清晰的情况下，信息录入人员才能将违章车辆输入数据库进行处理。拍摄范围：一个摄像机通常只拍一个车道，少数可拍两个车道，一般都是设在从左向右数的第一和第二条车道上。数码相机的拍摄范围较宽，所以在城区内大多数都能够拍到同向所有的车道。超速自动记录前端设备作为本系统的核心部分，它直接对违法车辆生成可作为执法依据的违法记录，其取证原理流程如下图所示：如图，在监控车道安装前后三个环形感应线圈，当检测到车辆有违法超速的行为时，中央控制模块将对经过车辆进行抓拍取证。每条违法记录实时抓拍2张图片，其中1张全景图片记录车身颜色、车型和机动车行驶过程的信息，1张牌照特写图片反映违法机动车辆牌照号码。中央控制模块将视频采集卡生成的BMP格式原始图片压缩成易于保存和传输的JPEG格式图片，在违法图片下方叠加违法地点、路口编号、拍摄时间、车速等数据，以保证违法信息的不可修改，在软件中用户可根据自身需求设置图片压缩率，可调压缩率范围为20%—

激光多普勒测速

南京理工大学课程考核论文课程名称：图像传感与测量论文题目：激光多普勒测速技术姓名：陈静学号： 314101002268 成绩：任课教师评语：签名：年月日

激光多普勒测速技术一、引言激光多普勒测速技术即LDV(Laser Doppler Velocimetry)是伴随着激光器的诞生而产生的一种新的测量技术，它是利用激光的多普勒效应来对流体或固体速度进行测量的一种技术，广泛应用于军事、航空航天、机械、能源、冶金、水利、钢铁、计量、医学、环保等领域[1]。激光测速技术的发展大体上可分为三个阶段。第一个阶段是1964至1972年，这是激光测速发展的初期。在此期间，大多数的光学装置都比较简单，用各种元件拼搭而成，光学性能和效率不高，使用调准也不方便[2]。第二个阶段是1973至1980年，在此期间，激光测速在光学系统和信号处理器方面有了很大的发展。光束扩展，空间滤波，偏振分离，频率分离，光学频移等近代光学技术相继应用到激光测速仪中。第三个阶段是1981年至今。在此期间，应用研究得到快速发展[3]。在发表的论文中，有关流动研究的论文急剧增加。多维系统，光纤传输技术以及数字信号处理和微机数据处理技术等的出现把激光多普勒技术推向更高水平，使用调整更加方便。此外，半导体激光器的应用是其小型化成为可能，推动激光多普勒测速走出实验室，迈向工业和现场应用。二、主要内容激光的多普勒效应是激光多普勒测速技术的重要理论基础，当光源和运动物体发生相对运动时，从运动物体散射回来的光会产生多普勒频移，这个频移量的

大小与运动物体的速度，入射光和速度方向的夹角都有关系。由于其有许多潜在的独特功能，激光多普勒技术吸引了大量的实验流体力学和其他学科的研究工作者去研究和解决这些问题，使激光测速技术得到飞速发展，成为流动测量实验的有力工具[4]。 1.激光多普勒测速原理激光测速的原理大致是这样：激光束射向流动着的粒子，粒子发出的散射光的频率改变了，通过光电装置测出频率的变化，就测得了粒子的速度，也就是流动的速度 [5]。设一束散射光与另一束参考光的频率分别为12,s s f f ，它们到达光探测器阴极表面的电场强度分别为： 1210112022cos(2) cos(2)s s E E f t E E f t π?π?=+=+ 式中，0102,E E 分别为两束光在光阴极表面处的振幅，12,??分别为两束光的初始相位。两束光在光阴极表面混频，其合成的电场强度为： 1212011022cos(2)cos(2)s s E E E E f t E f t π?π?=+=+++ 光强度与光的电场强度的平方成正比： 1222212010201021(t)()()cos[2()]2 s s I k E E k E E kE E f f t π?=+=++-+ 式中为k 常数，?为两束光初始相位差，12???=-。其中第一项为直流分量，可用电容器隔去，第二项为交流分量，其中12s s f f -是得到的多普勒频移。多普勒频移与物体运动速度V 的关系为： 12[cos(,)cos(,)]s s i s V f f K K υυλ -=- 式中：i K 是激光的传播矢量，s K 为散射光传播矢量，υ是物理运动速度方

多普勒测速仪工作原理

浏览次数：110次悬赏分：0|解决时间：2011-8-24 19:30|提问者：匿名最佳答案从开过来的机车所听到的声波间的距离被压缩了，就好像一个人正在关手风琴。这个动作的结果产生一个明显的较高的音调。当火车离去时，声波传播开来，就出现了较低的声音--这种现象被称为“多普勒”效应。检查机动车速度的雷达测速仪也是利用这种多普勒效应。从测速仪里射出一束射线，射到汽车上再返回测速仪。测速仪里面的微型信息处理机把返回的波长与原波长进行比较。返回波长越紧密，前进的汽车速度也越快--那就证明驾驶员超速驾驶的可能性也越大。多普勒测速仪仪器介绍 TSI的LDV/PDPA系统 LDV/PDPA的主要装置和原理激光多普勒测速仪是测量通过激光探头的示踪粒子的多普勒信号，再根据速度与多普勒频率的关系得到速度。由于是激光测量，对于流场没有干扰，测速范围宽，而且由于多普勒频率与速度是线性关系，和该点的温度，压力没有关系，是目前世界上速度测量精度最高的仪器。 LDV/PDPA测速工作原理可以用干涉条纹来说明。当聚焦透镜把两束入射光以?角会聚后，由干激光束良好的相干性，在会聚点上形成明暗相间的干涉条纹，条纹间隔正比干光波波长，而反比干半交角的正弦值。当流体中的粒子从条纹区的方向经过时，会依次散射出光强随时间变化的一列散射光波，称为多普勒信号。这列光波强度变化的频率称为多普勒频移。经过条纹区粒子的速度愈高，多普勒频移就愈高。将垂直于条纹方向上的粒子速度，除以条纹间隔，考虑到流体的折射率就能得到多普勒频移与流体速度之间线性关系。LDV/PDPA系统就是利用速度与多谱勒频移的线性关系来确定速度的。各个方向上的多普勒频率的相位差和粒子的直径成正比，利用监测到的相位差可以来确定粒径。 LDV/PDPA系统从功能上分为：光路部分、信号处理部分。光路部分：采用He-Ni激光器或Ar离子激光器，是因为它们能够提供高功率的514.5nm,488nm,476.5nm三种波长的激光。带有频移装置的分光器将激光分成等强度的两束，经过单模保偏光纤和光纤耦合器，将激光送到激光发射探头，调整激光在光腰部分聚焦在同一点，以保证最小的测量体积,这一点就是测量体即光学探头。接受探头将接受到的多普勒信号送到光电倍增管转化为电信号以及处理并发大，再至多普勒信号分析仪分析处理后至计算机记录，配套系统软件可以进行数据处理工作。在流场中存在适当示踪粒子的倩况下，可同时测出流动的三个方向速度及粒子直径。 TSI公司在国际上第一个生产商业化的LDV/PDPA系统，现在的TSI公司的LDV/PDPA系统已经拥有4项专利设计，并且在流场、湍流、传质、传热、流型、燃烧研究上有广泛的使

汽车车速检测系统设计

目录摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 引言 (2) 1 论文综述 (2) 1.1 车速检测系统的背景和意义 (2) 1.2 车速检测系统的发展前景 (3) 2 车速检测系统的设计思路 (3) 3 系统单元模块选型 (3) 3.1传感器选择 (3) 3.2 单片机选型 (4) 3.3 显示模块的选型 (4) 3.4 报警电路选择 (5) 3.5 程序语言的选择 (5) 4 系统硬件设计 (6) 4.1 AT89C51主控电路 (6) 4.1.1 AT89C51的管脚说明 (6) 4.1.2 复位电路 (7) 4.1.3 晶振电路 (8) 4.1.4 存储器AT24CO2 (9) 4.2 传感器电路模块介绍 (9) 4.2.1 霍尔式车速传感器 (10) 4.2.2 霍尔传感器的特性 (11) 4.2.3 霍尔传感器引脚说明 (12) 4.2.4 霍尔传感器车速测量原理 (12) 4.2.5 霍尔传感器的转速测量方法 (12) 4.2.6 霍尔传感器设计电路 (12) 4.3 显示模块的介绍 (13) 4.3.1 LED数码管介绍 (13) 4.3.2 LED数码管特性 (13)

4.3.3 74HC573作用………………………………………………………………………… 13 4 4.3.4 显示电路 (13) 4.4 DM74LS14工作原理 (17) 4.4.1 信号处理电路设计 (17) 4.5 硬件总体设计 (17) 5 软件设计 (19) 6 总结 (19) 参考文献 (20) 附录A (21) 附录B (22) 致谢 (29)

霍尔器件制作自行车测速仪

《电路与电子线路基础（2）》课程项目总结报告题目(A)：用霍尔器件制作一个自行车组号： A 11 任课教师：组长：成员：成员：成员：成员：联系方式：二零一五年一月十日

【元件简介】 1.霍尔元件霍尔器件是常用的磁传感器，当磁铁靠近霍尔器件时就会产生信号，利用这个信号可以测量位置距离角度等。霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。单极性霍尔开关的感应方式：磁场的一个磁极靠近它，输出低电位电压（低电平）或关的信号，磁场磁极离开它输出高电位电压（高电平）或开的信号，但要注意的是，单极性霍尔开关它会指定某磁极感应才有效，一般是正面感应磁场S极，反面感应N极。当自行车匀速转动时便会产生如下负脉冲信号，此时负脉冲信号的频率就是自行车车轮转动的频率。 2.LM331 LM331是美国NS公司生产的性能价格比较高的集成芯片,可用作精密频率电压转换器、A/ D 转换器、线性频率调制解调、长时间积分器及其他相关器件。 Lm331内部原理图

LM331引脚图【实验方案】我们小组准备将磁体安装在旋转面上，同时将霍尔器件固定在磁体经过的弧线上,这样当磁铁靠近霍尔器件时就会产生一个负脉冲信号。将脉冲信号通过由LM331、电阻、电容组成的频率/电压转换电路将其线性地转化为电压，即可利用电压表来指示自行车的速度。下为由LM331、电阻、电容组成的频率/电压转换电路的原理简介。 LM331用作FVC 时的原理框 -输入比较器定时比较器 + +56 7 1s Q T C t R t V CC 2/3V CC 9/10V CC s 置“1”端置“0”端 R R L C L -V 0 fi 图5-1-1 +V CC Q +10V

激光多普勒测速系统

激光多普勒测速系统一、概述：项目背景：该项目主要通过激光器和激光接收机实时检测目标的XYZ方向上的相对速度，并将3个方向的速度值矢量合成后，通过串口上报给主机。系统原理如下： ●通过特殊的调制信号激励激光器，发射连续波激光。 ●同时在不同阶段接收从目标反射回的信号并通过高速ADC采集这些信号。 ●FPGA实时进行FFT计算，根据FFT结果比较不同阶段的频偏和符号。 ●根据多普勒效应，通过频偏大小和频偏方向，就能计算出目标的相对速度和方向。 ●3个通道通过不同角度的合成，可以最终计算出目标的相对矢量速度。 ●通过串口将速度数据传到上位机。

系统原理框图如下：我们面临的挑战： ●由于物体相对速度较快，达到125m/s；对应的信号带宽为DC-250MHz左右，需要1GHz进行高速采集。 ●同时对1Gsps的数据量进行最大32K点FFT时，数据覆盖率达50%上。此时单一的FFT模块在FPGA中计算时间不够，需要4路FFT并行计算；逻辑设计难度较大。 ●要求测试距离在3KM以上。由于激光在大气中的衰减比较严重，同时受到大气的干扰也比较严重。致使回波信号比较弱，同时不稳定。示波器捕获的原始数据

解决方案：根据实际系统和算法处理精度要求，硬件系统采用如下设计： ?10bit1GSPS ADC，三通道同步采集。 ?低噪声模拟前端，支持程控增益放大，50Ω阻抗SMA接口。 ?模拟带宽DC-250MHz。 ?板载1024MB DDR3内存。 ?高稳定度，超低低抖动时钟发生器。 ?低噪声电源设计。 ?采用Xilinx XC5VSX95T FPGA，FPGA实现实时FFT和信号检测算法功能。 ?TI C6455DSP，工作频率1GHz，用于3波束速度合成算法和FPGA控制。 ?两个RS422/RS485接口。二、系统整体框图如下：系统整机的实物图如上

486什么叫超声多普勒测速法

4.86什么叫超声多普勒测速法多普勒（效应）法USF是利用在静止（固定）点检测从移动源发射声波多产生多普勒频移现象。（1）流速方程式如图5所示，超声换能器A向流体发出频率为fA的连续超声波，经照射域内液体中散射体悬浮颗粒或气泡散射，散射的超声波产生多普勒频移fd，接收换能器B收到频率为fB 的超声波，其值为 (9) 式中v－散射体运动速度。多普勒频移fd正比于散射体流动速度 (10) 测量对象确定后，式（10）右边除v外均为常量，移行后得 (11) （2）流量方程式多普勒法USF的流量方程式形式上与式（6）相同，只是所测得的流速是各散射体的速度v（代替式中的vm），与载体液体管道平均流速数值并不一致；方程式中流速分布修正系数Kd以代替K0 Kd是散射体的“照射域”在管中心附近的系数；其值不适用于在大管径或含较多散射体达不到管中心附近就获得散射波的系数。（3）液体温度影响的修正式（11）中又流体声速c，而c是温度的函数，液体温度变化会引起测量误差。由于固体的声速温度变化影响比液体小一个数量级，即在式（11）中的流体声速c用声楔的声速c0取代，以减小用液体声速时的影响。因为从图6可知cosθ=sinφ,再按斯纳尔定律sinφ/c＝sinφ0/c0，式（11）便可得式（12），其中c0/sinφ0可视为常量。

(12) （4）散射体的影响实际上多普勒频移信号来自速度参差不一的散射体，而所测得各散射体速度和载体液体平均流速间的关系也有差别。其他参量如散射体粒度大小组合与流动时分布状况，散射体流速非轴向分量，声波被散射体衰减程度等均影响频移信号。优缺点： USF可作非接触测量。夹装式换能器USF可无需停流截管安装，只要在既设管道外部安装换能器即可。这是USF在工业用流量仪表中具有的独特优点，因此可作移动性（即非定点固定安装）测量，适用于管网流动状况评估测定 USF为无流动阻挠测量，无额外压力损失。流量计的仪表系数是可从实际测量管道及声道等几何尺寸计算求得的，既可采用干法标定，除带测量管段式外一般不需作实流校验。 USF适用于大型圆形管道和矩形管道，且原理上不受管径限制，其造价基本上与管径无关。对于大型管道不仅带来方便，可认为在无法实现实流校验的情况下是优先考虑的选择方案。多普勒USF可测量固相含量较多或含有气泡的液体。 USF可测量非导电性液体，在无阻挠流量测量方面是对电磁流量计的一种补充。因易于实行与测试方法（如流速计的速度-面积法，示踪法等）相结合，可解决一些特殊测量问题，如速度分布严重畸变测量，非圆截面管道测量等。某些传播时间法USF附有测量声波传播时间的功能，即可测量液体声速以判断所测液体类别。例如，油船泵送油品上岸，可核查所测量的是油品还是仓底水。

基于51单片机自行车测速系统设计

摘要随着居民生活水平的不断提高，人们对于生活质量的要求也日益增加，尤其是对健身的要求。自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。自行车的速度里程表能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。而对于自行车运动员来说，最为关心的莫过于一段时间内的训练效果。因为教练要根据一段时间内运动员的训练效果进行评估，从而进行适当的调整已使运动员达到最佳的状态。因此爱好自行车运动的人十分学要一款能测速的装置，以知道自己的运动情况。并根据外界条件，如温度，风速等进行适当的调节，已达到最佳运动的效果。关键词：单片机、LED显示、里程/速度、霍尔元件

第一章系统总方案分析与设计 1.1 课题主要任务及内容本课题主要任务是利用霍尔元件、单片机等部件设计一个可用LED数码管实时显示里程和速度的自行车的速度里程表。本文主要介绍了自行车的速度里程表的设计思想、电路原理、方案论证以及元件的选择等内容，整体上分为硬件部分设计和软件部分设计。本文首先扼要对该课题的任务进行方案论证，包括硬件方案和软件方案的设计；继而具体介绍了自行车的速度里程表的硬件设计，包括传感器的选择、单片机的选择、显示电路的设计；然后阐述了该自行车的速度里程表的软件设计，包括数据处理子程序的设计、显示子程序的设计；最后对本次设计进行了系统的总结。具体的硬件电路包括AT89C52单片机、霍尔元件以及LED显示电路等。软件设计包括：中断子程序设计，里程计算子程序设计，显示子程序设计。软件采用汇编语言编写，软件设计的思想主要是自顶向下，模块化设计，各个子模块逐一设计。 1.2 任务分析与实现本设计的任务是：以通用AT89C52单片机为处理核心，用传感器将车轮的转数转换为电脉冲，进行处理后送入单片机。里程及速度的测量，是经过AT89C52的定时/计数器测出总的脉冲数和每转一圈的时间，再经过单片机的计算得出，其结果通过LED显示器显示出来。本系统总体思路如下：假定轮圈的周长为L，在轮圈上安装m个永久磁铁，则测得的里程值最大误差为L/m。经综合分析，本设计中取m=1。当轮子每转一圈，通过开关型霍尔元件传感器采集到一个脉冲信号，并从引脚P3.2中断0端输入，传感器每获取一个脉冲信号即对系统提供一次计数中断。每次中断代表车轮转动一圈，中断数n和周长L的乘积为里程值。计数器T1计算每转一圈所用的时间t，就可以计算出即时速度v。当里程键按下时，里程指示灯亮，LED切换显示当前里程;当速度键按下时，速度指示灯亮，LED切换显示当前速度。要求达到的各项指标及实现方法如下： 1. 利用霍尔传感器产生里程数的脉冲信号。 2. 对脉冲信号进行计数。实现：利用单片机自带的计数器T1对霍尔传感器脉冲信号进行计数。 3. 对数据进行处理，要求用LED显示里程总数和即时速度。实现：利用软件编程，对数据进行处理得到需要的数值。最终实现目标：自行车的速度里程表具有里程、速度测试与显示功能，采用单片机作控制，显示电路可显示里程及速度。

自行车测速仪设计报告

嵌入式系统设计

自行车车速报警系统摘要本课题实验主要是利用STC89C52RC、12864液晶、24C02E^2PROM、霍尔传感器和加速度倾角传感器来实现自行车测速功能。通过霍尔传感器来采集信号，经过单片机处理后，由12864液晶显示其总里程，分里程，速度，加速度；信号经过加速度倾角传感器读出坡度值，并在12864液晶中显示出来；然后由数学公式计算出消耗的卡路里值。12864显示页面一共有三面。按键具有调控展现的页面，清除分里程数据，保存总里程数据的功能，利用24C02实现断电不消失的功能。发光二极管模块，利用MOS管的特性可以实现在暗处自动点亮。关键词：自行车测速仪；霍尔传感器A3144；加速度倾角传感器MMA7455；12864LCD 目录１设计要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２.1 芯片的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２.2 霍尔传感器与单片机的通信．．．．．．．．．．．．．．２.3 12864液晶屏与单片机．．．．．．．．．．．．．．．．．．２.4 单片机与24C02 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２.5 单片机与MMA7455 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２.6 单片机下载程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３总体方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３.１工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３.２总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４系统硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

多普勒雷达测速

多普勒雷达多普勒雷达测速是一种直接测量速度和距离的方法。在列车上安装多普勒雷达，始终向轨面发射电磁波，由于列车和轨面之间有相对运动，根据多普勒频移效应原理，在发射波和反射波之间产生频移，通过测量频移就可以计算出列车的运行速度，进一步计算出列车运行的距离。克服了车轮磨损、空转或滑行等造成的误差，可以连续测速、测向和定位。多普勒效应当发射源(或接收者)相对介质运动时，接收者接收到的电磁波的频率和发射源的频率不同，这种现象被称为多普勒效应。物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高(蓝移)。在运动的波源后面，产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低(红移)。波源的速度越高，所产生的效应越大。根据光波红／蓝移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。多普勒效应假设原有波源的波长为λ，频率为f0，介质中波速为c则 (1)当波源静止不动Vs=0，观察者以V0相对波源移动(向波源方向) (2)当观察者静止不动V0=0，波源以Vs相对观察者移动(向观察者方向) (3)当波源移动速度为Vs，观察者移动速度为V0，相对运动，此时介质中的波长和观察者接收到的波的个数都有变化多普勒雷达的测速原理多普勒雷达法利用多普勒效应测量列车运行速度。在车头位置安装多普勒雷达，雷达向地面发送一定频率的信号，并检测反射回来的信号。由于列车的运动会产生多普勒效应，所以检测到的信号其频率与发送的信号频率是不完全相同的。如果列车在前进状态，反射的信号频率高于发射信号频率；反之，则低于发射信号频率。而且，列车运行速度越快，两个信号之间的频率差越大。通过测量两个信号之间的频率差就可以获取列车的运行方向和即时运行速度，对列车的速度进行积分就可得到列车的运行距离。多普勒雷达的测速原理雷达发射电磁波的频率为F，在介质中的传播速度为c，发射角为a1，当雷达以速度V平行于反射面运动(反射面静止)，则在反射面接收到的波频率为f1 而此时反射面把波反射回去，相当于波源(静止)，雷达接收反射回来的波，相当于观察者(平行反射面速度为V)，由于雷达的运动，入射角为a2，则雷达接收到的波频率为f2 多普勒雷达的测速原理发射波与接收波的频移为由于雷达运动的速度V远远小于电磁波的速度c，可以近似认为入射角a2=a1，则频移将上式展为泰勒级数，并舍去高次项，可得也就是说，发射波与入射波之间的频移fr与雷达的速度V沿发射波方向的分量的大小成正比。如果发射角a1固定，则频移fr就是与雷达速度V成正比，只要测量出频移fr 的值，就可以计算出雷达的运动速度V 误差来源 ?为了简化计算，减少处理难度，一般都会取简化后的公式来计算，然而，由于简化公式是通过舍入的方法进行简化得，简化公式与原公式之间存在一定误差，这样在使用简化公式之前就要先考虑这个误差对计算的影响。 ?列车运行的过程中，由于轨面不平整或其他原因，列车会产生振动，但列车的振动基本上都是车体的高频上下小幅度运动