汽车倒泊防撞报警器的设计Word文件下载.docx

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（职称：

）

xxxx年x月xx日

目录

一、毕业设计（论文）开题报告

二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文

三、学生“毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表”

四、实习鉴定表

开题报告

汽车倒泊防撞报警器的设计

xxxx年x月xx日

课题来源

由于随着科学技术和汽车工业的发展，许许多多的汽车安全装置也得到大力的发展。

汽车上面安装防撞警报器能够极大的方便司机的驾驶，保障司机的安全，并且能在紧急情况下能自动刹车防止汽车之间的相撞。

随着人们安全意识的提高，在汽车上安装防撞倒泊警报器将必不可少。

科学依据（包括课题的科学意义；

国内外研究概况、水平和发展趋势；

应用前景等）

在当今社会，知识的实用性越来越得到重视。

如何从海量的知识群中找出有用的知识并付诸实践，这是很值得摸索的。

单片机的应用日益普及，汽车的数量急剧增加，保障汽车驾驶人员的安全也变得越来越重要了。

目前在汽车警报器经过20多年的发展，已经历了从开始的由单片机的蜂鸣器到由频率控制声音的急促报警到进一步的可视的智能化防撞报警系统。

汽车防撞装置主要是通过车与障碍物之间的距离，车速信号的发射与接收由信号控制系统既是利用单片机来控制车速。

并发出不同频率的报警信号。

当车速与车距距离进入比较危险的状态时，单片机自动控制发出紧急制动信号刹车，以此来达到防撞的目的。

由上述可知，汽车与障碍物的距离只有在危险距离状态才有发生碰撞的可能，汽车防撞装置系统的设计任务主要是采集汽车与障碍物的距离和本车车速，并与当时车速下安全警报距离与危险距离之间进行比较，判断汽车与障碍物的距离是否安全。

当达到的安全警报距离时能发出声音报警。

研究内容

在倒车时不断测量汽车尾部与其后面障碍物的距离，并实时显示其与障碍物之间的距离，在不同的距离范围内发出不同的报警信号，并且提高报警系统的稳定性，以提高汽车倒车时的安全性。

本文设计了一种超声波汽车倒泊防撞报警器，本报警器具有以下功能：

最大测距4.9m，最小测距0.1m，实时显示测得的距离；

在不同的时间利用三个不同的超声波传感器进行测距，能够有效的提高报警的稳定性。

在不同的危险距离范围内发出不同的频率报警信号，驾驶员还可以根据个人需要调整设置报警距离。

利用555来控制蜂鸣器的发声频率，直接运用单片机的I/O口控制报警器的工作。

能够大大降低软件的复杂程度。

该报警器与其它报警器相比具有功能多、硬件电路简单、工作稳定可靠等优点。

拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

研究方法：

理论联系实际。

技术路线：

实验方案：

对比“基于AT89C51单片机的超声波防撞报警系统”跟“基于AT89C2051单片机的超声波防撞报警系统”，前者性价比更高，所以选择前者。

可行性分析：

能够理论联系实际解决实际性的问题。

此方案可行。

研究计划及预期成果

初步讨论基于AT89C51单片机来实现汽车倒泊防撞警报器的设计，分析了运用AT89C51和AT89C2051作为主控制器的两种方案。

重点介绍了AT89C51来实现的方案。

对控制器，超声波发射电路，超声波接收电路，高低频报警电路，LED显示电路等模块，以及运用单片机的I/O口如何具体的控制作了一定的说明。

第四部分中，介绍系统的硬件框图、软件流程图、中断子程序流图等，给出了具体的软件实现的方案。

利用51系列单片机设计的测距仪便于操作、读数直观。

测距仪工作稳定,能满足一般近距离测距的要求,且成本较低、有良好的性价比。

特色或创新之处

考虑非常周全，不但提供了相应的理论基础知识，一定的电子电路图，还为详细的设计过程截取图片

已具备的条件和尚需解决的问题

对于AT89C51单片机来实现汽车的倒泊防撞警报器尚取得了一定进展，但是还是有很多的不足之处：

（1）应该引入更加完善的显示系统，是司机能更加清楚的了解倒车时的情况。

（2）引入先进的语音模块，通过人性化的语音报警信号。

（3）在紧急情况，应该自动使汽车紧急刹车，防止汽车与障碍物之间相撞。

（4）应该对该警报器进行实际的测量，适当的进行调节，最大限度的减少误差。

　但是未来利用单片机来实现汽车的倒泊防撞警报器仍然有广阔的前景，随着单片机的功能日渐增强，能够使报警更加人性化

指导教师意见

指导教师签名：

年月日

教研室（学科组、研究所）意见

教研室主任签名：

年月日

系意见

主管领导签名：

外文原文

MicroelectronicEngineering

SouthKoreabSchoolofInformationandCommunicationEngineering,CollegeofEngineering,InhaUniversity,Incheon402-751,SouthKoreacDepartmentofElectricalEngineering,CollegeofEngineering,ChoongangUniversity,Seoul156-756,SouthKorea.Availableonline17February2006.

Abstract

Wereportonthefabricationofapolymer-based2.5 

Gbps 

×

4channelopticalinterconnectingmicro-

module

foropticalprintedcircuitboard（O-

PCB）

application.Anopticalwaveguidearrayisusedforopticaltransmissionfromverticalsurfaceemittinglaser（VCSEL）arraytophotodiode（PD）arrayandthebuilt-in45°

waveguidemirrorsareusedforverticalcoupling.Theopticalwaveguidearrayandthe45°

mirrorsarefabricatedbyUVimprintprocessinone-step.WefabricatemicrolensedVCSELsbymicro-inkjettingmethod,whichreducedradiationangleofVCSELfrom18°

to15°

forbetterlightcoupling.WeusesolderballarrayandpinarrayforalignmentbetweenO-

PCB

andtheelectricalsub-boardswithalignmentmismatchbelow10 

μminx,yandzaxis.Thefabricatedopticalinterconnection

transmitsdataattherateof2.5 

Gbpsperchannel.

Keywords:

Opticalinterconnection;

Photonicintegratedcircuit;

Micro-fabrication;

UVembossing

ArticleOutline

1.Introduction

2.Fabricationofwaveguidearrayand45°

mirrors

3.MicrolensedVCSEL

4.Passivealignment

5.Opticalinterconnectmodules

6.Conclusion

Acknowledgements

References

1.Introduction

Intheprogressesofmicroprocessorandtheinput-output（IO）

devices,

theneedforhigherbandwidthisrapidlygrowing.HighspeedinterconnectsaredemandingnextgenerationIOinterconnectsofhighlyincreaseddatacapacitybecausetoday’sIOinterconnectsaresufferingbottleneckinbandwidthattheIOinterface.ManyattemptstoincreasetheIOinterconnectbandwidthhaveemerged[1].Theseattemptstoextendelectricalinterconnectinmorebandwidthmannerarehardtosolvefundamentalproblemsfacingthelimitationofelectricalpropertiesovergigabitsperchanneldatacapacity.

Operationofelectricalinterconnectschemesingigabitregimewillmeetbottlenecksrelatedtothepropertiesofelectricalinterconnects,includingmaterialproperties,skew,jitter,EMI,andpowerconsumption.Toimprovetheperformancesofelectricalinterconnects,manyeffortsinsignalprocessingtechniquessuchaspre-emphasis,equalization,multilevelsignaling,andcoding,deterministicjitterareneededtokeepthetraceofthebandwidthprogress[2],[3]and[4].

Opticalinterconnectionhasapotentialasanalternativeapproachtosolvetheseproblemsbecauseopticalinterconnectionhasmanyadvantagesoverelectricalinterconnectionsuchashighfrequency,highbandwidth,light,immunitytoEMI,lowskew,lowjitter,noneedofgroundline,easyforimpedancematching.

Torealizeanopticalinterconnection

forO-

application,variousphotonic

devices

likelightsources,detectorarrays,andwaveguidearraysareneeded.Thewaveguidesareinterconnectedtolightsourcesandphoto-detectorsinamultiplearray.The45°

waveguidemirrorsareusedforinterconnectingVCSELarray–waveguidearray/waveguidearray–PDarray.OncetheO-

isdesignedandfabricatedithastobeputtogetherwiththeexistingelectricalcircuitssuchasdrivingcircuitsformicro-lasersandmicro-detectors.Hence,weneedmicro-fabricationtechniquesforrealizingopticalinterconnection

module.

Wecarriedoutmicro-fabricationforopticalinterconnection

module,

whichincludedesignandfabricationofwaveguides,couplingschemesandpassivealignment.Forthis,wefocusonthefollowingissues:

Oneistheconcurrentfabricationofawaveguidearrayand45°

mirrorsinone-stepinordertoreducethenumberofprocessingstepsforlow-costproductionandanotherisamethodtoimprovecouplingefficiencybetweenVCSELarray–waveguidearray/waveguidearray–PDarrayincludingthepassivealignmentmethodbetweenthedifferentpartsoftheopticalinterconnection

Thispaperdemonstratesamicro-fabricationofopticalinterconnection

tobeusedfortherealizationofopticalprintedcircuitboard（O-

[7]and[8].

mirrors

Tousepolymersasmaterialsofthewaveguide,embossingtechniqueisusedbecauseofitsrelativelyeasyfabricationprocess.WefabricatedpolymerwaveguidesbyUVembossing,whichalsoinvolvesfabricationofmoldandreplica.UVcurablepolymersareusedasmaterialsofwaveguidesandsiliconmoldisusedtoformwaveguidepatterns.ForverticalcouplingbetweenVCSELarrayandwaveguidearrayandbetweenthewaveguidearrayandthePDarray,wehavetoutilizemirrorfaceateachendofthewaveguide.Toachievethisprocess,waveguidemoldequippedwith45°

facesateachendofthemoldisneededtoformtheverticalcouplingstructureinasinglefabricationstep.Wemadea12channelsiliconwaveguidesmold,whichhas45°

mirrorfaceattheendsofeachwaveguide.Thedimensionofthewaveguideis50 

μmwidthand50 

μmheightandthewaveguidelayoutpitchis250 

μmandthelengthis7 

cm.Withthismold,weperformedUVembossingtomakeembeddedtypewaveguides.

Tofabricatea12channelsiliconwaveguidesmold,weetchedsiliconsubstratewithKOH-saturatedisopropanolsolutionsintwosteps:

Firstistomakeaverticalcouplingpathforthewaveguidesandtheotheristomake45°

slopeforthefabricationofmirrorfaces.First,ametallicmaskispatternedonthesiliconsubstrateandthesiliconisverticallyetchedwithKOHtoformawaveguidepattern.Inthenextsteptoform45°

slope,athinfilmofSiO2isgrownonpatternedwaveguide.AndphotoresistispatternedattheendoftheeachwaveguidestructureandtheendsofthewaveguidesareetchedwithKOH-saturatedisopropanolsolutiontoform45°

slope.AftertheSiO2isstripped,theprocessoffabricatingsiliconmoldequippedwith45°

mirroriscompleted.

Wefabricated12channelembeddedwaveguidearraybyUVembossingusingtheprefabricatedsiliconmold.WaveguidefabricationprocessisshowninFig.1.UVcurablepolymer,whichisusedascladdinglayerwithindexas1.45at850 

nmwavelength,isdroppedinthehollowcavityofatransparentsubstratesuchasPDMStemplate.AftersiliconmoldispressedontemplatetheUVlightisirradiated.Siliconmoldisdetachedandmetallicfilmiscoatedonthe45°

slopeattheendofthewaveguidetoenhancecouplingefficiency.AndthenthecorepolymerisdroppedandaflatsubstrateiscoveredandpressedontothecorematerialwhichisalsoUVcurablepolymerwithrefractiveindexof1.47at850 

nmwavelength.TheUVlightisirradiatedonceagain.Aftertheupperandlowertemplatesaredetached,wecangetacompletearrayofpolymerwaveguideswithbuilt-in45°

mirrorfaceateachendofthewaveguide.

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3.MicrolensedVCSEL

OneoftheapproachestocollimatethelightfromVCSELarraystothewaveguideistheuseofmicrolenses[9]and[10].Thismethodoffersanincreaseincouplingefficiencyandalignmenttolerance.Thevolumeofapolymerdroptofabricatetheselensesisapproximatelyafewtensofpicoliters.Weareabletocontrolthesizeofthemicrolensesbycontrollingtheamountofthepolymerdropsandbycontrollingtheviscosityofthematerials.UVcurablepolymerisusedforinkjetting,ofwhichtheviscosityandtherefractiveindexare300 

cpsand1.51at850 

nmwavelength.

ShowsoneofthemicrolensedVCSELarrayandmicrolensedVCSELhasamicrolensformedbytheinkjettingmethodontheapertureofVCSEL.InkjettingofUVcurableresinontheVCSEL,lensmaterialisaligneda