1. 研究目的与意义
基于多普勒传感器的空间物体着落点预测系统设计是工程实践性课题,主要的目的是完成相关产品的功能预研,同时可以将所学习的电路知识、单片机编程语言、程序设计等专业知识及技能运用到实际的嵌入式系统设计中,结合真正的电路板生产加工,完成具有一定专用功能的嵌入式单片机模块设计。
随着经济社会和科学技术的飞速发展,工程上对于实践工作中的空间物体着落点的预测要求越来越高,本课题通过使用多普勒传感器去完成一个空间物体着落点的预测系统的设计,实现对空间物体着落点的高精度预测。本课题还会利用一些软件程序来进行功能的实现与仿真,将课本所学的知识用于实践,进一步提高动手和操作能力。
2. 课题关键问题和重难点
1查找文献,完成基于多普勒传感器的空间物体着落点预测系统的功能以及电路模块划分,选择合适的芯片,本课题选用多普勒效应传感器,其工作原理为:由发射天线发出的微波,遇到被测物体时将被吸收或反射,使功率发生变化。若利用接收天线接收通过被测物体或由被测物反射回来的微波,并将它转换成电信号,再由测量电路处理,就实现了微波检测,它是一种主动探测技术,利用反射波的频率变化与发射物体的运动速度有关的多普勒效应来探测物体的运动;
2采用protel99se软件进行电路系统的原理图和电路板设计,熟悉protel99se软件的操作和使用,学会分析电路图、设计电路、制作pcb等基本操;
3运用mdk软件进行单片机蓝牙功能的编程设计和验证熟练掌握嵌入式的一些基本的和重要的知点以及操作,会使用编程语言(汇编语言或c语言)将嵌入式系统与传感器的知识相结合;对一些重要的程序要消化理解,了解程序运行的原理及过程,实现硬件与软件程序的结合,实现课题所需的功能;
3. 国内外研究现状(文献综述)
本课题主要是以多普勒效应传感器为主要结构框架,通过与嵌入式系统结合来实现所需要的功能,下面就对多普勒效应传感器rd9481进行简单的介绍和说明。
1.概述 rd9481是一种新型的多普勒效应传感器专用集成模块,内含微波发射和接收电路、选通放大器、电压比较器、状态控制器、延时定时器、锁存定时器及参考电源等电路。模块结构新颖、性能稳定、调节范围宽,只需少量外接元件就可以构成各种检测电路。可广泛用于防盗报警、自动照明、自动门及其他自动化设备。
2.内部结构和引脚说明 rd9481的框图如图1所示,其封装为14脚双列直插式塑料封装。各引脚功能如下: 1、2脚:天线端。 3、4脚:增益调节端,调节外接电阻可调节灵敏度,即调节检测距离。 5脚:触发禁止控制端,当5脚电压0.3udd时,允许触发。 6脚:接电源滤波电容器端。 7脚:电源负端uss。 8脚:重复触发控制端,8脚为高电平时,允许重复触发;低电平时,不允许重复触发。 9、10脚:输出延迟定时器外接电阻器端。 11脚:控制信号输出端,高电平有效。 12、13脚:输出封锁定时器外接电阻器端。 14脚:电源正端udd。
4. 研究方案
本课题使用多普勒效应传感器设计一个基于多普勒传感器的空间物体着落点的预测系统,先选择合适的多普勒传感器,按照器件资料上的推荐电路设计出合理的传感器检测电路,通过调试验证,确保传感器电路工作稳定,探测灵敏。随后选用指定的单片机,设计出与传感器能配套使用的主控系统电路,根据应用需求编写出单片机软件。通过现场抛物实验和系统调试,将经典物理公式计算的结果与单片机计算的结果相比较,不断的修正和完善单片机软件算法,最终达到设计要求的技术指标。
5. 工作计划
第1周:查找文献和翻译文献
第2周:撰写开题报告
第3周:电路系统的总体设计和规划
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