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基于DSP的雷达测速监控系统的设计与实现

作　者: 凌欢
导　师: 贾杰
学　校: 南昌航空大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: DSP 雷达测速多普勒效应频谱分析
分类号: TN953.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 157次
引　用: 1次
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内容摘要

随着我国公路事业的高速发展和汽车保有量的飞速增长，因车辆超速而造成的各种事故也不断增多。然而，目前国内大多数交通测速系统存在测量功能单一、电路复杂、测量精度不高等缺点，限制了测速系统的推广与应用。针对上述不足，本文设计了一种基于DSP的雷达测速监控系统。本文设计以DSP为核心处理器，利用多普勒效应原理，对运动车辆产生的多普勒频率进行频谱分析，并计算出其行驶速度。文章首先详细分析国内外测速系统的研究状况和相关产品应用技术，并在此基础上，完成车辆雷达测速系统的技术指标设计和总体设计方案的规划。雷达测速系统硬件设计方面，采用了仿真设计软件对电路的参数进行分析和优化计算，并在此基础上对硬件电路进行调试，使设计电路性能达到最优；软件设计方面，使用FIR滤波器对硬件采集的信号进行滤波，然后采用FFT傅里叶变换进行频谱分析，获得多普勒信号的频谱信息。最后，对系统进行硬件与软件的联合调试，并进行实验测试。系统测试采用三种测试方法，即仿真调试、实验室试验小车测试和汽车现场的测试。针对三种不同的测试结果，计算测量误差，并分析误差原因和改进方案。最终测试结果表明，本文设计的DSP雷达测速系统性能优良，提高了车辆测速的精度，基本上达到了设计的目的和要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-9
第一章绪论  9-13
  1.1 课题的背景、目的和意义  9-10
  1.2 国内外研究状况  10-11
  1.3 本文的主要工作  11-13
第二章雷达测速原理与频谱分析  13-21
  2.1 多普勒测速原理  13-14
  2.2 连续波多普勒雷达  14-16
  2.3 快速傅里叶(FFT)频谱分析法  16-21
    2.3.1 FFT 变换原理  16-19
    2.3.2 FFT 与测速精度  19
    2.3.3 FFT 测速实现  19-21
第三章设计方案比较与性能指标  21-27
  3.1 系统设计方案比较  21-24
    3.1.1 车辆测速技术比较  21-23
    3.1.2 频谱分析方法比较  23-24
  3.2 系统设计技术指标  24
    3.2.1 系统设计指标  24
    3.2.2 微波雷达参数  24
  3.3 系统设计功能描述  24-25
    3.3.1 按键设置  24-25
    3.3.2 低电量检测  25
    3.3.3 上电自检  25
    3.3.4 测速校准  25
  3.4 部件选型  25-27
    3.4.1 天线选型  25-26
    3.4.2 A／D 转换器  26
    3.4.3 DSP 选型  26-27
第四章系统硬件设计  27-43
  4.1 系统电源供电电路设计  28-29
  4.2 微波雷达部分  29-30
  4.3 信号处理电路设计  30-34
    4.3.1 低通滤波器电路设计  31-32
    4.3.2 放大电路设计  32-33
    4.3.3 信号 A/D 采样  33-34
  4.4 DSP 运算控制单元  34-39
    4.4.1 TMS320F2812 性能特点  34-37
    4.4.2 DSP 外围扩展电路  37-38
    4.4.3 串口电路设计  38-39
  4.5 单片机系统单元  39-43
    4.5.1 键盘按键电路  40
    4.5.2 LCD 显示电路  40-42
    4.5.3 DSP 与单片机之间的通讯  42-43
第五章雷达测速系统软件设计  43-62
  5.1 软件开发平台介绍  44-45
  5.2 空间分配和初始化  45-50
    5.2.1 TMS320F2812 存储空间分配  45-47
    5.2.2 CMD 文件  47-48
    5.2.3 系统初始化  48-49
    5.2.4 系统上电自检  49-50
  5.3 A/D 转换与采样  50-52
    5.3.1 ADC 采样软件实现  50-52
    5.3.2 超前触发技术  52
  5.4 数据信号处理  52-59
    5.4.1 FIR 数字滤波  52-56
    5.4.2 FFT 变换  56-58
    5.4.3 RS232 串口通讯  58-59
  5.5 单片机系统程序设计  59-62
    5.5.1 DSP 与单片机的通信  59-60
    5.5.2 单片机键盘输入及显示输出  60-62
第六章雷达测速系统调试  62-67
  6.1 仿真调试  62-63
  6.2 雷达测速系统安装与调试  63-67
    6.2.1 雷达测速系统安装  63
    6.2.2 调试测试  63-66
    6.2.3 误差分析  66-67
第七章课题总结与展望  67-69
  7.1 课题总结  67
  7.2 课题展望  67-69
参考文献  69-72
发表论文和参加科研情况说明  72-73
致谢  73-74
附录一  74-75
附录二  75-76
附录三  76-77
附录四  77-78
附录五  78-79
附录六  79-80

基于DSP的雷达测速监控系统的设计与实现

内容摘要

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