基于DSP的雷达测速监控系统的设计与实现

论文摘要

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。

论文目录

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