超声传感器的车辆判型装置的设计.doc

摘要: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车辆信息检测方案中，基于超声波传感器的车辆检测系统因其诸多优势，在交通检测领域具有非常广泛的应用。

本系统采用超声波测距模块KS101B和自行设计的超声波发送/接收一体模块作为超声车辆检测传感器系统，以STC12C5A16S2单片机为控制系统，组成车辆判型装置系统的下位机系统，上位机运用程序采用LabVIEW虚拟机技术实现。系统由单片机控制两组超声传感器检测模块检测车辆通过固定两点之间的时间间隔来间接获取车辆速度信息，并通过检测车辆经过和离开其中一组超声传感器模块的时间间隔来间接获取车长信息，依据车长信息可大致判断出所测车辆属于小型轿车还是其他大中型车辆。单片机将所得信息通过串口通信上传至PC机，PC机端运行的LabVIEW软件通过串口读取车辆信息，处理后显示并保存在本地磁盘中。

系统经过详细设计与模拟测试以后，结果表明：本系统可以完成车速、车长的检测、计算与上传且数据真实且有效；LabVIEW应用程序可以接收、处理、显示和存储车辆信息。本设计系统具有一定的实用价值和应用价值，是实现智能交通中关于车速检测的可行方案之一。

关键词：超声波检测模块；单片机；LABVIEW;车辆信息

目录

摘要

Abstract

1绪 论-1

1.1课题背景及意义-1

1.2研究内容和安排-1

2总体方案设计-3

2.1方案设计-3

2.2 车辆检测方案设计与可行性分析-3

2.2.1 采用单点测量方案设计及可行性分析-3

2.2.2 两点测量方案的设计及可行性分析-4

2.2.3 车长的测量方案及可行性分析-5

2.3方案选择论证-6

3 硬件设计-7

3.1 单片机主控电路-7

3.2超声波传感器的选择-7

3.2.1 超声波检测模块1-7

3.2.2 超声波检测模块2-8

3.3电源模块-10

3.4 串口模块-10

4 软件设计-11

4.1 系统软件设计-11

4.2 主程序设计及分析-11

4.3 超声检测模块1程序设计及分析-13

4.3.1 KS101B工作流程图-14

4.3.2 超声检测模块1子程序分析-14

4.3.3 IIC通信程序设计-15

4.4 超声检测模块2程序设计及分析-15

4.4.1 超声检测模块2工作流程图-16

4.4.2 超声检测模块2程序-16

4.6 串口通信程序设计-17

4.7 LABVIEW软件程序设计-18

4.7.1 串口读取子程序-18

4.7.2数据处理子程序设计-18

4.7.3 LabVIEW主程序框图-19

5 系统调试与运行测试-21

5.1系统调试-21

5.1.1系统调试下位机硬件运行图-21

5.1.2系统调试LabVIEW程序运行前面板-21

5.2与运行结果分析-22

5.2.1超声波测距实测数据-22

5.2.2两点测量实测数据-23

5.2.3超声模块测速数据-24

5.3 LabVIEW数据保存文件截图-25

结论-26

致谢-27

参考文献-28

附录-29

附录1 系统原理图-29

附录2 元器件清单-30

附录3 LABVIEW程序框图-31

附录4 LABVIEW前面板-32

附录5 系统程序-32