異波速媒體測距系統的開發

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姓名

簡鴻鈞(Hong-Jun Jian) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

異波速媒體測距系統的開發

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摘要(中)

本論文利用紅外線與超音波在空氣中傳遞速度不同的特性，實際設計、開發一個測距系統；文中說明測距原理的說明、系統的整體架構、功能分配以及韌體的規劃，最後以實驗的方式來對影響距測性能的因素作分析。以此論文所開發出來的系統以及實驗所得到的結論，希望能夠提供未來的研究者一個擴充性及重用性佳的設備以及進一步改良系統的切入方向。

關鍵字(中)

★ 超音波
★ 異波速
★ 測距

關鍵字(英)

★ nono

論文目次

論文摘要 I
誌謝 II
目錄 III
圖目 VI
表目 VIII
第一章緒論 1
1.1前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 論文架構 3
第二章研究背景與原理 4
2.1超音波測距的原理、限制因素 4
2.1.1超音波的概念及超音波轉能器的基本構造 4
2.1.2傳統超音波測距的方法及限制因素 6
2.2異波速媒體測距的原理、優點 8
2.2.1 異波速媒體測距的原理 8
2.2.2異波速媒體測距的優點 10
2.3 異波速媒體測距的物理及數學模式 11
第三章系統說明 12
3.1 異波速媒體測距系統簡介 12
3.2 UDS通訊母板介紹 14
3.3 感測元件板介紹 15
3.4 量測主控端和量測受控端的架構與功能 19
3.5 紅外線通訊之訊號格式 23
3.6 感測元件子系統 25
3.6.1紅外線收發模組 25
3.6.2超音波發射與接收系統 28
3.7 PLD子系統之規劃與模組介紹 30
3.7.1 CPLD開發環境介紹 30
3.7.2 CPLD子系統規格與架構 31
3.7.3 內部控制暫存器模組說明 41
3.7.4並列訊號轉串列紅外線訊號模組 44
3.7.5串列紅外線訊號轉並列訊號模組 46
3.7.6 超音波振盪產生器模組 48
3.8 系統韌體與軟體規劃與說明 50
3.8.1 系統的通訊協定說明 50
3.8.2 韌體通訊程式架構 53
3.8.3 通訊指令集說明 56
3.8.4 PC端的使用介面 59
第四章實驗與討論 61
4.1 量測定義與說明 61
4.2 抗複雜環境能力實驗 63
4.3 誤差分析實驗 67
第五章結論與未來展望 80
5.1 結論 80
5.2 未來展望 81
參考文獻 82

參考文獻

[1]鄭信源，”Verilog硬體描述語言數位電路設計實務”，儒林出版社，1991。
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[4]張皓傑，”Borland C++ Builder 程式設計聖經 4.0”，和碩科技文化有限公司，1999。
[5]張義和，”非常PCB設計”，松崗電腦圖書資料股份有限公司，1997。
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[7]楊善國，”感測與量度工程”，全華科技圖書股份有限公司，1997。
[8]黃良充，”單晶片微電腦原理與實習”，第三波資訊股份有限公司，1999。
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[11] Dammeyer; Ned E;” Ultrasonic distance measuring circuit”, US Patent 4276622,1979。
[12] Panton; Stanley;” High resolution acoustic pulse-echo ranging system” US Patent 5260910,1992。
[13] Meyer; Dieter;” Method and device for ultrasonic distance measuring” US Patent 5508974,1994
[14] Kroemer; Nils;” Method and device for measuring the distance of an object from an ultrasonic transmission/reception unit”, US Patent 5671190,1995

指導教授

葉則亮(Ze-Liang Ye)

審核日期

2002-7-9

推文