1、- 1 - 毕业设计毕业设计( (论文论文) )开题报告开题报告 题 目：雨水泵站监控系统的设计 院 （系） ： 机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 职 称： 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2013 年 12 月 27 日 - 2 - 1毕业设计的主要内容、重点和难点等 研究内容 超声波测距系统主要应用于汽车的倒车雷达、机器人自动避障行走、建筑施工工 地以及一些工业现场例如：液位、井深、管道长度等场合。因此研究超声波测距系 统的原理有着很大的现实意义。本设计要求采用超声波液位测量技术对泵站污
2、水池 液位进行非接触连续测量，具有水位监控，水位上限报警，自动调节等必要功能。 本课题的研究内容主要有以下几个方面： （1） 研究超声波水位测量的基本原理； （2） 研究如何利用单片机系统发生、采集超声波信号，如何处理数据； （3） 研究超声波水位测量系统的硬件 研究重点及难点 重点： (1)超声波水位测量基本系统的硬件设计，使基本硬件电路能满足测距量程要求 和基本精度要求； (2)选择合适的超声波发生接收传感器,并设计相应合理的控制电路，确保检测 系统的精确性 (3)正确设计测距的程序,精确地满足测量要求,并且设计出符合实际情况的操 作界面。 难点： (1)如何设计超声波发射和接收的放大电路
3、，使之能够符合单片机采集数据要求 的同时能够满足测量量程要求； (2)如何合理设计单片机程序，使之能精确测量超声波发射接收间隔时间，使测 距系统数据更加精确； - 3 - 2准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等） 研究概况及发展趋势 超声波水位测量研究概况 测距的原理和方法有很多，根据信息载体的不同可分为光学方法、无线电方法 和超声波方法。随着电子技术的发展，先后出现了激光、超声波及红外线等非接触 式测距方法。激光测距虽然测距精度高，操作简单，但是受环境的影响比较大，且 系统检测维护不便，价格相对昂贵，一般多在军事领域应用。红外测距属于电磁波 的一种，超声波是声波测距，实
4、现起来更容易且不受电磁干扰影响。红外传播速度 为3x108m/s，超声波在空气中的传播速度为340m/s，其速度相对电磁波是非常慢的， 因此在同等距离的情况下，超声波的传播时间远大于红外，往返时间更易测量。 由于超声波方向性好、超声测量无接触，超声波测距系统价格低廉、易实现、 信息处理简单可靠，所以利用超声波进行距离和长度的测量越来越受到人们的重视。 超声波技术的发展经历了从理论技术的研究到大范围的工业应用。在这期间，雷达 技术、激光技术、电子技术等技术的发展对超声波技术不断更新和发展起到了很大 的促进作用 目前，超声波技术己经广泛的应用在机械制造、电子冶金、航海、航空、宇航、 石油化工、交通
5、等工业领域。此外在材料科学、医学、生物科学等领域中也占据重 要地位。迄今为止，我国在超声的各个领域都开展了研究和应用，其中少数项目己 接近或达到了国际水平。然而，国内在超声波测量精度方面较国外仍有差距，超声 波测距专用集成电路的精度只能达到厘米级，能够满足一般工业测量的要求，但对 于一些精度要求较高的测距场合就不适合了。然而，工业机器人的自动测距、导航 系统、机械加工自动化装配及检测的需要以及信号处理技术和计算机技术的发展对 超声波技术的测量精度要求越来越高，国内的超声波技术有待于在这方面加大研究 力度，得到更大发展。 - 4 - 主要参考文献 1 郭清,王兴泽. 超声波水位测量系统. 东北水
6、利水电J, 1999, (02) . 2 马莹,郑文斌. 基于单片机的超声波液位检测系统设计. 海峡科学J, 2007, (10) . 3 陆坤. 电子设计技术M. 成都：电子科技大学出版社，1997.3 4 黄波. 基于单片机的超声波测距硬件设计. 科技创新导报J, 2008, (31) . 5 李华. MCS-51 系列单片机实用接口技术M. 北京：北京航天航空大学出版社 1993.10 6 胡伟,季晓衡. 单片机 C 程序设计及应用实例M. 北京：人民邮电出版社， 2003.10 7 贺瑞强,王民. 基于 AT89S51 单片机的超声波测距系统的设计与研究. 榆林学院 学报J, 2009, (02) . 8 余义德，呼志刚. 电缆井水位监测系统的设计 . 微计算机信息J, 2010, (11) . 9 韩平. 超声波液位计在液位测量中的应用. 中国仪器仪表J, 2011, (03) 10 Yuju
