毕业论文课件基于gps的输电线行波故障定位系统.doc

专题一.基于GPS的输电线行波故障定位系统
术语：
1． GPS:全球卫星定位系统(Global Positioning System)
2． 行波:Travelling Wave(输电线上传输的非稳态量)
3． 故障定位/故障测距:Fault Locating
4． 电压等级：10kV/35kV/110kV/220kV/500kV

一、 课题的来源
二、 目的和意义
三、 行波测距的基本原理
4.1 单端行波故障测距原理
4.2 双端行波故障测距原理
四、 课题研究的内容及技术关键
五、 GPS卫星导航全球定位系统简介
5.1 GPS系统
5.2 GPS接收机及天线
5.3 GPS接收机输出的信号
六、 异地高精度同步数据采集系统
七、 行波信号的数据处理—小波分析法

二.课题的意义
超高压输电线路输送距离长，暴露在旷野，且多为山区丘陵地形，其复杂故障的快速、精确定位，一直是尚未解决的难题，对系统的安全运行构成较大威胁，也给线路维护人员带来了沉重的负担。
本项研究，将开发研制一种具有九十年代中期国际先进水平的新型复杂故障定位系统。该系统基于GPS行波定位原理，能快速、准确地对雷击闪络、断线、碰线、高阻接地、污闪等复杂故障定位，定位精度在±300m以内。该系统的投入，将有助于运行人员快速排除故障，形成线路故障的历史资料，为确保安全供电，提高系统运行水平，以及减轻线路维护人员的繁重劳动，提供有力的检测手段，将给电力系统带来巨大的经济效益。该系统的开发研究还将形成具有九十年代中期国际先进水平的高科技产品，考虑到全国电力网正在形成，该产品具有很大的市场容量及推广前景。
三.行波测距的基本原理
高压电力线发生故障时，会产生幅值很大的非稳态量，并从故障点向两端传播，称为行波。为行波传播速度接近光速，约为3.0×108米/秒。根据行波到达两端变电站的时刻来确定故障点的位置称为：行波发故障定位。
行波定位可分为单端定位和双端定位。
3.1 单端行波故障测距原理
单端测距基本原理:在被监视线路发生故障时，故障产生的电流行波会在故障点及母线之间来回反射。装设于母线处的测距装置接入来自电流互感器二次侧的暂态行波信号，使用模拟高通滤波器过滤出行波波头脉冲，形成如图1-1所示的电流行波波形。由于母线阻抗一般低于线路波阻抗，电流行波在母线与故障点都是产生正反射，所以故障点反射波与故障初始行波同极性，而故障初始行波脉冲与由故障点反射回来的行波脉冲之间的时间差△t对应行波在母线与故障点之间往返一趟的时间，可以用来计算故障距离。

单端定位是利用故障点传向母线第一行波与故障点的反射行波之间的时间差计算故障位置。由于行波在各个一次设备、各条线路的连接处的反射、折射和衰减，使得故障点反射行波波头的辨识变得复杂。优点：不需要GPS等双端同步对时系统。

3.2 双端行波故障测距原理
双端定位则只利用行波第一波头到达线路两端的时刻进行计算,只需捕捉行波第一个波头,不用考虑行波的反射与折射,行波幅值大,易于辨识。同时由于全球卫星定位系统(GPS)的出现,把时间的测量精度提高到纳秒级, 从而提高了双端定位的精度(可达±150米)。因此,国内外普遍采用GPS双端定位系统。

但在现场运行中，GPS双端定位系统也存在一些不足:
1 采样频率较高:1MHz～5MHz,故障信息存储量太大。
2 受采样频率的限制，无法辨识近距离故障行波。即故障靠近某一端时，另一端接收不到行波波头。
3.无法检测发生在电压过零附近时刻接地的故障。
4.由于GPS 短时失步、卫星信号调整、天线干扰等导致时钟信号失真,可导致定位失败。

四.课题研究的内容及技术关键
本课题研制开发一套输电线路复杂故障GPS行波定位系统。该系统根据线路故障点电压、电流突然变化所产生的行波到达两端的时差，确定故障点的位置。该系统可对雷击闪络、断线、碰线、高阻接地、污闪等复杂故障定位，定位精度在±300m以内，该系统的投入运行，还可为系统积累大量线路故障历史资料，为故障预测、防护提供可靠依据。
本项研究以一条500kV线路及其相连的两个变电站为目标，建立子系统，投入试运行。软件具有可扩展能力，以便将来实现多站分布式智能诊断系统。
系统框图：

关键技术：
1.行波信号的无畸变提取和可靠启动记录技术
2.两个变电站两端高速数据采集和大容量数据存储技术(10Msps)
3.两个变电站两端高精度时钟同步技术(GPS)
4.数据处理交换技术

五.GPS卫星导航全球定位系统简介
1.GPS系统概述
n 全球定位系统（Global Positioning System - GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资300亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS系统是继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的美国政府有史以来投资建设的第三大航空航天项目。
n 经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、 自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
n GPS系统构成：由空间部分(GPS卫星星座)、 地面监控部分和用户接收机三大部分组成。

GPS卫星星座:
GPS工作卫星及其星座 由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座，记作（21+3）GPS星座。 24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55度，各个轨道平面之间相距60度， 即轨道的升交点赤经各相差60度。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差90度， 一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。在两万公里高空的GPS卫星，当地球对恒星来说自转一周时，它们绕地球运行二周，即绕地球一周的时间为12恒星时。这样，对于地面观测者来说，每天将提前4分钟见到同一颗GPS 卫星。位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同，最少可见到4颗，最多可见到11颗。在用GPS信号导航定位时，为了结算测站的三维坐标，必须观测4颗 GPS卫星，称为定位星座。这4颗卫星在观测过程中的几何位置分布对定位精度有一定的影响。

地面监控部分：
对于导航定位来说，GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历—描述卫星运动及其轨道的 的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常 工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统 另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准—GPS时间系统。这就需要地面站监测 各颗卫星的时间，求出钟差。然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。
u 1个主控站:Colorado springs(科罗拉多.斯平士)。
u 3个注入站:Ascencion(阿森松群岛)、 Diego Garcia(迭哥伽西亚)、kwajalein(卡瓦加兰)。
u 5个监控站： 以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。
Colorado springs

55
Hawaii

Ascencion
Diego Garcia
kwajalein

用户接收机部分（GPS信号接收机）：
GPS接收机的基本类型分导航型, 大地型和授时型。
单频型和双频型。
手持导航型GPS机

车载导航型GPS机

大地性单频GPS

授时型GPS接收机(OEM板)

GPS信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号， 并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星 到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置， 位置，甚至三维速度和时间。
静态定位中，GPS接收机在捕获和跟踪GPS卫星的过程中固定不变，接收机高精度 地测量GPS信号的传播时间，利用GPS卫星在轨的已知位置，解算出接收机天线所在位置的 三维坐标。而动态定位则是用GPS接收机测定一个运动物体的运行轨迹。GPS信号接收机 所位于的运动物体叫做载体（如航行中的船舰，空中的飞机，行走的车辆等）。载体上 的GPS接收机天线在跟踪GPS卫星的过程中相对地球而运动，接收机用GPS信号实时地 测得运动载体的状态参数（瞬间三维位置和三维速度）。
接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包，构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构 分为天线单元和接收单元两大部分。对于测地型接收机来说，两个单元一般分成 两个独立的部件，观测时将天线单元安置在测站上，接收单元置于测站附近的适当地方， 用电缆线将两者连接成一个整机。也有的将天线单元和接收单元制作成一个整体，观测时将其 安置在测站点上。
GPS接收机一般用蓄电池做电源。同时采用机内机外两种直流电源。设置机内电池的目的 在于更换外电池时不中断连续观测。在用机外电池的过程中，机内电池自动充电。 关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止丢失数据。
近几年，国内引进了许多种类型的GPS测地型接收机。各种类型的GPS测地型接收机用于 精密相对定位时，其双频接收机精度可达5mm+1PPM.D，单频接收机在一定距离内精度可达 10mm+2PPM.D。用于差分定位其精度可达亚米级至厘米级。 目前，各种类型的GPS接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测。GPS和GLONASS 兼容的全球导航定位系统接收机已经问世。

2.标准定位(C码)服务，精确定位服务(P码)和美国的SA政策
美国国防部在GPS的最初设计方案中，计划为用户提供两种服务即：标准定位服务和精确定位服务。
标准定位服务：精度100米，民用。
精确定位服务：精度10米，军用。

3.无线电定位的基本原理
结论：接收机最少锁定4个星才能定位!!!

一个已知点 求距离(前提：时钟同步):1个未知数

两个已知点 求距离（两个已知点时钟同步，距离已知）:2个未知数（距离和时间）

结论及推广：

2维定位

3维定位

4.DGPS差分定位

5．一个实际的接收机
ROCKWELL JUPITER GPS接收板
Jupiter是Rockwell公司在划时代的晶片Zodial chipset 基础上研制开发出的高性能的GPS接收板。12个并行通道和高灵敏度RF部分，使Jupiter具备快速捕捉和重捕卫星的能力，航迹平滑和高效率导航等，使Jupiter在城市和树林也能定位自如。
· 并行12通道
· 小于1米差分精度
· 抗多路径抑制
· WAAS相容
· 高性价比
· 超低功耗

卓越的性能使Jupiter广泛应用于航海、航空、车载、导航、手持GPS网络同步和移动电话等。

高级特性：
l 并行12通道，可以快速捕获卫星
l 无静态漂移
l 提供载波相位输出
l 提供两个串口。主串口－传送定位数据。
辅助串口－接收 RTCM SC－104差分数据
l 自动检测天线状态
l 提供1PPS标准时钟、10KHZ频率输出
l 体积最小（71×41×11毫米）

一般特性：
l 首次定位时间（TTFF）短
l 动态性能好
l 低功耗，＋3V（RTC）实时时钟保持
l 从三维到二维定位，自动高度保持
l 可人工选择卫星，设置可见星屏蔽角
l 二进制及标准NMEA－0183协议
l 可进行多种设置，得到多种数据
l 可配用有源或无源天线
l 工作和存放温度范围宽（－40℃～＋85℃）

技术指标：
结构

并行12通道，L1波段（1575.42MHz），C/A码（1.023MHz码片速率）
＋载波跟踪（载波辅助跟踪）
跟踪能力
同时跟踪12颗卫星
动态性能
速度515米/秒，加速度6g
捕获时间
TTFF典型重捕获时间2.0秒，TTFF典型温启动15秒，典型初始化启动
45秒；TTFF典型冷启动120秒。（测试温度－30～＋85摄氏度）
定位精度
小于25米（无SA时），小于100米2dRMS (有SA时)。
时间精度
1PPS秒脉冲输出，精度1us。
频率输出
10KHz频率输出，与1PPS信号同步，精度1us。
输出信息
经度、纬度、高度、速度、航向、时间、载波相位、自检等几十个数据的
十几条组合输出信息（Rockwell二进制格式），输出间隔可调，
NMEA－0183，TTL接口
差分GPS
RTCM SC－104（ROCKWELL二进制和NMEA两种格式）
高度
－1000～60000英尺
基准面
189种标准基准面，5种用户自定义基准面，缺省为WGS－84
天线
可配有源微带扁片天线模块，接收板提供电源（25mA,5V），或配无源
天线（电缆损耗<3db）。
电源
直流＋5±0.25V,抗100mV（最大）纹波电压干扰。
后备电源
外部＋5V±0.25V~+3+0.5V直流。板上自带超大容量电容。
功耗
在＋5V+0.25V时，典型205mA/1025mW,最大240mA/1200mW
尺寸/重量
41×71×11毫米，25克
接口
数据/电源：国际标准20针（2×10）插头，射频：OSX（或MCX型， 超
超小型，搭锁式）
操作环境
温度：－40～＋85摄氏度。湿度：95％不冷凝

6.GPS接收机输出的信号及数据格式
GPS接收机一般输出两种信号：1PPS秒脉冲和TTL电平的串口时标数据。

1PPS脉冲的前沿和UTC时间对准
串口输出的数据主要有两种格式：
NMEA-0183格式（ASCII）为国际标准格式；
接收机厂家自定义的二进制格式；

;Trimble公司的 Lassen IQ接收机输出的NMEA-0183格式的命令有：
;Message ID
;1.$GPGGA:GPS Fix Data(*)(默认输出：取出卫星个数)
;2.$GPZDA:Time & Date (需要设置才能输出：取出日期和时间)
;==============================================================================
;2007.05.01 19时19分17秒记录 有卫星5颗
;$GPZDA,111917.00,01,05,2007,,*69
;$GPGGA,111917.00,3030.7159,N,11424.5045,E,1,04,2.88,00013,M,-013,M,,*45 ：七个逗号后，是卫星个数
;$GPZDA,111918.00,01,05,2007,,*66
;$GPGGA,111918.00,3030.7159,N,11424.5045,E,1,04,2.88,00013,M,-013,M,,*4A
;------------------------------------------------------------------------------
;2007.05.01 20时记录 有卫星=>无卫星
;$GPZDA,120528.00,01,05,2007,,*6B
;$GPGGA,120513.0,,,,,0,00,,,,,,,*7C ：七个逗号后，是卫星个数！
;$GPZDA,120529.00,01,05,2007,,*6A
;$GPGGA,120513.0,,,,,0,00,,,,,,,*7C
;------------------------------------------------------------------------------
;2007.05.01 20时12分记录 第1次上电，未经初始化！ 无卫星,无时间
;$GPZDA,,,,,,*48
;$GPGGA,,,,,,0,00,,,,,,,*66 ：七个逗号后，是卫星个数！
;$GPZDA,,,,,,*48
;$GPGGA,,,,,,0,00,,,,,,,*66

7.GPS系统的应用

8.GPS系统，GLONASS，北斗双星和欧洲的伽利略系统

35

参考：

毕业论文（设计）工作记录及成绩评定册

题 目：
学生姓名：
学 号：
专 业：
班 级：
指 导 教 师：
职称：
助理指导教师：
职称：

年 月 日
实验中心制

使 用 说 明

一、此册中各项内容为对学生毕业论文（设计）的工作和成绩评定记录，请各环节记录人用黑色或蓝色钢笔（签字笔）认真填写（建议填写前先写出相应草稿，以避免填错），并妥善保存。
二、此册于学院组织对各专业题目审查完成后，各教研室汇编选题指南，经学生自由选题后，由实验中心组织发给学生。
三、学生如实填好本册封面上的各项内容和选题审批表的相应内容，经指导教师和学院领导小组批准后，交指导教师；指导老师填好《毕业论文（设计）任务书》的各项内容，经教研室审核后交学生签名确认其毕业论文（设计）工作任务。
四、学生在指导老师的指导下填好《毕业论文（设计）开题报告》各项内容，由指导教师和教研室审核通过后，确定其开题，并将此册交指导老师保存。
五、指导老师原则上每周至少保证一次对学生的指导，如实按时填好《毕业论文（设计）指导教师工作记录》，并请学生签字确认。
六、中期检查时，指导老师将此册交学生填写前期工作小结，指导教师对其任务完成情况进行评价，学院中期检查领导小组对师生中期工作进行核查，并对未完成者提出整改意见，后将此册交指导老师保存。
七、毕业论文（设计）定稿后，根据学院工作安排，学生把论文（打印件）交指导老师评阅。指导老师应认真按《毕业论文（设计）指导教师成绩评审表》对学生的论文进行评审并写出评语，然后把论文和此册一同交教研室。
八、教研室将学生的论文和此册分别交两位评阅人评阅后交回教研室保存。
九、学院答辩委员会审核学生答辩资格，确定答辩学生名单，把具有答辩资格学生的论文连同此册交各答辩小组。
十、学生答辩后由答辩小组记录人填好《毕业论文（设计）答辩记录表》中各项内容，然后把学生的论文和此册一同交所在答辩小组，答辩小组对其答辩进行评审并填写评语后交教研室。
十一、学院答辩委员会进行成绩总评定，填好《毕业论文（设计）成绩评定表》中各项内容，然后把论文（印刷版和电子版（另传））和此册等资料装入专用档案袋中，教教研室后由实验中心统一保存。

目 录

1．毕业论文（设计）选题审批表
2. 毕业论文（设计）任务书
3．毕业论文（设计）开题报告
4. 学生毕业论文（设计）题目更改申请表
5．毕业论文（设计）指导老师工作记录
6．毕业论文（设计）中期检查记录
7．毕业论文（设计）指导教师成绩评审表
8．毕业论文（设计）评阅人成绩评审表
9. 毕业论文（设计）答辩申请表
10．毕业论文（设计）答辩记录表
11．毕业论文（设计）答辩成绩评审表
12．毕业论文（设计）成绩评定表

毕业设计（论文）选题审批表
题目名称
基于单片机的超声波测距
题目性质
□工程设计　　□理论研究
□实验研究　　□计算机软件
□综合论文　　□其它
题目来源
□科研题目 　□生产现场
□教学　 　□其它
□自拟题目
选题理由：由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波
经常用于距离的测量。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，精度也能达到使用要求，超声波测距应用于各种工业领域，如工业自动控制，建筑工程测量和机器人视觉识别等方面。超声波作为一种检测技术，采用的是非接触式测量，由于它具有不受外界因素影响，对环境有一定的适应能力，且操作简单、测量精度高等优点而被广泛应用。这些特点可使测量仪器不受被测介质的影响，大大解决了传统测量仪器存在的问题，比如，在粉尘多情况下对人引起的身体接触伤害，腐蚀性质的被测物对测量仪器腐蚀，触电接触不良造成的误测等。此外该技术对被测元件无磨损，使测量仪器牢固耐用，使用寿命加长，而且还降低了能量耗损，节省人力和劳动的强度。因此，利用超声波检测既迅速、方便、计算简单，又易于实时控制，在测量精度方面能达到工业实用的要求。

指导教师意见：

签名：
年 月 日
院（系）领导小组意见：

签名： 年 月 日
注：此表由学生填写
毕业论文（设计）任务书
1、毕业论文（设计）应达到的目的：
（1）能对学生在学期间所学知识的检验与总结，培养和提高学生独立分析问题和解决问题的能力，使学生受到科学研究、工程设计和撰写技术报告等方面的基本训练。
（2）提高学生对工作认真负责、一丝不苟，对事物能潜心观察、用于开拓、用于实践的基本素质；
（3）培养学生综合运用所学知识，结合实际独立完成课题的工作能力。
（4）对学生的知识面、掌握知识的深度、运用理论结合实际去处理问题的能力、实践能力、计算机运用水平、书面及口头表达能力进行考核。
2、毕业论文（设计）的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：

以单片机为核心设计了基于激光测距的防撞预警系统，采用TDC-GP2芯片作为激光飞行计时单元,给出激光发射及回波接收放大电路，基于模块化思想设计、完成系统软件设计流程；最后通过实验测试，系统要能很好测出前方车辆距离及运行状态，并能及时发出报警，利用Matlab对其测试结果进行验证，修正。

3、对毕业论文（设计）成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：

设计完成后，要提供电路图，实验电路版，控制原始程序，实验要保存大量的原始数据。完成设计论文。

4、毕业论文（设计）工作进度计划：
序号
论文（设计）工作进度
日期（起止周数）
1
根据所出题目，结合自身所学知识，选择合适课题，确定毕业设计论文题目。
13-14-1
第16周止
2
根据所定题目，全面搜集素材，列出各种设计方案，并一一比较，选择出最好的设计方案。
13-14-1
第18周止
3
联系指导老师，将自己的设计方案与老师沟通、交流，得到指导老师的认同与指点，开始设计。
13-14-1
第19周止
4
根据方案，确定所要用的器材。设计总体框架结构，分出各大的模块，并将其展开，以得到比较细的设计模式。
13-14-2
第1周止
5
根据所列框图，结合自己所学知识，开始各分支电路模块的设计。
13-14-2
第2周止
6
完成初稿，将所做的模块给指导老师查阅，看是否有不当之处，再进行改进。并将大电路的设计方案告之老师，得到老师更好的建议。
13-14-2
第3周止
7
大胆进行设计，将每一个小的电路，大的模块，都精心设计好，完成整个硬件和软件部分的设计过程。
13-14-2
第6周止
8
将所有设计整理结合，形成设计论文，交与指导老师检查，并经老师指点，做进一步的改进工作。
13-14-2
第7周止
9
改进毕业设计论文，得到自己及老师认为满意的论文。
13-14-2
第10周止
指导教师

日期
年 月 日
教研室审查意见：

签字：
年 月 日
学院负责人意见：

签字：
年 月 日
学生签字：

接受任务时间： 年 月 日
注：任务书由指导教师填写。
毕业论文（设计）开题报告
题　目
基于单片机的超声波测距
1、本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势
近年来，随着电子测量技术的发展，运用超声波作出精确测量已成可能。随着经济发展，电子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。一般的超声波测距仪可用于固定物位或液位的测量，适用于建筑物内部、液位高度的测量等。

随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。但就目
前技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在
蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来，超声波测距仪作为一种新
型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高
精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，如声纳的发展趋势基本为：研制具
有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发
展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制
更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇
自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。无庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智
能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。随着测距仪的技术进步，
测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。在新
的世纪里，面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。

2、本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施
利用单片机控制超声波测距，发射器发出的超声波以速度υ在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t,由即可算出被测物体的距离。
预计可能遇到的问题是受温度的影响，测量精度不高，则应通过温度补偿的方法加以校正。

报告人签名：
2015年 3 月 20 日
3、本课题拟采用的研究手段（途径）和可行性分析
由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波
经常用于距离的测量。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，
并且在测量精度方面也能达到农业生产等自动化的使用要求。
超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方
式产生超声波。电气方式包括压电型、电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气
流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率、和声波特性各不相同，因而用途也
各不相同。目前在近距离测量方面常用的是压电式超声波换能器。根据设计要求并
综合各方面因素，本文采用AT89C51 单片机作为控制器，用动态扫描法实现LED 数
字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器。

4、进度计划
序号
日期
进度安排
1
13-14-1
第16周止
根据所出题目，结合自身所学知识，选择合适课题，确定毕业设计论文题目。
2
13-14-1
第18周止
联系指导老师，将自己的设计方案与老师沟通、交流，得到指导老师的认同与指点，开始设计。
3
13-14-1
第19周止
联系指导老师，将自己的设计方案与老师沟通、交流，得到指导老师的认同与指点，开始设计。
4
13-14-2
第1周止
根据方案，确定所要用的器材。设计总体框架结构，分出各模块，并将其展开，以得到比较细的设计模式。
5
13-14-2
第2周止
根据所列框图，结合自己所学知识，开始各分支电路模块的设计。
6
13-14-2
第3周止
完成初稿，将所做的模块给指导老师查阅，看是否有不当之处，再进行改进。并将大电路的设计方案告之老师，得到老师更好的建议。
7
13-14-2
第6周止
大胆进行设计，将每一个小的电路，大的模块，都精心设计好，完成整个硬件和软件部分的设计过程。
8
13-14-2
第7周止
将所有设计整理结合，形成设计论文，交与指导老师检查，并经老师指点，做进一步的改进工作。
9
13-14-2
第10周止
改进毕业设计论文，得到自己及老师认为满意的论文。
10

11

5、指导教师意见（对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计结果的预测）

指导教师(签字)：
年 月 日
6、教研室意见

教研室主任(签字)：
年 月 日
说明：开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在毕业设计开始后两周内完成。
学生毕业论文（设计）题目更改申请表

原毕业论文（设计）题目
基于单片机的激光测距
现毕业论文（设计）题目
基于单片机的超声波测距

更

改

原

因

理

由
首先激光测距仪成本较高，且制作的难度大，测量距离较短，需要注意人体安全，光学系统需要保持干净，否则影响测量精度。而且单片机与激光测距仪的连接很复杂，我主要是利用单片机控制测距仪器，目的是对单片机的知识进行巩固和进一步学习，从而完成毕业设计。

学生签名：

日期：2015.3.2
指
导
教
师
意
见

指导教师签名：

日期：
教
研
室
意
见

教研室主任签名：

日期：

院
系
意
见

论文负责人签名：

日期：

毕业论文（设计）指导教师工作记录
(由指导老师填写与学生见面、电话、网上指导的主要内容，原则上一周填写一次。)
指导记录：
到中国知网和西南财经大学图书馆查阅资料，学习关于超声波的知识，弄清楚超声波测距的原理，然后搞懂各个模块的电路。

填写时间：2015 年 2 月28 日
教师签名

学生签名

指导记录：
大概弄懂各个模块的电路图及工作原理， 选出一个最好的方案进行设计，有问题赶快问，不能等，在毕业设计中学到知识。

填写时间： 2015 年3 月 8 日
教师签名

学生签名

指导记录：
根据自己设计的方案，完成毕业论文的初稿。

填写时间： 2015 年 3月 18 日
教师签名

学生签名

指导记录：

填写时间： 年 月 日
教师签名

学生签名

毕业论文（设计）指导教师工作记录
(由指导老师填写与学生见面、电话、网上指导的主要内容，原则上一周填写一次。)
指导记录：

填写时间： 年 月 日
教师签名

学生签名

指导记录：

填写时间： 年 月 日
教师签名

学生签名

指导记录：

填写时间： 年 月 日
教师签名

学生签名

指导记录：

填写时间： 年 月 日
教师签名

学生签名

毕业论文（设计）指导教师工作记录
(由指导老师填写与学生见面、电话、网上指导的主要内容，原则上一周填写一次。)
指导记录：

填写时间： 年 月 日
教师签名

学生签名

指导记录：

填写时间： 年 月 日
教师签名

学生签名

指导记录：

填写时间： 年 月 日
教师签名

学生签名

指导记录：

填写时间： 年 月 日
教师签名

学生签名

毕业论文（设计）指导教师工作记录
(由指导老师填写与学生见面、电话、网上指导的主要内容，原则上一周填写一次。)
指导记录：

填写时间： 年 月 日
教师签名

学生签名

指导记录：

填写时间： 年 月 日
教师签名

学生签名

指导记录：