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天车红外防撞监控仪的软件设计

  • 简介: 原文 1 绪论1.1课题研究背景及意义在繁忙的货场,码头,车间,数台轨行式机械设备并行作业(如天车),若现场人员操作失误或不慎,致使设备相互碰撞,后果小则影响正常的生产,重则对生命财产造成重大损失。为了避免这类事故发生,各种测距防撞系...
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原文

1 绪论
1.1课题研究背景及意义
在繁忙的货场,码头,车间,数台轨行式机械设备并行作业(如天车),若现场人员操作失误或不慎,致使设备相互碰撞,后果小则影响正常的生产,重则对生命财产造成重大损失。为了避免这类事故发生,各种测距防撞系统便应运而生。
为了防止碰撞事故的发生,已有一些设备采用了激光和超声波作为防碰撞探测的媒介。采用这两种媒介的测距技术都是有源非接触式技术。
激光测距系统按其技术途径可分为脉冲式和相位式,脉冲式测距系统向目标发射激光脉冲信号,信号碰到目标后就被反射回来,因此只要准确记录激光的往返时间,用光速乘以往返时间的一半,就可以得到与要测量物体之间的距离。相位式测量系统采用连续调制的激光光束照射被测目标,通过测量光束往返中产生的相位变化,换算出被测量目标的距离。激光光束的调制方式有两种,其一是调频方式简称FMCW,其二是调幅方式简称AMCW。虽然激光防撞装置抗干扰能力强,定位准确,测量精度高,各类产品有不同的测量范围,激光测距范围一般较大,从几十厘米到几千米。但其结构复杂,成本高,价格大几千元,国外的高精度的产品更贵,大多几十万元。
超声波测距技术是利用超声波在空气中的定向传播和固体反射特性(纵波),通过接收自身发射的超声波反射信号,根据超声波发出及回波接收时间差及传播速度,计算出传播距离,从而得到障碍物的距离。由于超声波传感器具有成本低廉,采集信息速率快,距离分辨率高,质量轻、体积小、易于装卸等优点。并且超声波传感器在采集环境信息时不需要通过大量的计算而获得距离数据,因此其测距速度快,实时性好。同时超声波传感器不易受到如天气条件、环境光照及障碍物阴影、表面粗糙度、裂缝等外界环境条件的影响。超声波测距仪的测量范围通常是几十厘米到几十米,适合短距离测量场合,价格也比较便宜,大多几百元。鉴于以上的种种优点,使得超声波传感器在室内、家用型的智能移动机器人应用中具有很大的优势。超声波防撞装置成本虽然低,但超声波散射角大(大于20度),定位精度较差,而且车间,工地的超声波噪声对其可靠性影响很大。
红外线测距系统的测距范围通常在几十米到百米,是一种中距离测距技术。建筑行业有一种手持式的红外线测距仪,用于房屋测量。通常精密测距需要全反射棱镜配合,而房屋量测用的测距仪,直接以光滑的墙面反射测量,主要是因为距离比较近,光反射回来的信号强度够大。由此可以知道,一定要垂直,否则返回信号过于微弱将无法得到精确距离。而且红外线抗干扰能力强,能够适合车间这种噪声较大的场合。在车间防止天车碰撞事故中能得到很好的应用。
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  目录

1 绪论
2 系统硬件设计
3 系统软件设计


  参考资料

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[3] 李勋. AVR 单片机应用设计. 北京航空航天大学出版社, 2001.5.1
[4] 耿德根, 余永权. AVR 高速嵌入式单片机原理与应用. 北京航空航天大学出版社, 2003.5.1
[5] 沈文, 詹卫前. AVR 单片机C语言开发入门指导. 清华大学出版社, 2003.5.1
[6] 张克彦. AVR单片机实用程序设计. 北京航空航天大学出版社, 2004.4.1
[7] 张军. AVR单片机应用系统开发典型实例. 中国电力出版社, 2005.5.1
[8] 沙占友,王彦朋,孟志永. 单片机外围电路设计. 电子工业出版社, 2003.1.1
[9] 马忠梅,辑顺心. 单片机的C语言应用程序设计(第三版). 北京航空航天大学出版社, 203.11.3
[10] 宋晖,高小明. 基于AVR的LED数字大屏幕的设计与实现. 微计算机信息期刊,2006, 22:4-2
[11] www.c51bbs.com
[12] www.21ic.com
[13] www.ouravr.com
[14] www.sl.com.cn


  简单介绍

测距技术在避免车间设备碰撞事故中应用很广泛,我们在综合考虑各种测距技术后,设计了一种基于红外线技术,以avr单片机ATmega16L为运算控制核心的测距报警控制系统。
该系统基于红外线反射衰减方法,通过信号处理电路把距离转化成变化的电平,经过A/D转化和运算处理,能够实时测量天车与左右相邻天车的距离并显示;同时能设置报警距离,如果天车进入报警距离范围内,系统进行声音报警,提醒操作人员注意并采取积极有效措施。如果天车进入极限危险距离,系统将立即输出动作信号,通过执行机构来控制制动机构,断电停车,避免事故发生。系统还可以和上位机通讯,提交数据。我们还可以通过上位机来控制和设定系统参数,使得整个系统灵活方便,系统具有良好的扩展性。
本文对系统的硬件设计有所介绍,主要阐述了系统的软件设计。

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