1. 研究目的与意义

背景：超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，传播距离较远等优点，所以，在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，超声波测距是目前应用最普遍的一种，它广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。

利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。

意义： 1、对研究对象的材料性质依赖较小，受电磁波、粉尘等干扰影响较小，另外超声波测距还有易于实现、成本低，体积小，使用方便等优点2、由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，在较恶劣的环境(如含粉尘)具有一定的适应能力。

2. 课题关键问题和重难点

设计一个超声波测距系统，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。

要求测量范围在0.10-2.00m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。

关键点：超声波反射原理根据超声波反射这一原理，利用超声波换能器能够发射并接收超声波脉冲的特性，基于发射波与反射波之间的差异，便可以将超声波发射端与障碍物之间的距离通过特定的方法计算出来。

3. 国内外研究现状（文献综述）

1、研究背景随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。

但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。

展望未来，超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位.高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求2、国内外研究现状超声波定义是频率在20khz以上的高频振动声波，频率在这一范围的声波是无法为人耳所听到的。

4. 研究方案

本设计所研究的超声波测距仪利用超声波指向性强、能量消耗缓慢、传播距离较远等优点，即用超声波发射器向某一方向发送超声波，同时在发射的时候开始计时，在超声波遇到障碍物的时候反射回来，超声波接收器在接收到反射回来的超声波时，停止计时。

设超声波在空气中的传播速度为v，在空气中的传播时间为t，汽车与障碍物的距离为s，s=vt/2，这样可以测出汽车与障碍物之间的距离，然后在led显示屏上显示出来。

本设计的工作机理是依据压电材料的正逆压电效应，利用逆压电效应产生超声波，即逆压电效应是在压电材料上加上某种特定频率的交变正弦信号，材料就会产生随所加电压的变化规律而变化的机械形变，这种机械形变推动周围介质振动，产生疏密相间的机械波，如果其振动频率在超声范围内，这种机械波就是超声波。

5. 工作计划

第1周 接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；第2周 查阅资料及相关文献，写出开题报告一份；第3周 提出设计方案，进行方案论证；第4周 查阅资料，进一步完成方案论证，熟悉单片机开发工具；第5周 设计单片机扩展电路并绘制单片机系统电路；期中检查；第6周 购买材料，搭建硬件电路；第7周 进行软件设计，绘制流程图，编写程序；第8周 编写调试程序，进一步修改完善原理图和程序；第9周 制作电路板，系统调试；第10周 完成毕设论文查重，提交毕设论文终稿和检测报告，接受答辩资格审查；第11周 评阅教师评阅论文；学生准备答辩；第12周 答辩结束；第13周 检查毕设文档；毕设结束。