1. 研究目的与意义

测距的方法有许多种，目前主流的测距方式有激光测距，超声波测距，微波雷达测距，红外线测距以及视觉测距，超声波和红外线测距仪探测距离相对较短，激光和微波雷达测距仪测量距离远，精度高，视觉测距技术在精度，速度，智能化等方面具有很强的适应性，随着科技的快速发展，测量手段也越来越多。本次课题主要运用超声波技术来测距。

超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。它在介质中传播时能量可以集中在很小的范围内，具有良好的成束性，也就是方向性极好。由于超声波的速度相对于光速要小很多，方向性好，发射强度容易控制。日常生活中有时可能因为没有带测量工具无法进行距离的直接测量。利用超声波测距，既迅速、方便、计算简单，又易于实时测距，在测量精度方面能达到生活中实用的要求。

超声波测距主要突出以下优点，应用范围广泛，超声波在气体，液体和固体介质中都能够传输，所以在这些介质当中都能够应用，对环境要求低，超声波对外界的电磁波，光线或粉尘都不是很敏感，在这些环境中测量时可以降低人员的劳动强度；超声波传感器的结构简单，设备价格低廉，维护方便，工作稳定可靠，很容易大规模工业化应用。

2. 课题关键问题和重难点

课题关键问题：

（1）进一步熟练掌握单片机系统的开发方法。

（2）采用超声波探测的方法对待测距离进行采集和显示。

3. 国内外研究现状（文献综述）

前言：

人所能听到的声音频率为 20hz-20khz，即为可听声波，超出此频率范围的声音，即 20hz以下的声音称为次声波，20khz以上的声音称为超声波。由于超声波具有较强的指向性，且在传播中能量消耗较慢，所以能在介质中传播较远，因此超声波经常被用在距离的测量上，如物位测量仪和测距仪等都可以由超声波进行实现。超声波在空气中的传播速度为340米/秒（因温度大小会有规律变化），因此， 如果能测出超声波在空气中的传播时间，就能算出其传播的距离。相比于传统的常规测量，超声波在测距方面主要突出以下优点：应用范围广泛，超声波在气体、液体和固体介质中都能够传输，所以在这些介质当中都能够应用；对环境要求低，超声波对外界的电磁波、光线或粉尘都不是很敏感，在这些环境中测量时可以降低人员的劳动强度；超声波传感器的结构简单，设备价格低廉，维护方便，工作稳定靠，很容易大规模工业化使用。正是超声波的这些个特性优点，使其在民事上，工业上、军事上都有着广泛的应用。比如在民用上的自动泊车系统和倒车雷达系统等；工业上的超声波探伤系统，自动化装配、检测、分类系统等；军事上的潜艇声纳系统等。现在人们利用超声波测距还十分有限，但相信随着科技的不断进步发展，超声波测距仪将不仅仅只是用于测量距离，而会和自动化智能化接轨，和其他仪器设备组合在一起，成为多功能的测量仪器，从单纯的判断功能发展到具有学习功能，能够自主创新。

主题：

4. 研究方案

详细搜集msp430单片机的有关资料，对所需要设计的方案进行详细分析，进行合理的系统设计，本次设计方案采用超声波时间测量法，它的原理是通过超声波发射端发射出超声波，超声波到达待检测物体后发生反射，紧接着被超声波接收器所接收，这之间的往返时间为t，超声波在空气中的传播速度是v，所以根据物理学可知：待测距离l=vt/2，往返时间t很容易测量，超声波在空气中传播的速度可由公式直接算出，v=331.4 0.607t（t为测量环境温度）

本超声波测距系统的结构由以下几部分构成：msp430单片机控制单元，超声波传感器模块，lcd显示屏。

5. 工作计划

以毕业设计开始计算第一周，从2022年1月6日截止到2022年5月2日设计结束，共12周。

第1周：了解毕设课题的要求并搜集整理资料。

第2周：去知网搜集外文论文，找到一篇合适的外文。