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超声波汽车行驶参数测量系统是利用超声波的多普勒效应等特性,对汽车的行驶参数(如行驶速度,车距等)进行监测的一种解决方案。当然,这种系统不光可以用于汽车,还可以很方便的移植为对其他任何移动物体的速度等的测量。随着人民群众的生活水平的提高,汽车更是越来越快地走进了家庭生活,所以汽车行业必将成为这类系统应用的最广阔的舞台。
传统的汽车测速方式,经过了多次的演变和革新,已经具有了高可靠性和低成本的优点,然而由于其硬件资源的限制,它必然只能在汽车中扮演一个配角。然而,本文中介绍的这个系统,不仅继承了传统方式的优点,改进了传统方式精度低,不能记录和控制的缺点,而且使得行驶参数的测量系统不再甘当配角,而是将成为一辆汽车的大脑。设计中采用ARM作为控制核心,决定了这个系统能够成为一个智能的单元。ARM核心强大的运算能力,丰富的外设,众多的I/O接口,更重要的是它并不昂贵的价格,使得这种系统变成工业产品成为可能。
系统硬件上采用分离式的模块设计,拥有ARM核心的主板,分别控制超声波的收发模块和键盘显示模块。通过这样的方式,使得我们的系统更加具有灵活性,甚至可以很方便地加上一副外壳而成为一台仪器。此外,众多细节的人性化设计,让系统的可扩展性大大增强,使得其不仅仅是一个测量的机器,而是可以适应将来各种不同应用的一个平台。如果需要增加功能,只要设计新增的功能模块,并与主板相连,剩下的就只是软件上的工作了。软件上,本系统所做的工作比较简单,所以软件的算法并不复杂,主要关心的问题就是系统的稳定性,因此软件从上电开始就注重对系统状态的检测与评估,并在运行过程中使用各种技巧来避免错误的产生。经过实际的测试,本系统的工作基本达到了预期的效果,当然,也存在一些不合理的地方,仍需要进一步的工作来完善。
笔者在整个项目开发过程中主要负责硬件部分,所以本文将硬件部分的设计作为了全文的重点来加以阐述。本文的内容结构如下:
开篇部分介绍了项目产生的背景及行业在这方面的现状;紧接着介绍了项目的核心方法以及相关背景知识;接下来是整篇文章的核心部分--硬件系统的设计;其次是软件系统的大致介绍;最后是实验的数据及分析。