汽车倒泊防撞报警器的设计.docx

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汽车倒泊防撞报警器的设计

毕业设计（论文）

题目：

汽车倒泊防撞报警器的设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

3）其它

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

xx大学xx学院

毕业设计（论文）

开题报告

题目：

汽车倒泊防撞报警器的设计

系专业

学号：

学生姓名：

指导教师：

　（职称：

）

（职称：

）

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：

理论联系实际。

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：

年月日

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

module

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

module

forO-

PCB

application,variousphotonic

devices

likelightsources,detectorarrays,andwaveguidearraysareneeded.Thewaveguidesareinterconnectedtolightsourcesandphoto-detectorsinamultiplearray.The45°waveguidemirrorsareusedforinterconnectingVCSELarray–waveguidearray/waveguidearray–PDarray.OncetheO-

PCB

isdesignedandfabricatedithastobeputtogetherwiththeexistingelectricalcircuitssuchasdrivingcircuitsformicro-lasersandmicro-detectors.Hence,weneedmicro-fabricationtechniquesforrealizingopticalinterconnection

module.

Wecarriedoutmicro-fabricationforopticalinterconnection

module,

whichincludedesignandfabricationofwaveguides,couplingschemesandpassivealignment.Forthis,wefocusonthefollowingissues:

Oneistheconcurrentfabricationofawaveguidearrayand45°mirrorsinone-stepinordertoreducethenumberofprocessingstepsforlow-costproductionandanotherisamethodtoimprovecouplingefficiencybetweenVCSELarray–waveguidearray/waveguidearray–PDarrayincludingthepassivealignmentmethodbetweenthedifferentpartsoftheopticalinterconnection

module.

Thispaperdemonstratesamicro-fabricationofopticalinterconnection

module

tobeusedfortherealizationofopticalprintedcircuitboard（O-

PCB）

[7]and[8].

2.Fabricationofwaveguidearrayand45°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°slopeattheendofthewaveguidetoe