基于红外定位系统设计【字数：8530】
摘 要随着科技的进步，时代的变迁，人们对关于传感器的性能水平以及运用有了更加高的要求，而在众多的传感器之中，红外传感器因为其优异的性能被人们广泛运在军事、医疗、工业和家电产品等方面。于是，红外线定位应运而生。相较于传统定位方式，红外线具有光束发散小的优点, 目前很容易得到光束视角小于 5度，其定向的精度有了极大的提高。本设计就是利用这种优点，在红外模块接八个方位的接收器来测出发射源的角度，通过移动红外接收器改变与发射源之间的角度，辅以超声波模块测出发射源与接收器之间的距离，得出了角度与距离，从而被测物的具体方位便确定了，本设计便是基于此实现定位，最终，通过LED数码管来显示。对于系统核心的芯片部分的选择，由于STC89C51A单片机具有较强的功能且速度较快，故我们选择STC89C51A作为本次设计的主要控制模块核心。显示部分则使用CL5461BH数码管。各部件的主要原理功能将在下文具体介绍。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2发展现状 1
1.3发展趋势 1
1.4本文研究目标和主要内容 2
1.4.1设计思想 2
1.4.2 本文的主要研讨内容是： 2
第二章 51系列单片机的介绍 3
2.1 引言 3
2.2 AT89C51单片机简介 3
2.3小结 3
第三章 设计要求与方案论证 4
3.1设计要求 4
3.2各模块的器件选择与论证 4
3.2.1 硬件核心的选择与论证 4
3.2.2选用STC89C51单片机 5
3.2.3显示模块的选择 6
3.2.4红外模块与超声波模块的设计 7
3.2.5显示模块的设计 9
3.3小结 10
第四章 系统软件调试 11
4.1程序流程框图 11
4.2 软件编程 12
4.2.1 Keil uVision 5软件简介 12
4.2.2 程序设计与调试步骤 13
第五章 实物连接演示 14
5.1引言 15
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/> 5.2电路的调装 15
5.3电路的调装过程 16
5.4小结 16
结束语 17
致 谢 18
参考文献 19
附录 20
第一章 绪论
1.1引言
随着时代的发展，文明也在进步，社会日新月异，科学技术也在不断革新，人们也在对定位技术的要求也更加的严苛，古代，人们通过北极星来判断自己的位置，公元前11世纪前10年，从过去的人们通过烟雾信号来确定自己的位置从而找到自己的家的位置，后来发现信鸽即使在超远的地方也不会迷失方向反而能够找回自己原来来的位置，过去，它的主要用途在于，两个地方双向传递信息而鸽子自己不会迷路，到后来18世纪中期，人们发明指南针以及罗盘来追踪家与自己当前位置的变化，在20世纪前10年，人们运用测量无线电具体到轮船，飞行的客机和陆地执行任务的部队反射的强度，从而来从远方来测量他们所在大概的地点，时间到1960年，卫星GPS诞生，人们通过其测出天体之间的距离，自此向后，人们对接收器的“身材”做出了“瘦身”研究，由起初的定位用于军事行动，到后来流向民众，科学家们以严格的要求促进了定位技术的发展，于是，许多定位技术便应运而生，最常用的几种定位技术：红外线定位技术，GPS定位技术，WIFI定位技术，蓝牙定位技术，UWB定位技术，超声波定位技术等，而在各种各样被广泛应用的定位技术中，红外线定位技术愈加纯熟。
1.2发展现状
随着移动设备性能的大力发展，人们对定位的需求也是越来越高，从而使定位技术在移动设备中发挥越来越大的作用，用户迫切的需要稳定连续的定位服务，室外定位的发展相对成熟，而传统的室内定位又有着很多的缺陷，极易受光照强度、烟霾以及电磁信号等环境的影响，而当代社会发展所需要的码头物流定位、车辆停车定位、交通节点定位等对时下的定位系统提出了更高的要求，传统定位方式在诸多复杂的大型户外场地中难以实现精准定位，红外线定位也有一些缺陷，红外定位首先极其容易受到外部环境的影响，其次，想要达到精确地定位，运用红外线定位的成本不会太低，鉴于这些问题，红外线定位想要实现比较困难，国内一些研究人员已经考虑加入其他模块来改变一些外部因素对于红外线的影响。‘前世之事，后事之师’，受启发，本设计便加入了超声波模块来改变外部因素带给红外定位的影响。
1.3发展趋势
传统中的红外线被应用于温度测量、人体感应以及自动遥控等方面，定位方面因为其不理想的性能，一直被人忽视，鉴于人们对定位在生活之中的使用越来越频繁，科学家们也在不断在定位技术上投注越来越多的目光，包括有：超宽带、RFID、蓝牙、红外以及WLAN等[14]，而红外线定位也是其中之一，近年来，有人通过机器人小车的移动距离以及小车上的红外传感器接受的红外线的角度进行了室内定位[5]，不过过程相对复杂，而且其中运算量较大，暂时只能作为实验模型，至于其他，到后来，科学家们发现在发射源周围密布红外接收器，通过测量距离与角度来实现定位[6]，亦通过红外织网覆盖所有空间，这种方法可以直接检测运动的目标[7]，这种定位方式的成本费用高昂，不能普及实用。再往后，有科学家便组合使用红外线与超声波模块[8]，从而实现定位，是比较实际的一种定位。
1.4本文研究目标和主要内容
1.4.1设计思想
（1）根据实验调查，STC89C51单片机被广泛运用，所以系统选取STC89C51单片机为核心。
（2）本实验在红外线定位的基础上加进了超声波模块，在整个系统中，红外线模块用来测算发射源与接收器之间的角度，至于两者的距离交由超声波模块来测量。双方的弱势交由对方的优势来处理，从而来获得更加精确位置判定。不仅如此，系统还采用了单片机控制整个系统, 使之能够更好地实用以及延伸到其他方面的。在定位系统中,系统电路一共有三部分,一个是超声波部分;一个是红外线部分; 还有一个是显示部分。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2发展现状 1
1.3发展趋势 1
1.4本文研究目标和主要内容 2
1.4.1设计思想 2
1.4.2 本文的主要研讨内容是： 2
第二章 51系列单片机的介绍 3
2.1 引言 3
2.2 AT89C51单片机简介 3
2.3小结 3
第三章 设计要求与方案论证 4
3.1设计要求 4
3.2各模块的器件选择与论证 4
3.2.1 硬件核心的选择与论证 4
3.2.2选用STC89C51单片机 5
3.2.3显示模块的选择 6
3.2.4红外模块与超声波模块的设计 7
3.2.5显示模块的设计 9
3.3小结 10
第四章 系统软件调试 11
4.1程序流程框图 11
4.2 软件编程 12
4.2.1 Keil uVision 5软件简介 12
4.2.2 程序设计与调试步骤 13
第五章 实物连接演示 14
5.1引言 15
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5.3电路的调装过程 16
5.4小结 16
结束语 17
致 谢 18
参考文献 19
附录 20
第一章 绪论
1.1引言
随着时代的发展，文明也在进步，社会日新月异，科学技术也在不断革新，人们也在对定位技术的要求也更加的严苛，古代，人们通过北极星来判断自己的位置，公元前11世纪前10年，从过去的人们通过烟雾信号来确定自己的位置从而找到自己的家的位置，后来发现信鸽即使在超远的地方也不会迷失方向反而能够找回自己原来来的位置，过去，它的主要用途在于，两个地方双向传递信息而鸽子自己不会迷路，到后来18世纪中期，人们发明指南针以及罗盘来追踪家与自己当前位置的变化，在20世纪前10年，人们运用测量无线电具体到轮船，飞行的客机和陆地执行任务的部队反射的强度，从而来从远方来测量他们所在大概的地点，时间到1960年，卫星GPS诞生，人们通过其测出天体之间的距离，自此向后，人们对接收器的“身材”做出了“瘦身”研究，由起初的定位用于军事行动，到后来流向民众，科学家们以严格的要求促进了定位技术的发展，于是，许多定位技术便应运而生，最常用的几种定位技术：红外线定位技术，GPS定位技术，WIFI定位技术，蓝牙定位技术，UWB定位技术，超声波定位技术等，而在各种各样被广泛应用的定位技术中，红外线定位技术愈加纯熟。
1.2发展现状
随着移动设备性能的大力发展，人们对定位的需求也是越来越高，从而使定位技术在移动设备中发挥越来越大的作用，用户迫切的需要稳定连续的定位服务，室外定位的发展相对成熟，而传统的室内定位又有着很多的缺陷，极易受光照强度、烟霾以及电磁信号等环境的影响，而当代社会发展所需要的码头物流定位、车辆停车定位、交通节点定位等对时下的定位系统提出了更高的要求，传统定位方式在诸多复杂的大型户外场地中难以实现精准定位，红外线定位也有一些缺陷，红外定位首先极其容易受到外部环境的影响，其次，想要达到精确地定位，运用红外线定位的成本不会太低，鉴于这些问题，红外线定位想要实现比较困难，国内一些研究人员已经考虑加入其他模块来改变一些外部因素对于红外线的影响。‘前世之事，后事之师’，受启发，本设计便加入了超声波模块来改变外部因素带给红外定位的影响。
1.3发展趋势
传统中的红外线被应用于温度测量、人体感应以及自动遥控等方面，定位方面因为其不理想的性能，一直被人忽视，鉴于人们对定位在生活之中的使用越来越频繁，科学家们也在不断在定位技术上投注越来越多的目光，包括有：超宽带、RFID、蓝牙、红外以及WLAN等[14]，而红外线定位也是其中之一，近年来，有人通过机器人小车的移动距离以及小车上的红外传感器接受的红外线的角度进行了室内定位[5]，不过过程相对复杂，而且其中运算量较大，暂时只能作为实验模型，至于其他，到后来，科学家们发现在发射源周围密布红外接收器，通过测量距离与角度来实现定位[6]，亦通过红外织网覆盖所有空间，这种方法可以直接检测运动的目标[7]，这种定位方式的成本费用高昂，不能普及实用。再往后，有科学家便组合使用红外线与超声波模块[8]，从而实现定位，是比较实际的一种定位。
1.4本文研究目标和主要内容
1.4.1设计思想
（1）根据实验调查，STC89C51单片机被广泛运用，所以系统选取STC89C51单片机为核心。
（2）本实验在红外线定位的基础上加进了超声波模块，在整个系统中，红外线模块用来测算发射源与接收器之间的角度，至于两者的距离交由超声波模块来测量。双方的弱势交由对方的优势来处理，从而来获得更加精确位置判定。不仅如此，系统还采用了单片机控制整个系统, 使之能够更好地实用以及延伸到其他方面的。在定位系统中,系统电路一共有三部分,一个是超声波部分;一个是红外线部分; 还有一个是显示部分。
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