激光雷达门控控制系统的设计讲解

激光雷达门控控制系统的设计

前言激光雷达能够对大气中的气溶胶、二氧化碳、臭氧、水气等进行高时空分辨率、实时、大范围地测量，因此越来越受到环保和气象部门的重视。目前，用于气象要素和环境污染检测的激光雷达技术发展很快。激光雷达必定会在大气参数和环境污染检测方面扮演重要的角色。要使激光雷达的测量范围尽可能的大,必须控制好雷达光电倍增管（PMT）门控的开关门时间，以满足各种测量的要求.如果能很好地解决这些问题将会极大地推动激光雷达的应用

前言

激光雷达能够对大气中的气溶胶、二氧化碳、臭氧、水气等进行高时空分辨率、实时、大范围地测量，因此越来越受到环保和气象部门的重视。目前，用于气象要素和环境污染检测的激光雷达技术发展很快。激光雷达必定会在大气参数和环境污染检测方面扮演重要的角色。要使激光雷达的测量范围尽可能的大,必须控制好雷达光电倍增管（PMT）门控的开关门时间，以满足各种测量的要求.如果能很好地解决这些问题将会极大地推动激光雷达的应用和推广。

单片机在很多领域都有广泛的应用，其性价比很高,特别适合于激光雷达门控控制系统的要求。我们利用单片机很好地实现了激光雷达光电倍增管门控开关门的控制，并通过上位机编程实现了软件控制门控,操作极为方便,使激光雷达的发展更加趋向于自动化。

1．控制方案设计

激光雷达接收的后向散射回波信号通过 PMT接收，由于近地面的回波信号很强，而 PMT是非常灵敏的器件，如果直接用激光器的出光信号 QSWITCH信号触发 PMT接收回波就会对PMT造成损害。

常闭型 PMT的 GATE端是上升沿触发开门，所以我们将 QSWITCH信号延时整形后得到一个正脉冲，脉冲的前沿触发 PMT开门，脉冲的宽度就是 PMT开门的时间。

常开型 PMT的 GATE端是下降沿触发关门，所以我们先将激光器的氙灯信号FLASHLAMP延时一段时间，得到一个正脉冲，脉冲的前沿调节在QSWITCH信号之前，这个时候 PMT就关门了，直到脉冲的后沿才触发 PMT开门，在这之后PMT就一直开门。

通过单片机控制单稳态触发器的延时时间，并用上位机进行软件控制，实现了精确延时，调节非常方便。

本系统以单片机为核心,按照规定的协议,上位机通过串口给单片机发送相应的指令,单片机再调节单稳态触发器中的数字电位器的值,从而输出相应的延时脉冲到光电倍增管门控,实现开门或者关门。系统功能框图如图1：

2．系统硬件设计本系统采用 AT89S52单片机作为控制核心，控制系统主要包括数字电位器、光电耦合器、单稳态触发器、信号放大整形电路、以及串口通

信电路等部件。

2.1 单片机

AT89S52是一个低功耗，高性能 CMOS 8位单片机，片内含 8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写 1000次的 Flash只读程序存储器， 256 bytes的随机存取数据存储器（ RAM），器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及51系列单片机引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

激光对射船舶超高预警系统应用

激光对射船舶超高预警系统应用 1、前言目前，在船只撞击桥墩立柱可采取桥涵标志来引导船只正确地从桥孔中间通行，有效防止船舶与桥墩立柱的碰撞事故，而在桥梁针对船舶的超高撞击方面国内目前没有相关的技术手段能够进行有效的安全防范。绝大多数通航的桥梁处于无人看守状态，一旦发生超高船舶撞击铁路桥或重要通行桥梁事件，管理部门往往在较长事件内都无法获知，事后应急处理更是无从谈起。因此有必要对一些撞击事件较多的航道桥梁，采用主动式的超高实时检测和预警，辅以（LED）安全警告标志、网络监控的方式抑制超高船舶通行，并以抓拍取证方式监控违法船舶，最大限度减少超高船舶的撞桥机率，大幅降低桥梁维护费用，从而更好地保护铁路桥或重要通行桥梁行车及人民生命财产的安全。 2、船舶超高系统建设的必要性及应用案例对进入警戒区域的船舶进行实时超高检测和报警,促使超高船舶采取相应措施,解决超高船舶撞击铁路桥的问题;对不听劝告继续前行的超高船舶进行违法取证;远程视频网络监控、网络报警替代人工看管,从而提高监管质量与效率,符合目前信息化管理要求。以下是维安达斯激光对射船舶超高预警系统的项目应用案例及东莞新闻网的报道

5年被撞6次的川槎大桥，终于有望摆脱“伤痕累累”的命运。川槎大桥配备的激光预警系统、监控系统和限高架的防撞工程顺利通过验收。这是国内首创的防撞工程。川槎大桥有了“守护者” 川槎大桥位于广深高速麻涌和中堂水域相交的高速通航桥，近年来被往来的船只“伤得不轻”。据不完全统计，从2013年起，就发生过6次较为严重的碰撞事故，最近一次发生在去年，肇事者是广州来的一艘工程船，因为视线不佳，在雨中直接撞上桥底。其后，川槎大桥周边河段进行了封航维修作业。广深高速管理方表示，投入8000多万元人民币，对发生碰撞桥梁次数较多的川槎大桥、中堂水道桥及新洲河桥等通航桥采取防护措施——建设以“激光防撞预警系统、监控预警系统和水上限高架”为主的防撞工程。

基于单片机的汽车倒车雷达系统设计

基于单片机的汽车倒车雷达系统设计摘要随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车倒车防撞预警系统势在必行。本设计是利用最常见的超声波测距法来设计的一种基于单片机的汽车倒车雷达系统。本设计的主要是基于STC89C52单片机利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和STC89C52单片机结合于一体，设计出一种基于STC89C52单片机的汽车倒车雷达系统。该系统采用软、硬件结合的方法，实现了汽车与障碍物之间距离的显示以及危险距离的声光报警等功能。本设计论文概述了超声波检测的发展及基本原理，阐述了超声波传感器的原理及特性。在超声波测距系统功能和STC89C52单片运用的基础上，提出了系统的总体构成，对系统各个设计单元的原理进行了介绍，并且对组成各单元硬件电路的主要器件做了详细说明和选择。本设计论文还介绍了系统的软件结构，并通过编程来实现系统功能和要求。关键词：汽车倒车雷达、STC89C52、超声波、测量距离、显示距离、声光报警

第一章绪论课题设计的目的和意义随着汽车的普及，越来越多的家庭拥有了汽车。交通拥挤状况也随之出现，撞车事件也是经常发生，人们在享受汽车带来的乐趣和方便的同时，更加注重的是汽车的安全性，许多“追尾”事故都与车距有着密切的关系。为了解决这个安全问题，设计一种汽车测距防撞报警系统势在必行。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，因而超声经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单。所以超声波测距法是一种非常简单常见的方法，应用在汽车停车的前后左右防撞的近距离测量，以及在汽车倒车防撞报警系统中，超声波作为一种特殊的声波，具有声波传输的基本物理特性—折射，反射，干涉，衍射，散射。超声波测距是利用其反射特性，当车辆后退时，超声波测距传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置，并利用LED 显示出来，当到达一定距离时，系统能发出报警声，进而提醒驾驶人员，起到安全的左右。通过本课题的研究，将所学到的知识用在实践中并有所创新和进步。该设计可广泛应用在生活、军事、工业等各个领域，它需要设计者有较好的数电、模电知识，并且有一定的编程能力，综合运用所学的知识实现对超声波发射与接收信号进行控制，通过单片机程序对超声波信号进行相应的分析、计算、处理最后显示在液晶显示屏上。

8光束激光对射用户说明书20170102

8光束激光入侵探测器说明书第一章技术特点说明维安达斯系列激光入侵探测器采用650nm可见光或808nm不可见激光作为光源，按照单边发射，单边接收的方式工作；其中两光束以上激光探测器报警触发方式可以通过探测器自带的转换开关选择单光束阻断报警或相邻双光束同时阻断报警(全球首创，专利号：ZL201320115616.4)；配合维安达斯个自动光能量记忆技术（ALM）和AGC自动增益控制电路，使得维安达斯系列激光探测器可广泛应用于各种复杂环境，彻底杜绝由于小动物或者其他环境因素（风霜雨雪雾等）引起的误报。激光作为一种能量高度集中的光源，早期应用于航空航天及军工设施中；维安达斯系列激光入侵探测器采用军工级的激光发射和接收器件作为探测器的主要部件，使产品在探测距离，抗干扰，稳定性各方面都优于传统的主动红外红外对射、红外光栅等探测器，因此一经面世即受到各界用户的广泛应用和肯定，目前已经成功应用于机场、地铁、国界线、大型项目重点设备保护现场、各种训练场、工厂周界、养殖场等，是现代安防领域重要的入侵探测器。第二章技术参数品牌：VOANDOS 维安达斯型号ABJ-XXX-8 产品名称激光入侵探测器激光波长650nm 或808nm 警戒距离100-500米警戒层数8层报警源任一光束遮断报警或者两光束同时遮断报警报警信号有线常闭，报警断开供电电源DC12V 5-10A 工作电流发射端：2700mA 接收端：250mA 响应时间40mS 报警输出时间：＞1.0秒发射光轴调整X轴±30°Y轴±30°接收角度±30° 适应环境温度-10℃～60℃防护等级IP666 外形尺寸10cm×10cm×140cm 外壳材质304不锈钢第三章产品外观结构说明：1、带蓝色指示灯窗的是接收机，不带蓝色指示灯窗的是发射机，发射机背面每光束有X/Y轴两颗调整螺丝，接收机背面有单光束/双光束遮断报警选择螺丝。 2、需要进行发射机光束角度调整时，请先用螺丝刀拧开X/Y轴调整孔防水螺丝，然后用3mm一字

基于超声波汽车倒车雷达预警系统设计

万方数据

基于超声波汽车倒车雷达预警系统设计作者：高月华， GAO Yuehua 作者单位：重庆科技学院机械与动力工程学院,重庆,400042 刊名：压电与声光英文刊名：PIEZOELECTRICS & ACOUSTOOPTICS 年，卷(期)：2011,33(3) 被引用次数：2次参考文献(5条) 1.吴琼;封维忠;马文杰汽车倒车雷达系统的设计与实现[期刊论文]-现代电子技术 2009(09) 2.王红云基于超声波测距的倒车雷达系统设计[期刊论文]-国外电子元器件 2008(8) 3.王守华基于温度补偿的超声波倒车测距仪的研制[期刊论文]-今日电子 2009(9) 4.朱维杰;于湘珍基于超声波测距的自适应倒车雷达设计[期刊论文]-汽车电器 2009(4) 5.鲁思慧基于微控制器超声波技术的倒车障碍检测系统 2008(08) 本文读者也读过(7条) 1.孙会楠基于单片机的倒车雷达研究[期刊论文]-科技创新导报2011(15) 2.陈学永具有语音提示和数码距离显示的超声波倒车雷达设计[会议论文]-2007 3.常雨芳.黄文聪.Chang Yufang.Huang Wencong基于超声测距的可视倒车雷达预警系统设计[期刊论文]-软件导刊2010,09(12) 4.滕志军基于超声波检测的倒车雷达设计[期刊论文]-今日电子2006(9) 5.张海鹰.高艳丽.张树团.ZHANG Hai-ying.GAO Yan-li.ZHANG Shu-tuan高精度超声倒车雷达的设计[期刊论文]-电子设计工程2011,19(9) 6.周超.ZHOU Chao具有声光提示双功能的倒车防撞系统设计[期刊论文]-传感器与微系统2011,30(5) 7.滕志军.陈莉.张宇帅.Teng Zhijun.Chen Li.Zhang Yushuai一种语音同步提示的倒车雷达的设计[期刊论文]-电子科技2007(11) 引证文献(3条) 1.苏延霞.杨胜兵基于超声测距的智能泊车系统仿真设计[期刊论文]-湖北汽车工业学院学报 2011(4) 2.孙敏.卢浩.赵伟.蒋碧珠.李晶.曹毓涵超声防撞技术的专利状况分析[期刊论文]-电声技术 2012(z1) 3.莫品光.刘艳红基于超声波的倒车防撞报警系统设计[期刊论文]-传感器世界 2012(6) 本文链接：https://www.360docs.net/doc/812428522.html,/Periodical_ydysg201103025.aspx

网络激光对射周界入侵报警系统方案

激光对射报警系统设计方案书 2018年01月01日

目录一、设计原则二、设计规范与依据三、网络设备功能特点 1.网络报警主机 AL-6480C-BC 2.中文液晶键盘 AL-830 3.管理中心软件AL-2016S 4.4防区网络报警扩展模块（室内室外都能用）AL-804CH 5.八光束激光对射探测器(金刚系列)ABJ-100-12J 6.直流开关电源AL-1205 四、网络报警系统组成五、网络报警系统工作原理六、周界防范系统可实现的功能七、网络周界防范系统主要设备列表及系统拓扑图八、激光对射入侵报警系统项目应用案例

一、防盗系统的应用（1）. 为什么使用防盗系统？在科技日益发展的今天，防盗报警的概念已经发生根本的变化，传统的人防由于人的弱点(偷懒、打瞌睡、疏忽)及投资回报等问题，已渐由技防所取代。防盗报警系统可以包括室外主动红外入侵探测器、室外激光入侵探测器、高压脉冲电子围栏、双鉴（不带高压）电子围栏、室外红外栅栏报警器、室外红外电子光墙报警器、室外人体移动探测器、室内人体移动探测器、门磁探测器、玻璃破碎探测器、振动探测器、烟雾探测器、燃气探测器、环境探测器、紧急按键等各种探测器，从多个方面保护您的安全。在系统布防时，上述各种探头探测到任何异动，如有人进入房间，或打破玻璃，或撬门，或企图破坏保险箱，甚至翻越围墙等，都将会发出声光警报，提醒人们的注意与行动，从而有效地保护了人民的生命财产的安全。（2）. 为什么使用网络报警系统？防盗报警系统防患于未然，用来实现较周密的外围全方位管理及建筑物内重要的管辖区，防盗报警系统分工作区安防状态的监视、结合内部对讲系统，遥相呼应，可减少管理人员的工作强度，提高管理质量及管理效益。防盗报警系统作为现代化管理有力的辅助手段,它将现场内各现场的视频图像或是险情信号传送至主控制中心及分控室，值班管理人员在不亲临现场的情况下可客观地对各监察地区进行集中监视，发现情况统一调动，节省大量巡逻人员，还可避免许多人为因素，并结合现在的高科技图像处理手段，还可为以后可能发生的事件提供强有力的证据，有了良好的环境，全方位的安全保障，才能创造良好的社会效益和经济效益。本方案本着安全、经济、实用、完善、兼容的方针，系统可采用分级控制，操作简单，可联网集成，防盗报警系统提供给管理者及是一个直观的声像警示，管理员能及时了解到区内各处的保卫安全情况，及时采取措施，激光报警能及时告诉何处有外人闯入，管理者能及时了解各设备目前的状态及运作情况及各区工作人员的工作情况，若此方案得到实施，将对自动化管理，安全技术防范，提高内部安全状况等方面都将起到积极的促进作用。三、设计原则本项目方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。其具有以下原则： 1、先进性与适用性采用目前最先进的软、硬件及网络技术，出错率低，兼容性强，升级容易，采用模块式结构，扩容方便，没有重复建设投资，系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统

倒车雷达毕业论文

倒车雷达毕业论文基于单片机的超声波倒车雷达设计 1 绪论 1.1课题背景随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越成为人们关注的问题。其中倒车事故由于发生的频率极高，已引起了社会和交通部门的高度重视。倒车事故发生的原因是多方面的，倒车镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率，尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。而倒车事故给车主带来的许多麻烦，有鉴于此，汽车高科技产品家族中，专为汽车倒车泊位设置的“倒车雷达”应运而生，倒车雷达的加装可以解决驾驶人员后顾之忧，大大降低倒车事故的发生。超声波倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车和启动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除视野的死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性。倒车雷达的原理与普通雷达一样，是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。通过感应装置发生超声波，然后通过反射回来的超声波判断前方是否有障碍物，以及障碍物的距离、大小、方向、形状等。只不过由于倒车雷达体积大小及实用性的限制，目前其主要功能仅为判断障碍物与车的距离，并做出提示。 1.2国内外研究现状一般认为，关于超声波的研究最初起始于1876年F.Galton的气哨实验，这是人类首次有效产生的高频声波。在之后的三十年中，超声波仍然是一个鲜为人知的东西，由

于当时电子技术发展缓慢，对超声波的研究造成了一定程度的影响。在第一次世界大战中，对超声波的研究逐渐受到重视。法国人Langevin使用一种晶体传感器在水下发射和接收相对低频的超声波。他提出的这种方法可以用来检测水中是否存在潜艇并进行水下通信。 1929年，Sokolov首先提出用超声波探查金属物内部缺陷的建议。相隔2年，1931年Mulhauser获准一项关于超声检测方法的德国专利，不过他并未做更多的工作。4年之后，1934年sokolov首次发表了关于在液体槽子里用穿透法作实物试验的结果，他用了各种方法做了实验，用来检测穿过试件的超声能量，其中之一是用简单的光学方法观察液体表面由超声波形成的波纹。德国人Bergrnann在他的论著《ULTRASONIC》中，详细的论述了有关超声波的大量早期资料，该论著一直被认为是该领域的经典之作。美国的Firestone首次介绍了脉冲回波探伤仪，使超声波检测技术发展到了更重要的阶段。在各种系统中，这是最成功的一种，因为它有最广泛的通用性，其检测结果也最容易解释。这种方法除可用于手工检测外，还可与采用先进技术的自动系统联用，自第一种脉冲回波仪器问世以来，根据相同的原理，有无数种其他仪器得到了发展，并有许多改进和精化。目前，在超声无损检测中，脉冲回波系统仍是使用最为广泛的一种。八十年代后期，由于计算机技术和高速器件的不断发展，使超声波信号的数字化采集和分析成为可能。目前国内也相继出现了各类数字化超声波测距设备，并已成为超声波检测的发展方向。厦门大学的某位学者研究了一种回波轮廓分析法。该方法在测距中通过两次探测求取回波包络曲线来得到回波的起点，通过这样处理后超声波传播时间的精度得到了很大的提高。另外，也有大量的文献研究采用数字信号处理技术和小波变换理论来提高传输时间的精度。这些处理方法都取得了较好的效果。目前国内外在超声波检测领域都向着数字化方向发展，数字式超声波测距系统的发展速度很快。国内近几年也相继出现了许多数字式超声波仪器和分析系统。随着测距技术研究的不断深入，对超声测距系统功能要求越来越高，单数码显示的超声测距系统会带来较大的测试误差。进一步要求以后生产的超声测距仪能够具有双显及内带有单板机的微处理功能。随后具有检测，记录，存储，数据处理与分析等多项功能的智能化检测分析仪相继研制成功。超声仪研制呈现一派繁荣景象。其中，煤炭科学研究院研制的2000A型超声分析检测仪，是一种内带微处理器的智能化测量仪器，全部操作都处于微处理器的控制管理之下，所有测量值，处理结果，状态信息都在显像管上显示出来，并可接微型打印机打印。其数字和波形都比较清晰稳定，操作简单，可靠性高，具有断电

激光雷达测距基本知识与其应用

目录摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 引言 (1) 1雷达与激光雷达系统 (2) 2激光雷达测距方程研究 (3) 2.1测距方程公式 (3) 2.2发射器特性 (4) 2.3大气传输 (5) 2.4激光目标截面 (5) 2.5接收器特性 (6) 2.6噪声中信号探测 (6) 3伪随机m序列在激光测距雷达中的应用 (7) 3.1测距原理 (7) 3.2 m序列相关积累增益 (8) 3.3 m序列测距精度 (8) 4脉冲激光测距机测距误差的理论分析 (9) 4.1脉冲激光测距机原理 (9) 4.2 测距误差简要分析 (10) 5激光雷达在移动机器人等其它方面中的应用 (10) 6结束语 (11) 致谢 (12) 参考文献 (12) -

激光雷达测距原理与其应用摘要:本文简单介绍激光雷达系统组成，激光雷达系统与普通雷达系统性能的对比，着重阐述激光雷达测距方程的研究。针对激光远程测距中的微弱信号检测，介绍一种基于m序列的激光测距方法，给出了基于高速数字信号处理器的激光测距雷达数字信号处理系统的实现方案，并理论分析了脉冲激光测距机的测距误差。了解并学习激光雷达在移动机器人等其它方面中的应用。关键词：激光雷达；发射器和接收器特性; 伪随机序列; 脉冲激光；测距误差 Applications and Principles of laser radar ranging Student majoring in Optical Information Science and Technology Ren xiaonan Tutor Shang lianju Abstract:This paper briefly describes the composition of laser radar systems, laser radar system and radar system performance comparison of normal, focusing on the laser radar range equation. Laser Ranging for remote signal detection, presents a introduction of a sequence based on laser ranging method m, gives the high-speed digital signal processor-based laser ranging radar digital signal processing system implementations, and theoretical analysis of the pulse Laser rangefinder range error.We understand and learn application of Laser radar in the mobile robot and other aspects. Key words：Laser radar; Transmitter and receiver characteristics；Pseudo-random sequence；Pulsed laser；Ranging error. 引言：激光雷达是传统雷达技术与现代激光技术相结合的产物，激光具有亮度高、单色性好、射束窄等优点,成为光雷达的理想光源,因而它是目前激光应用主要的研究领域之一。激光雷达是一项正在迅速发展的高新技术，激光雷达技术从最简单的激光测距技术开始，逐步发展了激光跟踪、激光测速、激光扫描成像、激光多普勒成像等技术，使激光雷达成为一类具有多种功能的系统。利用激光作为遥感设备可追溯到30多年以前，从20世纪60年代到70年代，人们进行了多项试验，结果都显示了利用激光进行遥感的巨大潜力，其中包括激光测月和卫星激光测距。激光雷达测量技术是一门新兴技术，在地球科学和行星科学领域有着广泛的应用.LiDAR(LightLaser Detection and Ranging)是激光探测及测距系统的简称，通常指机载对地激光测距技术，对地激光测距的主要目标是获取地质、地形、地貌以及土地利用状况等地表信息。相对于其他遥感技术，LIDAR的相关研究是一个非常新的领域，不论是在提高LIDAR数据精度及质量方面还是在丰富LIDAR数据应用技术方面的研究都相当活跃。随着LIDAR传感器的不断进步，地表采点密度的逐步提高，单束激光可收回波数目的增多，LIDAR数据将提供更为丰富的地表和地物信息。激光测距可分为星载(卫星搭载)、机载(飞机搭载)、车载(汽车搭载)以及定位(定点测量)四大类，目前激光测距仪已投入使用,激光雷达正处在试验阶段,某些激光雷达已付诸实

多波长激光雷达系统设计与仿真技术研究

系精密仪器系主任批准日期毕业设计（论文）任务书精密仪器系光信专业班学生一、毕业设计(论文)课题多波长激光雷达系统设计与系统仿真技术研究二、毕业设计(论文)工作自2014 年 2 月24 日起至2014 年 6 月20 日止三、毕业设计(论文)进行地点本校四、毕业设计(论文)的内容要求激光雷达是一种新兴的具有高效、高精度、高时空分辨率主动遥感探测装置，可以实现对大气气溶胶实时高效的探测，具有其它常规探测手段难以企及的优点。多个波长的激光雷达可以实现对气溶胶粒谱分布、色比、Angstrom指数等的探测。本课题要求在了解气溶胶Mie散射的基础上，设计一个多波长（355、532、1064nm）激光雷达系统。利用Zemax光学软件实现光学接收系统的仿真与模拟，Matlab软件实现系统探测能力、探测性能的仿真与计算。 1、调研、查阅参考资料 (1) 了解气溶胶Mie散射的基本原理；（2）查阅多波长激光雷达的理论和发展； (3) 学习Zemax软件和Matlab软件； (4) 查阅资料总结分析大气气溶胶回波信号的反演算法; 2、方案论证和选择设计包含355\532\1064nm的多波长激光雷达系统，实现多个波长气溶胶的回波探测和分光系统设计与分析。根据多波长激光雷达系统参数实现探测能力的探测仿真与分析。 3、撰写开题报告并于第4周开题

4、软件设计利用Zemax光学软件设计接收望远镜，利用Matlab或Matlab软件设计大气气溶胶反演程序，并完成系统探测能力的仿真与计算。 5、编写论文 6、撰写5000字左右的文献综述 7、翻译不少于3000汉字的外文资料负责指导教师指导教师接受设计论文任务开始执行日期学生签名

广州艾礼富电子2016S+7480-1P+超远距离激光对射应用边境线系统方案

VOANDOS维安达斯-超远距离激光对射网络传输报警系统方案一、设备功能特点及技术指标 1、报警联动视频管理平台中心软件AL-2016S 2、网络报警主机AL-9480C 3、中文液晶键盘AL-930A 4、超远距离激光对射入侵探测器(金刚系列)ABJ-2000-3C 5、单防区总线网络报警模块AL-7480-1P 6、两路智能延时联动模块AL-7468 7、声光报警器（旋转带声）WS-268Y 8、激光对射单独供电电源AL-12V/5A 二、系统概述边境线的安全管理是国防安全的重要环节,如何做到科学、有效的进行边境线的安全管理，防止非法越境事件的发生，是边防部队官兵乃至边防部队高层领导特别关注的问题，因此，设计和应用一套可适用于国防边境线，防止非法越境事件发生的入侵报警系统是安防行业当下急需解决的难题。广州市艾礼富电子-维安达斯系列超远距离激光对射探测器是我公司针对国防边境线防偷渡、港口封锁、航道超高超限、高铁沿线安全防护、机场跑道安全防护等需要而专门研发生产的一款新产品，该产品采用工业用优质304不锈钢作为外壳，户外最远探测距离可达5KM,可适用于-40℃-+60℃的极寒或高温环境，超强抗破坏能力；运用我公司自主知识产权的AGC自动增益控制和AEM自动能量记忆技术，使探测器的智能性和稳定性大大提高，真正实现零误报。广州市艾礼富电子-维安达斯系列超远距离激光对射探测器弥补了传统周界对射的缺陷和不足，激光的穿透力强、误报率非常低,实现野外户外使用误报率可达万分之一的标准，超远距离（＞1-5000m）布防不受外围自然环境的干扰影响，保密性好、808nm红外光在白天或黑夜用肉眼无法看到、适合隐蔽布防。设备外壳具备防敲打撞击、完全适合野外、户外、室内等环境使用的防水防尘检测，通过IP66防水等级的产品，也是野外、户外围界报警防范产品未来发展趋势。广州市艾礼富电子-维安达斯系列超远距离激光对射探测器产品最近成功案例涵盖以上行业：例如：铁路、地铁、厂矿企业、大型油田、油库、油站、码头、图书馆、银行、电力、博物馆、展览馆、学校、养殖场、机场警戒、监狱设防、军事重地、军械库、边防国境线边防越界、户内外围场防盗戒备等重点监控防范环境，有重要物品的商铺和仓库等，同样使用在家庭防盗上也更有安全保证。三、设计原则由于边境线安全管理的重要性，所以本项目方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并

激光雷达测量系统介绍

激光雷达测量系统介绍数据事业部李谨Lidar (Light Detecting And Ranging)技术是一种利用光束来探测物体和测定距离的高科技集成系统，代表着当前数码测绘技术的前沿。机载GPS提供Lidar系统的空间位置，惯性测量系统提供Lidar激光的方向，激光系统提供激光脉冲，计算机系统提供高速、大规模数据存储空间与处理能力。近年来，国内外学者对于lidar的应用做了大量的研究。其主要研究集中在lidar数据的矫正和匹配问题、基于近距离小功率lidar测距器的目标的表面重建研究，以及基于正射影像或遥感影像的房屋建模研究等等。一．Lidar技术产生背景激光是60年代发展起来的一门崭新的学科。40年来，经过基础理论和应用技术研究，目前已经进入全面发展和应用阶段。激光技术的发展和应用不仅使古老的光学技术别开生面，而且广泛渗透到各个学科。它已成为科学技术领域中强有力的研究工具和行之有效的手段，带动和促进了科学技术的发展。利用激光作为遥感设备，可追溯到30多年以前。从20世纪60年代到70年代这段时期,人们进行了多项试验,结果都显示了利用激光进行遥感的巨大潜力,其中包括激光测月和卫星激光测距。美国早在20世纪70年代阿波罗登月计划中就应用了激光测高技术。20世纪80年代末,以机载激光扫描测高技术为代表的空间，对地观测技术在多等级三维空间信息的实时获取方面产生了重大突破。随着相关技术的发展和社会需求的不断扩大,机载激光扫描测高技术的发展日新月异。机载激光扫描测高系统能够快速获取精确的高分辨率数字地面模型，以及地面物体的三维坐标，进而获取地表物体的垂直结构形态。同时，配合地物的视频或红外成像结果,增强了对地物的认识和识别能力,在摄影测量与遥感及测绘等领域具有广阔的发展前景和应用需求。机载激光扫描测高技术的发展，为获取高时空分辨率的地球空间信息，提供了一种全新的技术手段。使人们从传统的人工单点数据获取，变为连续自动数据获取,提高了观测的精度和速度，使数据的获取和处理逐渐向智能化、自动化方向发展。二．Lidar技术的发展与现状 20世纪80年代,激光测量得到了迅速发展,包括当时美国NASA研制的大气海洋LIDAR系统以及机载地形测量设备等机载系统。但机载、空载激光扫描测高技术直到最近十几年才取得重大进展,研制出精确可靠的激光测高传感器,包括航天飞机激光测高仪、火星观测激光测高仪，以及月球观测激光测高仪。利用它们可获取地球表面、火星表面及月球表面的高分辨

激光对射在铁路站台越线报警系统应用前景

随着国家经济的快速增长，中国城市轨道交通也进入高速发展周期，火车、高铁、地铁等出行方式伴随着大家日常生活与我们已经有着紧密的联系，这些交通工具为我们出行，商务，旅行等提供了很大的便利同时也大大提高了我们的生活工作效率，但是随之而来的轨道交通行业的安全事故及安全隐患日益凸显，轨道交通安全问题也引起全社会的关注和话题，本文就以轨道交通站台防越线报警为主要议论方向，提供轨道交通站台人员防护及越线报警解决办法。 1 火车或地铁站台边缘在一米左右处都有一条黄色安全线，铁路部门有规定，在火车没有停稳前严禁旅客越过此线．你知道这是为什么吗？火车在运行过程中，会带动火车周围空气随火车一起以一定的速度运动，根据流体压强与流速的关系可知，火车周围空气流速大，压强小，人若站在火车附近，人靠近火车一侧压强小，外侧压强大，在压强差的作用下，人会被“压”

向火车，容易发生危险。经常有旅客在等候火车时越过站台上的安全线，这是非常危险的，可能会掉下站台，或被列车气流卷入！为了你和列车的安全，请勿越过安全线。目前铁路站台经常发生的乘客事故隐患主要集中在乘客候车时，如北京、上海、南京等轨道交通时常有乘客落入轨行区的事件见诸报端，特别是上海地区从1995开通8 年来，共发生了66 起自杀性伤亡事故，其中17 人被救起，49 人死亡。乘客如有物品落入轨行区后，乘客没有联系车站工作人员处理，而是直接跳入轨行区自行处理，一旦列车此时进站很容易产生伤亡事故。所有这些事件的发生都对地铁运营方、乘客、社会产生很大的不良影响。 2 ?设置挡板或屏蔽门方案（仅应用于地铁方面）本方案主要考虑在门体的机械结构上设置安全挡板及橡胶挡板, 并利用滑动门在关门过程中遇到障碍物时停止关闭动作的功能, 有效地防止乘客夹于列车与屏蔽门之间。当乘客进入列车时, 而车门正处于关闭过程中, 或被车厢内的乘客往外挤, 上车的乘客无意识地往后退而站立于屏蔽门的门槛上, 或往两侧的固定门方向移动。此时, 屏蔽门也处于关闭过程中, 滑动门的安全挡板和橡胶挡板将碰撞到乘客, 阻止滑动门的关闭。当阻力大于150 N 时, 滑动门的关门力将释放, 并停止关闭动作。根据屏蔽门系统与信号系统的接口原理，两者之间设置了电气联锁, 如果所有屏蔽门中的任一滑动门没有关闭并锁紧, 屏蔽门系统将无法向信号系统反馈屏蔽门关闭且锁紧的信号, 信号系统将不允许列车驶离车站, 这样可以避免因列车启动而伤害乘客。 ?激光探测方案（应用于火车/高铁/轻轨站台防护）为减少轨道交通站台意外事故发生,需要火车或地铁站台边缘黄色安全线上增加激光探测装置, 对该区域进行有效监视。不同站台的激光安全防护装置有不同的设置方法: 直线段的设置方案如下图所示; 曲线段站台根据站台的加宽情况由多组激光探测装置组成, 设置方案也如下图所示。

激光雷达基础知识

什么是色散呢？当光纤的输入端光脉冲信号经过长距离传输以后，在光纤输出端，光脉冲波形发生了时域上的展宽，这种现象即为色散。以单模光纤中的色散现象为例，如下图所示：如何消除色度色散对DWDM系统的影响：对于DWDM系统，由于系统主要应用于1550nm窗口，如果使用G.652光纤，需要利用具有负波长色散的色散补偿光纤（DCF），对色散进行补偿，降低整个传输线路的总色散。光的衍射光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的途径而绕到障碍物后面传播的现象，叫光的衍射（Diffraction of light）。光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。

物理学中，干涉（interference）是两列或两列以上的波在空间中重叠时发生叠加从而形成新的波形的现象。光的干涉光的干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象。定义：两列或几列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象，证实了光具有波动性。两束光发生干涉后，干涉条纹的光强分布与两束光的光程差/相位差有关：当相位差为周期的整数倍时光强最大；当相位差为半周期的奇数倍时光强最小。从光强最大值和最小值的和差值可以定义干涉可见度作为干涉条纹清晰度的量度。只有两列光波的频率相同，相位差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉。由两个普通独立光源发出的光，不可能具有相同的频率，更不可能存在固定的相差，因此，不能产生干涉现象。大气气溶胶大气气溶胶是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。它们能作为水滴和冰晶的凝结核、太阳辐射的吸收体和散射体，并参与各种化学循环，是大气的重要组成部分。雾、烟、霾等都是天然或人为原因造成的大气气溶胶。大气气溶胶是悬浮在大气中的固态和液态颗粒物的总称，粒子的空气动力学直径多在0.001～100μm之间,非常之轻,足以悬浮于空气之中，当前主要包括6 大类7种气溶胶粒子，即：沙尘气溶胶、碳气溶胶（黑碳和有机碳气溶胶）、硫酸盐气溶胶、硝酸盐气溶胶、铵盐气溶胶和海盐气溶胶。散射特性：气溶胶质点能发生光的散射，这是使天空成为蓝色，太阳落山时成为红色的原因。多普勒频移当移动台以恒定的速率沿某一方向移动时，由于传播路程差的原因，会造成相位和频率的变化，通常将这种变化称为多普勒频移。多普勒效应造成的发射和接收的频率之差称为多普勒频移。它揭示了波的属性在运动中发生变化的规律。主要内容为：物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高（蓝移blue shift）。多普勒频移，当运动在波源后面时，会产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低（红移red shift）。多普勒频移及信号幅度的变化等如图所示。当火车迎面驶来时，鸣笛声的波长被压缩（如图2右侧波形变化所示），频率变高，因而声音听起来尖利刺耳。当火车远离时，声音波长就被拉长（如图2左侧波形变化所示），频率变低，从而使得声音听起来减缓且低沉。

倒车雷达系统的设计

倒车雷达系统的设计【摘要】倒车雷达（Car Reversing Aid Systems）的全称是“倒车防撞雷达”, 也称“泊车辅助装置”,是汽车泊车安全辅助装置, 能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况,解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高了安全性。本文介绍基于单片机控制的倒车雷达系统，由单片机控制时间计数，计算超声波自发射至接收的往返时间，利用声波在空气中的传输速度，从而得到实测距离。再根据障碍物与车尾的距离远近情况发出警报。【关键词】单片机，超声波测距，倒车雷达，超声波换能器。【前言】随着我国汽车产业的高速发展，尤其是近几年来，我国开始进入私家车时代，汽车的数量逐年增加，造成公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤。汽车驾驶员越来越担心车的安全了，其中倒车就是一个典型。本文设计的倒车雷达预警系统主要是针对汽车倒车时人无法目测到车尾与障碍物体的距离而开发设计的。该系统将单片机技术与超声波的测距技术、传感器技术等相结合，可以测到汽车倒车中，其障碍物与汽车的距离，通过LED 显示屏显示距离，并根据远近发出警报。一、超声波测距原理超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见，超声波测距原理与雷达原理是一样的。测距的公式表示为：L=C×T 式中L 为测量的距离长度；C 为超声波在空气中的传播速度；T 为测量距离传播的时间差(T 为发射到接收时间数值的一半)。超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量，虽然目前的测距量程上能达到百米，但测量的精度往往只能达到厘米数量级。由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点，是作为液体高度测量的理想手段。在精密的液位测量中需要达到

激光入侵探测器

周界报警系统方案选型手册 1.报警主机系列

2.周界报警系统方案 2.1 概述 DS7400Xi-CHI总线式报警主机是一款性能优异、功能强大、操作简便、稳定可靠的大型总线式系统主机，该产品被广泛应用在保安监控、周界防范、小区家庭联网报警等项目中，受到广大用户和工程商的好评。总线式报警主机的技术特点是稳定可靠、报警快捷、设计简单、施工便利。本方案根据周界总平面设计图纸，结合周界地型走势，以DS7400总线式报警主机为核心，采用双总线系统，55对单光束激光对射探测器和一套报警管理软件，为用户组建一套功能先进、价格合理、质量稳定的周界报警安防系统。系统可实现： 2周界全面设防，无盲区和死角； 2探测设备抗不良天气环境干扰能力强； 2防区划分适于报警时准确定位； 2报警中心具备语音/警笛/警灯提示； 2翻越区域现场报警，可实现同时发出警笛/警灯、警告； 2报警中心可控制前端设备状态的恢复； 2报警联动； 2进行报警中心报警状态、报警时间记录； 2电子地图显示； 2事件记录打印。 2.2 系统方案系统主要由以下几个主要部分组成：

2前端山东飞天激光XD系列激光对射探测器 2德国BOSCH DS7400Xi-CHI大型总线制报警主机（支持双总线，支持248个防区） 2CMS7000报警管理软件（电子地图管理软件，可选）前端对射探测器安装在周界围墙上，通过合理排布，将周界划分为若干功能相同的独立防区，系统布线采用两芯总线方式，使用DS7457I单防区模块，将所有的周界主动红外探测器并接在一条总线上，报警信号传送到总的系统平台，在中心计算机显示报警的准确位置，还可以通过联动模块实现视频联动。根据该周界的特点及围墙的长度，系统设计采用双总线结构，每路总线长度均可达到 1600米。第一路总线连接东南面围墙上25对对射，组成25个防区；第二路总线连接西北面围墙上30对对射，组成30个防区。两路总线分别汇总在报警管理中心的双总线驱动模块的A、B总线接口，DS7400Xi-CHI 通过串口模块与PC机相连，主机实时监测总线上各个防区的状态，当某个防区的探测器发现有人非法攀登和跨越时，探测器发出报警信号，通过数据总线传送给报警主机，实时的将本防范区域的报警信号、警情类型显示到报警主机键盘上，并触发声光报警，同时报警管理软件弹出电子地图并进行报警显示，使操作人员能及时、准确地掌握警情，及时调动保安人员进行处理。 2.3 主要设备介绍 11.3.1前端单光束激光对射探测器飞天激光XD系列单光束主动激光对射探测器

毕业设计--汽车倒车雷达系统的设计

毕业设计--汽车倒车雷达系统的设计汽车倒车雷达系统的设计与实现引言随着中国经济的持续增长和汽车价格的持续下降，越来越多的家庭拥有了私家车。在享受汽车给人们带来便利的同时，由于倒车而产生的问题也日益突出。据初步调查统计，15,的汽车事故是由汽车倒车“后视”不良造成的。早期的倒车防撞仪可以测试车后一定距离范围的障碍物从而发出警报，后来发展到根据距离分段报警。随着人们对汽车驾驶辅助系统易用性要求的提高，对汽车倒车雷达的要求也越来越高。本文设计的基于单片机AT89C51的倒车雷达，采用美国DAL-LAS半导体公司生产的DS18B20单总线型数字温度传感器进行温度补偿提高了测距精度，采用OC-MJ12232C_3液晶显示模块对车距进行实时显示和ISD4004语音芯片实现了倒车雷达语音报警的功能，并可以根据距离的不同做出不同的语音提示。由于采用了超声波专用集成电路芯片LM1812，有效地提高了系统的可靠性和稳定性。 1 超声波测距原理超声传感器是一种将其他形式的能转变为所需频率的超声能或是把超声能转变为同频率的其他形式的能的器件。超声波测距原理是利用单片机在超声波传感器发射超声波的同时单片机的T0计数器开始计数，当检测到回波信号后单片机的T0计数器停止计数。测得的时间和声速相乘就可以得到超声波往返过程中走过的路程，所以所测距离S为声波传输距离的一半: S=Ct,2 式中:S为超声波发射点与被测障碍物之间的距离;C为声波在介质中的传输速率;t为超声波发射到超声波返回的时间间隔。声波在空气中传输速率为: 式中:T为绝对温度;C0=331(45 m,s。

采用单片机脉冲计数的方法，可精确测出t的值。假设单片机的机器周期为T 机，则有t=NT机，则测得的距离为: 2 系统硬件电路设计 2(1 系统结构系统框图如图1所示。该系统由单片机控制电路、超声波发射与接收电路、温度补偿电路、LCD显示电路以及语音报警电路等几部分组成。单片机AT89C51是整个系统的核心部件，协调各部分电路的工作。单片机在超声波信号发射的同时开始计时，超声波信号在空气中传播遇到障碍物后发生反射，反射的回波信号经过处理后输入到单片机的INTO端产生中断，计数器停止计数。通过计数器测得的脉冲数可得到超声波信号往返所需要的时间，从而达到测距的目的。超声波探头选用TCF40-25TR1型收发一体式超声波传感器，谐振频率为40 kHz;超声发射与接收电路采用LM1812专业集成电路，不仅外围元件较少，电路简单，而且有更好的稳定性及可靠性;温度补偿电路采用一线制数字温度传感器DS18B20，利用声速和温度之间的关系对声速进行校正，从而消除温度对声速的影响;语音报警电路采用 ISD4004，可实现汽车倒车过程中的语音报警。 2(2 单片机控制电路系统控制部分的核心是ATMEL公司生产的AT89C51。AT89C51采用40引脚的双列直插式封装(DIP)形式，内部由CPU，4 KB的ROM，256 B的RAM，2个16位的定时,

激光对射小型周界报警方案

激光对射小型周界报警系统方案滕州市飞天激光自动化技术有限公司 2015年4月18日目录

一、概述 (4) (一)、激光特性优异，品质较高 (4) (二)、安装调试简便，运行稳定 (4) (三)、设防配置灵活，防范精度高 (5) (四)、适应性广，通用性好 (5) (五)、抗干扰性强，对其它设备无干扰 (5) (六)、施工简便，性价比高 (5) 二、系统设计依据 (5) 三、设计思想 (6) (一)、先进性 (6) (二)、可靠性 (7) (三)、实用性和便利性 (7) (四)、可扩充和经济性 (7) (五)、规范性与结构性 (7) 四、系统说明 (7) (一)、系统组成 (7) (二)、系统拓扑图 (8) (三)、主要设备介绍 (8) 1、前端双光束激光对射探测器 (8) 2、AJB-ES6106C总线报警主机 (10) 五、激光周界配置清单 (15)

一、概述长期以来，随着户外和野外犯罪越来越高，其隐秘性极高，妨碍了保卫工作的顺利进行。由此可见在加强户外人防物防的同时，引进高科技产品做好技防工作，是有效控制犯罪等改善治理环境的必备要素。飞天激光对射周界防入侵报警系统是为了保证被防范区域的人身财产安全。通过在其围墙周边安装飞天激光周界入侵探测器进行昼夜警戒。当监测到警情时通过激光对射入侵探测器接收端的开关量信号传输至管理中心的大型通讯报警主机。报警主机将准确显示警情发生的位置，提示保安人员迅速确认警情，及时赶赴现场，以确保住户人身和财产安全。飞天激光周界入侵探测器由激光发射机、激光接收机组成，以一束或多束独立的激光束为警戒线。适于布设在围墙、栅栏的水泥墙柱顶面及地面，构成长距离警戒线或严密的光墙。 (一)、激光特性优异，品质较高 1、激光对射入侵探测系统与同类主动探测器相比，对恶劣气候环境的适应性显著增强。激光束发射功率密度大，发散角小，光束集中，方向性好，在使用同等功率器件的条件下，接收机接收光束的功率密度是红外接收机接收光束功率密度的数百至几千倍。因而在同样气候条件下，激光的传输衰减远小于其他同类探测器，穿透雨雾能力强，探测距离可达数百米至几千米，极大降低了气候环境所产生的误报警。 2、激光单色性强，方向性好，相互之间无串扰，可满足较高等级的安防要求。 (二)、安装调试简便，运行稳定 1、发射机配备激光光路精密调整自锁装置，可在任何环境下进行准确快捷的安装调试，完全杜绝激光光束漂移现象，并保持设备良好的抗振性和持久的稳定性。 2、接收机采用经特殊工艺处理的光学过滤和集光器件，能够有效屏蔽外界杂散光源干扰和放大有效光源信号，极大的降低了产品的误报率。 3、设备供电采用多级隔离技术，不受外界供电波动影响，极大地提高了设备运行的稳定性，保证了产品的使用寿命。