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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

研究超声波测距的目的是使非接触式测量距离的方式在生活中得到更加广泛的利用。随着现代社会科技中的单片机控制技术和换能器的高速发展，非接触式距离测量技术如超声波测距已被应用于工业各个领域。众所周知，典型的非接触式测距方法有雷达测距、超声波测距、红外测距、激光测距等。目前，超声波测距是使用最多的测距原理。但是其实超声波测距的方法也存在很多局限性，尤其是在某个既定的工作环境中，需要我们深入研宄如何有目的性地提高超声波测距的准确度、缩小测量盲区范围和讨论各种影响因素等方面。本文将利用超声波测距的原理及超声波传感器在液晶显示屏上显示距离，数据存储，设定报警上下限，带报警功能。扩展报警功能在交通方面的应用。

国内外研究现状

近年来，国内外的研究人员在超声波回波信号的处理方法、新型超声波传感器的研究、超声波发射脉冲的选取等方面进行了大量与实践相结合的理论分析，并对超声测距过程中产生误差因素提出需要温度补偿等措施。

但仍有一些需要攻克的难题：

①童峰等利用最小均方自适应时延估计算法。这种方法消去了信道由于斜向入射产生的传递特性对输出信号产生的影响，消去了理想传感器与实际传感器间的频率特性差，整体系统一定带宽内的频率响应相对平坦，也使得输出均方误差最小，但是这个方法的计算量尤其是在自适应滤波阶数高的时候非常大。

2. 研究的基本内容

考虑本课题要实现的功能，准备好各硬件模块，研究各部分硬件模块的工作原理与实际功能之间的联系，考虑各种影响测距结果的因素，比如温度、气压、噪声，尽可能减少对实验的影响。以及如何实现各部分之间的通信。软件keil的语言的使用，实现任务的划分，任务间的通信。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

方案实施：单片机发射超声波并接收信号后，经过超声波传感器的处理，可以最终得到测量的距离数据，显示在显示屏上。当测量的距离值超过或者低于某一个距离范围时，会引发警报，蜂鸣器会响。并选择数据存储。系统设计框图如图所示：

进度安排：

第一阶段（2月20日~3月15日）：确定课题研究的内容，查阅课题相关的中文和外文文献以及各种参考资料，填写任务书和开题报告。

第二阶段（3月20日~4月15日）：前期查阅资料，确定实验功能需要的各模块硬件，并设计好电路原理图。购买器件并焊接，测试电路是否合格，对各模块进行软件编程。将程序烧入硬件，软件调试，基本实现测距的功能。后期制作中期答辩PPT，完成论文初稿。翻译外文文献，提交系统。

第三阶段（4月16日~5月25日）：完善软件设计，基本实现各项功能，总结课题。完成毕业论文的定稿，查重修改并提交知网。准备最终答辩的PPT和演讲稿。

本课题主要研究的内容是电路的设计，程序的编写，功能的测试。具体来说，分为以下几个方面：

1、电路的设计包括STM32单片机、超声波传感器、存储电路、液晶显示等模块电路的设计，各模块电路的连接和通信；

2、程序的编写包括初始化各模块，创建超声波任务、LED显示任务、报警任务、存储任务等，确定任务的优先级，设置中断，实现各任务之间的通信；

3、功能的测试包括显示屏上是否显示精确的测量值（与真实测量工具的测量值相比），测试温度的变化对测量结果是否有影响，如何影响。确定测距的盲区范围，测试测量距离超出一定的范围，报警功能是否实现。

预期效果：可以通过硬件测量距离值，并在显示屏上显示，还可以存储前一个或者当前测量的数据值，实现了报警功能。根据实际需求，设定上下限，当测量值超过或者低于某一个范围，蜂鸣器就会启动报警。

4. 参考文献

[1]童峰,许肖梅,许天增.基于遗传算法的超声信号lms自适应时延估计[j]. 应用声学,2000,(04):26-30.

[2]赵海鸣,卜英勇,王纪婵,周知进. 一种高精度超声波测距方法的研究[j]. 湖南科技大学学报(自然科学版),2006,(03):35-38.