課程設(shè)計(jì)基于C51單片機(jī)技術(shù)的探測(cè)識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真

1、課程設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)及成績(jī)?cè)u(píng)定指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：評(píng)分_ 指導(dǎo)教師（簽字）_ _年_月_日課程設(shè)計(jì)（論文）及答辯評(píng)分：1學(xué)生工作態(tài)度和平時(shí)表現(xiàn)（共20分）_；2論文格式規(guī)范、語(yǔ)言流暢（共20分）_；3數(shù)據(jù)完整、分析論述充分合理，結(jié)論正確（共20分）_；4答辯表述能力（共20分）_；5基本概念及回答問(wèn)題情況（共20分）_。課程設(shè)計(jì)總成績(jī)_ 答辯組成員（簽字）_ _年_月_日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué) 院裝備工程學(xué)院專 業(yè)探測(cè)制導(dǎo)與控制技術(shù)學(xué) 生 姓 名學(xué) 號(hào)0611020217內(nèi)容及要求：一 設(shè)計(jì)目的了解和掌握該系統(tǒng)相關(guān)傳感器的原理和使用方法，系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品及及其國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展情況，利用單片機(jī)、proteus和k

2、eil c51工具設(shè)計(jì)出一種相應(yīng)的探測(cè)識(shí)別系統(tǒng)。二設(shè)計(jì)任務(wù)和指標(biāo)1、了解和掌握該系統(tǒng)相關(guān)傳感器（3-5種）的技術(shù)資料，包括其技術(shù)指標(biāo)、原理圖、封裝形式、價(jià)格等；2、查找該系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品（3-5種）的技術(shù)資料，包括其技術(shù)指標(biāo)、原理圖、封裝形式、價(jià)格等；3、查找該系統(tǒng)相關(guān)論文（最近幾年）（3-5篇）；4、選擇一種傳感器，利用單片機(jī)、proteus和keil c51工具設(shè)計(jì)出一種相應(yīng)的探測(cè)識(shí)別系統(tǒng)；5、完成論文。進(jìn)度安排：第一周：查找并整理相關(guān)資料，并傳真至dongyangz；第二周：選擇一種傳感器，利用單片機(jī)、proteus和keil c51工具設(shè)計(jì)出一種相應(yīng)的探測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，包括原理圖、程序、運(yùn)行結(jié)

3、果等； 第三周：寫論文，論文裝訂。最后一天答辯。參考書目：1、2、3、課程設(shè)計(jì)題目基于微波雷達(dá)探測(cè)識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師（簽字）： 2009年 11月22 日 摘 要本次課程設(shè)計(jì)是基于c51單片機(jī)技術(shù)的探測(cè)識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真，主要運(yùn)用微波雷達(dá)探測(cè)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。微波雷達(dá)式探測(cè)裝置是一種將微波收、發(fā)設(shè)備合置的探測(cè)器，工作原理基于多普勒效應(yīng)。微波的波長(zhǎng)很短，在1mm1000mm之間，因此很容易被物體反射。微波信號(hào)遇到移動(dòng)物體反射后會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，即經(jīng)反射后的微波信號(hào)與發(fā)射波信號(hào)的頻率會(huì)產(chǎn)生微小的偏移。此時(shí)可認(rèn)為報(bào)警產(chǎn)生。微波系統(tǒng)的應(yīng)用無(wú)論在國(guó)外還是國(guó)內(nèi)都有了很大的發(fā)展，常用于智能探測(cè)，生命特征探測(cè)，

4、軍事領(lǐng)域等等。報(bào)警裝置由單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，當(dāng)接收到信號(hào)時(shí)，警報(bào)燈閃亮同時(shí)警報(bào)響起。關(guān)鍵詞：微波雷達(dá)；多普勒效應(yīng)；智能探測(cè)目 錄1 微波原理及應(yīng)用11.1 微波傳感器的介紹11.1.1微波的基礎(chǔ)知識(shí)11.1.2 微波檢測(cè)器21.1.3 微波探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用21.1.4 微波傳感器的應(yīng)用前景42 微波探測(cè)的作用原理62.1 微波發(fā)生器63微波探測(cè)器的分類及特點(diǎn)103.1.微波探測(cè)器分類103.1.1雷達(dá)式微波探測(cè)器103.1.2墻式微波探測(cè)器113.2微波雷達(dá)探測(cè)器的優(yōu)缺點(diǎn)114 微波雷達(dá)探測(cè)識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)124.1 微波雷達(dá)物理基礎(chǔ)124.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)124.3 測(cè)量模塊134.4 控制模塊134.5

5、 信號(hào)調(diào)制解調(diào)過(guò)程144.6 單片機(jī)仿真155 結(jié)束語(yǔ)17參考文獻(xiàn)18致謝19附錄201 微波原理及應(yīng)用1.1 微波傳感器的介紹1.1.1微波的基礎(chǔ)知識(shí)（1）微波的性質(zhì)與特點(diǎn)微波是波長(zhǎng)為11000mm的電磁波，它既具有電磁波的性質(zhì)，又不同于普通無(wú)線電波和光波。微波相對(duì)于波長(zhǎng)較長(zhǎng)的電磁波具有下列特點(diǎn)：1定向輻射裝置容易制造；2遇到工作障礙物易于反射；3繞射能力較差；4傳輸性能良好，傳輸過(guò)程中受煙、火餡、灰塵、強(qiáng)光等的影響很?。?介質(zhì)對(duì)微波的吸收與介質(zhì)的介電常數(shù)成比例，水對(duì)微波的吸收能力最強(qiáng)。正是這些特點(diǎn)構(gòu)成了微波檢測(cè)的基礎(chǔ)。（2）微波傳感器的組成微波傳感器通常由微波發(fā)生器（即微波振蕩器）、 微波

6、天線及微波檢測(cè)器三部分組成。微波振蕩器是產(chǎn)生微波的裝置。由于微波很短，頻率很高(300mhz300ghz)，振蕩回路具有非常微小酌電感與電容，故不能用普通的電子管與晶體管構(gòu)成微波振蕩器。構(gòu)成微波振蕩器的器件有調(diào)速管、磁控管或某些固體元件。小型微波振蕩器也可采用體效應(yīng)管。由微波振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號(hào)需要用波導(dǎo)管(波長(zhǎng)在1000cm以上可用同軸線)傳輸，并通過(guò)天線發(fā)射出去。為了使發(fā)射的微波具有尖銳的方向性，天線具有特殊的結(jié)構(gòu)。常用的天線如圖1所示，有喇叭形天線、拋物面天線、介質(zhì)天線與隙縫天線等。喇叭形天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，可看作波導(dǎo)管的延續(xù)。喇叭形天線在波導(dǎo)管與敞開(kāi)的空間之間起匹配作用以獲得最大的

7、能量輸出。拋物面天線猶如凹面鏡產(chǎn)生平行光，這樣位微波發(fā)射的方向性得到改善。圖1.1 常用微波天線 (a) 扇形喇叭天線 (b) 圓錐形喇叭天線(c) 旋轉(zhuǎn)拋物面天線 (d) 拋物柱面天線1.1.2 微波檢測(cè)器由發(fā)射天線發(fā)出的微波，遇到被測(cè)物時(shí)將被吸收或反射，使功率發(fā)生變化。若利用接收天線，接收通過(guò)被測(cè)物或由被測(cè)物反射回來(lái)的微波，并將它轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再由測(cè)量電路測(cè)量和指示，就實(shí)現(xiàn)了微波檢測(cè)過(guò)程。根據(jù)上述原理，微波檢測(cè)傳感器可分為反射式與遮斷式兩種。 (1) 反射式傳感器這種反射式傳感器通過(guò)檢測(cè)被測(cè)物反射回來(lái)的微波功率或經(jīng)過(guò)的時(shí)間間隔，來(lái)表達(dá)被測(cè)物的位置、厚度等參數(shù)。(2) 遮斷式傳感器這種遮斷式

8、傳感器通過(guò)檢測(cè)接收天線接收到的微波功率大小來(lái)判斷發(fā)射天線與接收天線間有無(wú)被測(cè)物的位置與含水量等參數(shù)。1.1.3 微波探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用(1)微波物位計(jì)圖1.2所示為微波開(kāi)關(guān)式物位計(jì)示意圖。當(dāng)波長(zhǎng)物位較低時(shí)，發(fā)射天線發(fā)出的微波束全部由天線接收，經(jīng)檢波、放大、與定電壓比較器比較后，發(fā)出正常的工作信號(hào)。當(dāng)被測(cè)物位升高到天線所在高度時(shí)，微波束部分被吸收，部分被反射，接收天線接收到的功率相應(yīng)減弱，經(jīng)檢波、放大后，低于定電壓信號(hào)，微波液位計(jì)發(fā)出被測(cè)物位高出設(shè)定物位的信號(hào)。被測(cè)物位升高到天線所在高度時(shí)，接收大線接收的功率為1.1式中由被測(cè)物的形狀、材料的性質(zhì)、電磁性能等因數(shù)決定的系數(shù)。圖1.2 微波開(kāi)關(guān)式物位計(jì)

9、(2) 微波定位儀圖1.3微波定位儀(3) 微波多普勒測(cè)距微波測(cè)定移動(dòng)物體的速度和距離是利用雷達(dá)能動(dòng)地將電波發(fā)射到對(duì)象物，并接受返回的反射波的能動(dòng)型傳感器。若對(duì)在距離發(fā)射天線為r的位置上以相對(duì)速度v運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)射微波，則由于多卜勒效應(yīng)，反射波的頻率發(fā)生偏移，如下式所示： 1.2式中fd是多卜勒頻率當(dāng)物體靠近靶時(shí), 多卜勒頻率fd為正；遠(yuǎn)離靶時(shí)，fd為負(fù)。 輸入接收機(jī)的反射波的電壓可用下式表示： 1.3因此，根據(jù)測(cè)量到的差拍信號(hào)頻率，可測(cè)定相對(duì)速度。但是， 用此方法不能測(cè)定距離。為此考慮發(fā)射波長(zhǎng)（頻率）稍有不同的兩個(gè)電波1和2，這兩個(gè)波的反射波的多卜勒頻率也稍有不同。 若測(cè)定這兩個(gè)多卜勒輸出信號(hào)

10、成分的相位差為，則可求出距離r： 1.4 1.51.1.4 微波傳感器的應(yīng)用前景(1)（cwfm）微波調(diào)頻器等產(chǎn)品，為微波測(cè)速測(cè)距傳感器的產(chǎn)品量產(chǎn)化鋪平道路。獨(dú)特的創(chuàng)新技術(shù)方法其價(jià)位已是進(jìn)口同類產(chǎn)品幾十分之一和國(guó)內(nèi)試驗(yàn)樣機(jī)的十分之一。近年來(lái)，由于汽車擁有量的大量增加，汽車追尾事故時(shí)有發(fā)生危及生命及行車安全，我們相信在以人為本的今天民品化的低價(jià)位必將使該產(chǎn)品在工業(yè)測(cè)控，交通汽車預(yù)警霧天防撞,等領(lǐng)域迅速譜即將使人們?cè)谲囕v出行方便的同時(shí)更加的安全。(2) 軍事領(lǐng)域戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)軍用微波雷達(dá)的需求，催生了微波元件。隨著微波技術(shù)不斷的進(jìn)步，微波元件及相關(guān)介質(zhì)材料的市場(chǎng)規(guī)模正急劇上升。微波元件已廣泛用于微波通信系

11、統(tǒng)、遙測(cè)系統(tǒng)、雷達(dá)、導(dǎo)航、生物醫(yī)學(xué)、電子對(duì)抗、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等各個(gè)領(lǐng)域。隨著微波半導(dǎo)體器件工作頻率的進(jìn)一步提高，功率容量的增大，噪聲的降低以及效率和可靠性的提高，特另口是集成化的實(shí)現(xiàn)，使微波電子系統(tǒng)發(fā)生了新的變化。隨著市場(chǎng)需求以及科技的不斷進(jìn)步，新型微波元件正向微型化、片式化、高性能化、集成化、智能化、環(huán)保節(jié)能方向發(fā)展。微小型和片式化技術(shù)、無(wú)源集成技術(shù)、抗電磁干擾技術(shù)、低溫共燒陶瓷技術(shù)、綠色化生產(chǎn)技術(shù)等已成為行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重點(diǎn)。微電子機(jī)械系統(tǒng)(mems)和微組裝技術(shù)的高速發(fā)展，也將促進(jìn)微波元件功能和性能的大幅提升。2 微波探測(cè)的作用原理2.1 微波發(fā)生器(1) 微波發(fā)生器原理微波發(fā)生器可以

12、是一種晶體管,大功率則是電子管,下面是詳細(xì)的介紹.微波能量是由微波發(fā)生器產(chǎn)生的，微波發(fā)生器包括微波管和微波管電源兩個(gè)部分。其中微波管電源（簡(jiǎn)稱電源或微波源）的作用是把常用的交流電能變成直流電能，為微波管的工作創(chuàng)造條件。微波管是微波發(fā)生器的核心，它將直流電能轉(zhuǎn)變成微波能可提供穩(wěn)定的連續(xù)波微波功率，用于糧油食品、農(nóng)副產(chǎn)品加工、醫(yī)藥制品、橡膠硫化、陶瓷、燒結(jié)、化工產(chǎn)品加工及高科技等應(yīng)用領(lǐng)域。優(yōu)點(diǎn)：功率連續(xù)可調(diào)、性能穩(wěn)定，安全保護(hù)措施完善。能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，能源轉(zhuǎn)換效率高，操作簡(jiǎn)便。(2) 微波模塊本次課設(shè)主要使用了hk982微波感應(yīng)模塊，因?yàn)槠渚哂歇?dú)特的性能與優(yōu)點(diǎn)，在工作中能夠更加方便的完成任務(wù)，在

13、以后的各種場(chǎng)合都將發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)。hk982是經(jīng)過(guò)多次改良后的一款微波感應(yīng)模塊系列，它廣泛使用在自動(dòng)取款機(jī)，感應(yīng)門，感應(yīng)開(kāi)關(guān)及其他需要對(duì)人體或者金屬靠近作出反應(yīng)的自動(dòng)化設(shè)備上面，因?yàn)樗ぷ骺煽?，體積小巧，并且具有其他同類產(chǎn)品無(wú)法比擬的的優(yōu)點(diǎn)，因而得到比較好的推廣，現(xiàn)在介紹一下它的一些特點(diǎn)及典型的應(yīng)用。hk982 和目前的其他產(chǎn)品比較，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是靈敏度比較高、體積很小并且方向可控。目前hk982根據(jù)探測(cè)距離分有2個(gè)型號(hào)，hk982-a和hk982-b。hk982-a主要用與自動(dòng)取款機(jī)（atm機(jī)）和接近開(kāi)關(guān)，側(cè)重于在1-2米內(nèi)感應(yīng)確保可靠，它的可調(diào)范圍在1-3米之間，因使用要求不同，它采用了多

14、次智能判別，確保在復(fù)雜的環(huán)境下不會(huì)誤觸發(fā)及漏觸發(fā)。它的感應(yīng)觸發(fā)時(shí)間每次最短8秒，如果在8秒內(nèi)再次感應(yīng)到人體，則將繼續(xù)保持有輸出信號(hào)，直到人體走開(kāi)后8秒恢復(fù)到警戒狀態(tài)。hk982-b主要用于自動(dòng)感應(yīng)燈及感應(yīng)開(kāi)關(guān)上.和hk982-a比較，它的特點(diǎn)是靈敏度比較高，可調(diào)范圍在3-6米之間，觸發(fā)輸出的時(shí)間也比hk982-a要長(zhǎng)了許多，目前這個(gè)時(shí)間大約是60秒，這個(gè)時(shí)間根據(jù)不同的客戶要求（需要有一定的數(shù)量）可以定做。并且增加了黑夜白天的控制腳，當(dāng)該腳接合適的光敏電阻后，就可以實(shí)現(xiàn)白天不輸出，晚上有輸出的功能。hk982-c 主要應(yīng)用于雷達(dá)自動(dòng)驅(qū)鳥器上面,是同系列的hk982-a,hk982-b的中間產(chǎn)品,

15、它的靈敏度是3-6米,每次觸發(fā)時(shí)間是8秒,也帶有rts控制引腳,可以外接光敏電阻或者濕敏電阻等其他傳感器.hk-982的最大優(yōu)點(diǎn)就是體積非常小，它不需要市面普通微波模塊使用的環(huán)行天線，而是采用了比較昂貴的平板微波天線，從而使得目前hk982這2個(gè)型號(hào)的體積控制在42mm(長(zhǎng))*21mm（寬）*20毫米（高）內(nèi)，這個(gè)體積幾乎是目前其他微波感應(yīng)模塊的1/3。如果采用0603的元件單獨(dú)定做設(shè)計(jì)，還可以將這個(gè)體積縮小到30mm（長(zhǎng)）*20mm（寬）*15mm（高）。這是其他微波模塊所不能實(shí)現(xiàn)的。因此，hk982可以很容易嵌入到需要使用人體感應(yīng)的設(shè)備中。hk982和其他感應(yīng)模塊探測(cè)范圍比較：圖2-1微波

16、感應(yīng)模塊利用環(huán)行天線作為一個(gè)振蕩元件，因而必須要使用比較大的環(huán)行天線電路才可以起振，這使得它的體積不可能作得比較小，而hk982因?yàn)椴徊捎铆h(huán)行天線做振蕩元件，所以它可以盡可能的縮小體積，因?yàn)樗恍枰h(huán)行天線，電路采用的是微帶線理論設(shè)計(jì)而成。天線的不同，導(dǎo)致了它的方向性不同，環(huán)型天線的感應(yīng)范圍實(shí)際測(cè)量是空間的球體，這在許多應(yīng)用中是不允許的，而hk982采用的平板天線，因此它的正向指向性很強(qiáng)，當(dāng)感應(yīng)模塊的靈敏度在前方調(diào)到6米的時(shí)候，它后面的感應(yīng)距離只有1m。（3）電源要求和紅外感應(yīng)一樣,雷達(dá)式微波感應(yīng)也是采集人體運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生的微弱信號(hào)進(jìn)行放大處理，然后進(jìn)行智能判別是否輸出信號(hào)，因此它同樣對(duì)模塊的電源

17、要求也比較高，模塊內(nèi)部已經(jīng)有了一級(jí)7805做穩(wěn)壓，一般模塊在8-15v的電壓都可以正常工作，但是對(duì)電源的紋波要求比較高(最好小于10mv)，因此還是要求采用比較好的穩(wěn)壓和濾波措施。本設(shè)計(jì)電路采用如下：圖2-2設(shè)計(jì)電路（4） 尺寸圖2-3尺寸（5） 輸出引腳排列圖2-4out2:當(dāng)有信號(hào)的時(shí)候輸出正電壓5v,內(nèi)部已串聯(lián)電阻4k7out1:當(dāng)有信號(hào)的時(shí)候輸出正電壓5v,內(nèi)部已串聯(lián)電阻100歐姆gnd:電源地線12v: 12v vcc(要求紋波比較小)rts:接光敏電阻到地,當(dāng)rts引腳電壓小于1.5v的時(shí)候,沒(méi)有感應(yīng)輸出,這個(gè)引腳可以用在感應(yīng)燈的控制中sensor: 靈敏度電位器,順時(shí)針?lè)较蜢`敏度

18、升高.3微波探測(cè)器的分類及特點(diǎn)3.1.微波探測(cè)器分類微波探測(cè)器分為雷達(dá)式和墻式兩種，其運(yùn)用原理都是利用了微波的特性，但是側(cè)重點(diǎn)不同。3.1.1雷達(dá)式微波探測(cè)器雷達(dá)式是一種將微波收、發(fā)設(shè)備合置的探測(cè)器，工作原理基于多普勒效應(yīng)。微波的波長(zhǎng)很短，在1mm1000mm之間，因此很容易被物體反射。微波信號(hào)遇到移動(dòng)物體反射后會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，即經(jīng)反射后的微波信號(hào)與發(fā)射波信號(hào)的頻率會(huì)產(chǎn)生微小的偏移。此時(shí)可認(rèn)為報(bào)警產(chǎn)生。采用多普勒雷達(dá)的原理，將微波發(fā)射天線與接收天線裝在一起。使用體效應(yīng)管作微波固態(tài)振蕩源，通過(guò)與波導(dǎo)的組合，形成一個(gè)小型的發(fā)射微波信號(hào)的發(fā)射源。探頭中的肖基特檢波管與同一波導(dǎo)組成單管波導(dǎo)混頻器作為

19、接收機(jī)與發(fā)射源耦合回來(lái)的信號(hào)混頻，從而得到一個(gè)頻率差，再送到低頻放大器處理后控制報(bào)警的輸出。微波段的電磁波由于波長(zhǎng)較短，穿透力強(qiáng)，玻璃、木板、磚墻等非金屬材料都可穿透。所以在安裝時(shí)不要面對(duì)室外，以免室外有人通過(guò)引起誤報(bào)。金屬物體對(duì)微波反射較強(qiáng)，在探測(cè)器防范區(qū)域內(nèi)不要有大面積（或體積較大）物體存在，如鐵柜等。否則在其后陰影部分會(huì)形成探測(cè)盲區(qū)，造成防范漏洞。多個(gè)微波探測(cè)器安裝在一起時(shí)，發(fā)射頻率應(yīng)該有所差異，防止交叉干擾產(chǎn)生誤報(bào)。另外，如日光燈、水銀燈等氣體放電光源產(chǎn)生的100hz調(diào)制信號(hào)由于在閃爍燈內(nèi)的電離氣體容易成為微波的運(yùn)動(dòng)反射體而引起誤報(bào)。使用微波入侵探測(cè)器靈敏度不要過(guò)高，調(diào)節(jié)到2/3時(shí)較為

20、合適。過(guò)高誤報(bào)會(huì)增多。 探測(cè)器對(duì)警戒區(qū)域內(nèi)活動(dòng)目標(biāo)的探測(cè)范圍是一個(gè)立體防范空間，范圍比較大，可以覆蓋60至90的水平輻射角，控制面積可達(dá)幾十到幾百平方米。雷達(dá)式微波探測(cè)器的發(fā)射能圖與所采用的天線結(jié)構(gòu)有關(guān)，采用全向天線（如1/4波長(zhǎng)的單極天線）可產(chǎn)生近乎圓球形或橢圓形的發(fā)射范圍，這種能場(chǎng)適合保護(hù)大面積的房間或倉(cāng)庫(kù)等處。而采用定向天線（如喇叭天線）可以產(chǎn)生寬淚滴形或又窄又長(zhǎng)的淚滴形能圖，適合保護(hù)狹長(zhǎng)的地點(diǎn)，如走廊或通道等。3.1.2墻式微波探測(cè)器微波墻式探測(cè)器利用了場(chǎng)干擾原理或波束阻斷式原理，是一種微波收、發(fā)分置的探測(cè)器。墻式微波探測(cè)器由微波發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線、微波接收機(jī)、接收天線、報(bào)警控制器組成。

21、微波指向性天線發(fā)射出定向性很好的調(diào)制微波束，工作頻率通常選擇在9至11ghz，微波接收天線與發(fā)射天線相對(duì)放置。當(dāng)接收天線與發(fā)射天線之間有阻擋物或探測(cè)目標(biāo)時(shí)，由于破壞了微波的正常傳播，使接收到的微波信號(hào)有所減弱，以此來(lái)判斷在接收機(jī)與發(fā)射機(jī)之間是否有人侵入，即非正常信號(hào)的產(chǎn)生。墻式微波探測(cè)器在發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的微波電磁場(chǎng)形成了一道看不見(jiàn)的警戒線，可以長(zhǎng)達(dá)幾百米、寬2到4米、高3到4米，酷似一道圍墻，因此稱為微波墻式探測(cè)器或微波柵欄。3.2 微波雷達(dá)探測(cè)器的優(yōu)缺點(diǎn)微波雷達(dá)探測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)如下：（1） 不懼惡劣天氣，無(wú)論是雷雨，下雪，暴風(fēng)天氣不影響該系統(tǒng)的戶外使用（2） 雷達(dá)相陣+聲波掃描，有潛在威脅的

22、物體靠近時(shí)，即可聲光警號(hào)開(kāi)啟，語(yǔ)音恫嚇，御敵于戶外。（3） 室外防范寵物，專業(yè)的安防理念結(jié)合系統(tǒng)功能，采用系統(tǒng)掃描二次確認(rèn)的程序控制，起到了防范寵物的目的。（4） 可聯(lián)動(dòng)監(jiān)控錄像拍照系統(tǒng)，通過(guò)tcp/ip/gprs/cdma1x等網(wǎng)絡(luò)同步傳輸?shù)浇泳行默F(xiàn)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)（5） 探測(cè)距離可調(diào)節(jié)，當(dāng)可疑物體靠近防范對(duì)象1米以內(nèi)或者是2米以內(nèi)甚至更遠(yuǎn)時(shí)啟動(dòng)報(bào)警為可調(diào)節(jié)檔。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜情況做出調(diào)節(jié)和判斷。（6） 功耗小，帶有萬(wàn)向節(jié)，方便于野外的安裝和方向調(diào)節(jié)（7） 可選支持真人遠(yuǎn)程喊話，可通過(guò)通訊工具對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行真人語(yǔ)音喊話，驅(qū)走犯罪份子（8） 探測(cè)技術(shù)：三角定位法、特征波分辨技術(shù)（9） 仿真技術(shù)：對(duì)探測(cè)

23、物體采用探測(cè)波形圖來(lái)進(jìn)行狀態(tài)物體大小分析。4 微波雷達(dá)探測(cè)識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)充分利用89c51單片機(jī)的控制和計(jì)算能力，采用mcs-51匯編語(yǔ)言，在keil環(huán)境下通過(guò)聯(lián)調(diào)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)仿真。4.1 微波雷達(dá)物理基礎(chǔ) 微波是波長(zhǎng)很短的無(wú)線電波，微波的方向性很好，速度等于光速。微波遇到物體立即被反射回來(lái)，再被雷達(dá)接收裝置接收。這樣一來(lái)一回，不過(guò)幾十萬(wàn)分之一秒的時(shí)間，數(shù)碼管上就會(huì)顯示出所測(cè)物體的速度、方位等。它所依據(jù)的原理依然是“多卜勒效應(yīng)”。雷達(dá)發(fā)出一個(gè)頻率為10000兆赫的脈沖微波，如果微波射在靜止不動(dòng)的物體上上，被反射回來(lái)，它的反射波頻率不會(huì)改變，仍然是10000兆赫。反之，如果物體在行駛，

24、而且速度很快，那么，根據(jù)多卜勒效應(yīng)，反射波頻率與發(fā)射波的頻率就不相同。通過(guò)對(duì)這種微波頻率微細(xì)變化的精確測(cè)定，求出頻率的差異，通過(guò)電腦就可以換算出物體的速度了。波信號(hào)源采用全固態(tài)器件，合金捛腔體喇叭形天線收發(fā)，混頻管接收經(jīng)反射后的微波信號(hào)與發(fā)射波信號(hào)混頻。被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)，由于直達(dá)波和反射波混合的結(jié)果在接收檢波器上混頻出差拍信號(hào)，該差拍信號(hào)的頻率和移動(dòng)物體速度成線性關(guān)系。速度越快，差拍頻率越高，速度越慢，差拍信號(hào)頻率越低。被測(cè)物體與微波腔體振蕩器不移動(dòng)時(shí)，輸出的頻率為零。探頭對(duì)目標(biāo)距離近信號(hào)輸出幅度大,探頭對(duì)目標(biāo)距離遠(yuǎn)信號(hào)輸出幅度小.利用信號(hào)幅度特性可得到距離信息（對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體而言）。4.2系

25、統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4.14.3 測(cè)量模塊在測(cè)量模塊中，微波信號(hào)被轉(zhuǎn)換成易于進(jìn)一步變換并用低頻裝置加以測(cè)量的電信號(hào)。測(cè)量模 塊主要由可調(diào)衰減器、定向耦合器、匹配負(fù)載、峰值檢波器、示波器、熱電偶等組成，如圖圖4.2微波功率經(jīng)可調(diào)衰減器先進(jìn)行一定量的衰減，再由定向耦合器耦合部分能量分別送到熱電偶 和峰值檢波器，其余大部分能量由匹配負(fù)載吸收。送往峰值檢波器的信號(hào)由示波器顯示其脈 沖波形，并測(cè)量脈沖重復(fù)周期t和寬度。送往熱電偶的信號(hào)由熱電偶轉(zhuǎn) 換成電壓信號(hào)，送往控制模塊進(jìn)行處理。圖4.34.4 控制模塊控制模塊將測(cè)量模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行處理和顯示并控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，由89c51單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其功能，分為4個(gè)部分：

26、人機(jī)接口、信號(hào)采集通道、串行通信及微處理器。微波信號(hào)經(jīng)測(cè)量模塊轉(zhuǎn)換成電壓信，送到輸入電路，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后由89c51進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、保存、處理，最后在顯示器上顯示。利用89c51的串行通信資源，經(jīng)rs232電平轉(zhuǎn)換，可與pc機(jī)進(jìn)行通信。利用鍵盤可進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和操作控制。4.5 信號(hào)調(diào)制解調(diào)過(guò)程圖4.4 初始信號(hào)圖4.5 放大信號(hào)圖4.6 解調(diào)信號(hào)4.6 單片機(jī)仿真電路圖繪制應(yīng)用at89c51進(jìn)行電路圖設(shè)計(jì)，如圖所示：圖4-7 系統(tǒng)正常工作圖4-8 系統(tǒng)檢測(cè)到信號(hào)時(shí)工作狀態(tài)圖4.7 電路設(shè)計(jì)圖仿真結(jié)果：圖4.8 仿真結(jié)果圖5 結(jié)束語(yǔ)這次的課程設(shè)計(jì)我學(xué)習(xí)到了很多的知識(shí)，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)理論知識(shí)

27、與實(shí)踐相結(jié)合的重要性，也發(fā)現(xiàn)了自己在知識(shí)儲(chǔ)備上的不足，我將在在以后的學(xué)習(xí)和工作中認(rèn)真學(xué)習(xí)，扎實(shí)基礎(chǔ)，努力提高實(shí)踐的能力和水平，這對(duì)將來(lái)的工作學(xué)習(xí)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)即將有很大的幫助。探測(cè)制導(dǎo)與控制專業(yè)屬于高、精、尖的技術(shù)學(xué)科，通過(guò)本次設(shè)計(jì)我對(duì)本專業(yè)的知識(shí)和今后了工作有了一個(gè)初步了解，在初步了解專業(yè)方向以后，我做了一基本的規(guī)劃，在以后的學(xué)習(xí)中我會(huì)扎實(shí)工作努力，嚴(yán)格要求自己向這些方面發(fā)展，提高專業(yè)技術(shù)，爭(zhēng)取在以后的工作中有所作為?？傊@次課程設(shè)計(jì)讓我非常受益，使我認(rèn)識(shí)到科學(xué)精神的嚴(yán)謹(jǐn)性和學(xué)習(xí)知識(shí)的重要性。在今后我會(huì)努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，認(rèn)真鉆研，爭(zhēng)取在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域有所發(fā)展，為我國(guó)的科學(xué)發(fā)展進(jìn)步和國(guó)防事業(yè)的進(jìn)

28、步作出貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)1 趙茂泰.智能儀器原理及應(yīng)用第2版m.北京：電子工業(yè)出版社，2004.2 丁元杰.單片微機(jī)原理及應(yīng)用第2版m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.3 董金明.微波技術(shù)m.北京：電子工業(yè)出版社，2004.4 張倫.微波功率測(cè)量m.北京：人民郵電出版社，1979.5 張雄偉,徐光輝dsp芯片的原理與開(kāi)發(fā)應(yīng)用(第三版)電子工業(yè)出版社，20006 陳宗鴛,張平等編.現(xiàn)代雷達(dá).國(guó)防工業(yè)出版社,1988.12致 謝首先非常感謝張東陽(yáng)老師，在你的認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作下，我們從專業(yè)知識(shí)到生活常識(shí)都有了很大的豐富。在這次課程設(shè)計(jì)中，張老師占用自己大量的工作和休息時(shí)間來(lái)給我們解答問(wèn)題，無(wú)論遇到什么難題老師都會(huì)不厭其煩的為我們解答，講原理，講思路，講每個(gè)細(xì)節(jié)。在老師的指導(dǎo)下我的課程設(shè)計(jì)終于成功完成，謝謝老師，也謝謝我身邊的同學(xué)，在你們的幫助下我相信我的知識(shí)水平又有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。附 錄dbuf1 equ 30h ;定義要顯示的個(gè)位dbuf2 equ 31h ;十位dbuf3 equ 32h ;百位abc equ 35h ;模數(shù)轉(zhuǎn)換器1緩沖地址 abc2 equ 38h ;模數(shù)轉(zhuǎn)換器2的緩沖地址 st bit p2.5 ;開(kāi)始驅(qū)動(dòng)位地址 eoc