基于多普勒雷达的运动探测装置研究与实现(附件)【字数：16024】
摘 要现有雷达测速系统大部分采用多普勒法测速，当被测物体的移动速度变化幅度较大时，通过采集变化的多普勒频率并进行处理就可以得到速度。根据实际情况，统筹考虑，本文以Arduino开发板与HB100微波传感器为核心组成控制系统。通过合理的时序控制，将采集到的微弱波形信号先通过一系列放大和滤波电路，然后再经过比较器转换成方波传输到Arduino处理器，实现对速度的测量。测试结果初步表明，该系统的测量误差相对较小，测量精度相对较高，同时验证了系统的可行性。研究成果有一定的理论价值和实际应用前景。
目 录
第一章 引言 1
1.1智能交通 1
1.1.1智能交通的发展现状 1
1.2雷达测速系统 2
1.2.1雷达测速应用中的先进技术 3
1.2.2雷达测速的国内外研究现状 4
1.2.3雷达测速仪目前存在的主要问题 5
1.3雷达测速系统的应用现状与拓展应用 5
1.4本文研究工作 6
第二章 多普勒测速原理与应用 7
2.1多普勒效应 7
2.2多普勒测速 7
2.3测速雷达的整体设计方案 9
2.4本章小结 10
第三章 雷达测速的硬件设计 11
3.1雷达测速的硬件设计方案 11
3.2 HB100微波运动检测模块 11
3.3运算放大电路 13
3.3.1 LM324运放芯片简介 13
3.3.2 LM324组成的放大电路 15
3.4微处理器系统 16
3.4.1 Arduino简介 16
3.4.2 Arduino开发板 16
3.5 LM393组成的比较电路 18
3.6显示部分 19
3.7本章小结 21
第四章 雷达测速系统的软件设计 22
4.1软件设计的整体方案 22
4.2数码管动态显示程序流程图 22
4.3外部中断程序流程图 23
4.4定时器计数程序流程图 24
4.5主程序流程图 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
24
4.6防脉冲干扰平均滤波法 25
4.7本章小结 26
第五章 系统的相关性能测试 27
5.1测试的相关要求 27
5.2测试 27
5.2.1硬件连接 27
5.2.2 Proteus实验仿真及实物调试结果 28
5.2.3测试数据 31
5.2.4结果与分析展望 32
5.3本章小结 32
致 谢 33
参考文献 34
附录A 35
第一章 引言
交通运输行业作为国家经济发展的一个重要支撑，它的发展是极其重要的，现在的道路交通压力越来越大，因此要从两个方面来考量交通运输行业。一方面要在保证减少环境污染，绿色环保，在一定程度上减轻道路的交通压力，另一方面保证交通安全，在这两个基础上提出了智能交通系统（Intelligent Transportation System, 简称ITS）。它用到了现代以电子信息和自动控制为代表的很多技术。智能交通系统是一种实时性好，准确率高而且运作高效的地面运输和管理系统[1]。它通过驾驶员、车辆和道路三个组成部分的共同作用很大程度上提高交通运输的效率，同时也能够在一定程度上缓解交通压力，减少交通事故发生的可能性，减少能源消耗，降低环境污染[2]。因此受到世界范围内人们的广泛关注。
1.1智能交通
随着社会经济的不断发展，人们的出行方式也发生很大的变化，以更多的私家车代替传统的步行方式，交通压力越来越大，出现交通事故的概率也在不断上升，因此我们要设计出一种更加先进的智能化的综合交通系统。我们把它称之为智能交通系统，它能将交通压力调至最小。这样不仅能减轻驾驶人的负担，极大保证驾驶人员的安全，还能够便于交通管理人员对于道路情况，车辆的运行的掌握，易于管理。因此，对于智能交通的发展是有积极意义的。
1.1.1智能交通的发展现状
智能交通的概念发起于20世纪90年代，并且在很多国家得到迅速发展。在美国，欧洲等国家发是展得最好，并取得了很多成果，给我们国家提供了很好的借鉴意义。智能交通它利用信息技术，综合了驾驶人员、道路、车辆三者，智能化系统化地去管理交通。智能交通的实质定义就是利用一些以发展较为成熟的电子信息技术等技术来提高传统的道路交通运输系统而形成的一种更加现代化的新型道路运输系统。智能交通的主要内容[3]包括有：
（1）先进的交通管理系统，例如城市中的交通控制系统、告诉公路管理系统和道路应急管理系统等。
（2）先进出行者的信息系统，它可以按照出行者的出行需要根据当前的交通状况给出行者合理的建议，包括出行的方式、出行的时间以及出行路线等。
（3）先进公共运输系统，包括驾驶车辆的定位，客流量的自动检测等。
（4）商用车辆营运系统，它主要针对货运和远程客运企业，目的是用来提高运营的效率和安全性，对车辆进行调度管理，掌握车辆的一些基本信息。
（5）先进车辆控制和安全系统，包括事故规避、检测调控等系统，可以向驾驶员提供车子周围的必要信息，还可以自动地采取措施预防交通事故的发生。
（6）自动化公路系统，自动化公路系统是智能车辆控制系统和智能道路系统的集成，可以使驾驶员对于车辆的驾驶过程感觉更安全，甚至在未来的发展过程中自主驾驶成为可能。根据美国提供的ITS效益分析来看，它每年的交通阻塞的概率能够降低25%40%，能够减少交通死亡人数为万人以上，避免的交通事故的次数高达到600亿次，同时，还能减少能源消耗和大气污染，与此同时在每年的相关产品的市场效益能够达到200亿美元。在交通领域的三大问题主要是交通安全，交通污染和堵塞，其中最迫在眉睫的是交通安全问题，将智能交通技术运用到道路管理系统中，不仅能够减少交通事故的发生次数，还能够提高道路车辆的行驶效率。
目 录
第一章 引言 1
1.1智能交通 1
1.1.1智能交通的发展现状 1
1.2雷达测速系统 2
1.2.1雷达测速应用中的先进技术 3
1.2.2雷达测速的国内外研究现状 4
1.2.3雷达测速仪目前存在的主要问题 5
1.3雷达测速系统的应用现状与拓展应用 5
1.4本文研究工作 6
第二章 多普勒测速原理与应用 7
2.1多普勒效应 7
2.2多普勒测速 7
2.3测速雷达的整体设计方案 9
2.4本章小结 10
第三章 雷达测速的硬件设计 11
3.1雷达测速的硬件设计方案 11
3.2 HB100微波运动检测模块 11
3.3运算放大电路 13
3.3.1 LM324运放芯片简介 13
3.3.2 LM324组成的放大电路 15
3.4微处理器系统 16
3.4.1 Arduino简介 16
3.4.2 Arduino开发板 16
3.5 LM393组成的比较电路 18
3.6显示部分 19
3.7本章小结 21
第四章 雷达测速系统的软件设计 22
4.1软件设计的整体方案 22
4.2数码管动态显示程序流程图 22
4.3外部中断程序流程图 23
4.4定时器计数程序流程图 24
4.5主程序流程图 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
24
4.6防脉冲干扰平均滤波法 25
4.7本章小结 26
第五章 系统的相关性能测试 27
5.1测试的相关要求 27
5.2测试 27
5.2.1硬件连接 27
5.2.2 Proteus实验仿真及实物调试结果 28
5.2.3测试数据 31
5.2.4结果与分析展望 32
5.3本章小结 32
致 谢 33
参考文献 34
附录A 35
第一章 引言
交通运输行业作为国家经济发展的一个重要支撑，它的发展是极其重要的，现在的道路交通压力越来越大，因此要从两个方面来考量交通运输行业。一方面要在保证减少环境污染，绿色环保，在一定程度上减轻道路的交通压力，另一方面保证交通安全，在这两个基础上提出了智能交通系统（Intelligent Transportation System, 简称ITS）。它用到了现代以电子信息和自动控制为代表的很多技术。智能交通系统是一种实时性好，准确率高而且运作高效的地面运输和管理系统[1]。它通过驾驶员、车辆和道路三个组成部分的共同作用很大程度上提高交通运输的效率，同时也能够在一定程度上缓解交通压力，减少交通事故发生的可能性，减少能源消耗，降低环境污染[2]。因此受到世界范围内人们的广泛关注。
1.1智能交通
随着社会经济的不断发展，人们的出行方式也发生很大的变化，以更多的私家车代替传统的步行方式，交通压力越来越大，出现交通事故的概率也在不断上升，因此我们要设计出一种更加先进的智能化的综合交通系统。我们把它称之为智能交通系统，它能将交通压力调至最小。这样不仅能减轻驾驶人的负担，极大保证驾驶人员的安全，还能够便于交通管理人员对于道路情况，车辆的运行的掌握，易于管理。因此，对于智能交通的发展是有积极意义的。
1.1.1智能交通的发展现状
智能交通的概念发起于20世纪90年代，并且在很多国家得到迅速发展。在美国，欧洲等国家发是展得最好，并取得了很多成果，给我们国家提供了很好的借鉴意义。智能交通它利用信息技术，综合了驾驶人员、道路、车辆三者，智能化系统化地去管理交通。智能交通的实质定义就是利用一些以发展较为成熟的电子信息技术等技术来提高传统的道路交通运输系统而形成的一种更加现代化的新型道路运输系统。智能交通的主要内容[3]包括有：
（1）先进的交通管理系统，例如城市中的交通控制系统、告诉公路管理系统和道路应急管理系统等。
（2）先进出行者的信息系统，它可以按照出行者的出行需要根据当前的交通状况给出行者合理的建议，包括出行的方式、出行的时间以及出行路线等。
（3）先进公共运输系统，包括驾驶车辆的定位，客流量的自动检测等。
（4）商用车辆营运系统，它主要针对货运和远程客运企业，目的是用来提高运营的效率和安全性，对车辆进行调度管理，掌握车辆的一些基本信息。
（5）先进车辆控制和安全系统，包括事故规避、检测调控等系统，可以向驾驶员提供车子周围的必要信息，还可以自动地采取措施预防交通事故的发生。
（6）自动化公路系统，自动化公路系统是智能车辆控制系统和智能道路系统的集成，可以使驾驶员对于车辆的驾驶过程感觉更安全，甚至在未来的发展过程中自主驾驶成为可能。根据美国提供的ITS效益分析来看，它每年的交通阻塞的概率能够降低25%40%，能够减少交通死亡人数为万人以上，避免的交通事故的次数高达到600亿次，同时，还能减少能源消耗和大气污染，与此同时在每年的相关产品的市场效益能够达到200亿美元。在交通领域的三大问题主要是交通安全，交通污染和堵塞，其中最迫在眉睫的是交通安全问题，将智能交通技术运用到道路管理系统中，不仅能够减少交通事故的发生次数，还能够提高道路车辆的行驶效率。
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