傳感器設(shè)計論文精選(九篇)

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第1篇：傳感器設(shè)計論文范文

1．1傳感器激勵的設(shè)計硅壓阻式壓力傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)為惠斯通電橋結(jié)構(gòu)，可在恒壓或者恒流模式下工作。由于硅壓阻式傳感器很容易受到溫度的影響產(chǎn)生漂移，在恒壓模式下隨著溫度的變化，傳感器本身電阻R的變化會對信號產(chǎn)生影響，因此，選擇恒流源作為傳感器的激勵［6］。傳感器激勵源的穩(wěn)定與噪聲大小直接影響著壓力敏感元件的輸出，因此，在確保低溫漂、低噪聲、驅(qū)動能力強的選型原則下，選擇ADR4525基準源、AD8506運放構(gòu)建驅(qū)動電路以及反饋電路。圖2所示為傳感器激勵原理框圖。

1．2溫度補償電路的設(shè)計溫度補償電路用于對溫度發(fā)生變化時，敏感元件和構(gòu)成信號調(diào)理電路各主要元器件的輸入輸出特性的補償，溫度補償電路提供兩類誤溫度漂移補償:零點溫度漂移補償與靈敏度溫度漂移補償［7］。理想傳感器的輸出量與輸入量關(guān)系。補償?shù)脑頌閷，k調(diào)整到精確的某個值，最大限度消除溫漂值b(T)和k(T)以及二次以上的非線性成分。

1．2．1零點溫度漂移補償由溫度引起零點變化而造成輸出變化的元器件中，壓力敏感元件所占比重最大，對零點補償原理如圖3所示，溫度檢測元件的輸出作為補償端與待補償信號做加減運算［8］，最終輸出信號即為零點補償后輸出。該部分設(shè)計中，溫度檢測元件選擇溫度傳感器AD590，AD590封裝下、測量范圍寬、輸出線性，輸出信號噪聲僅為40pA，補償信號不引入更多的噪聲;同時由于溫度傳感器的輸出以電流的形式輸出，因此，需要通過高精密電阻器將其轉(zhuǎn)換為電壓信號后，與待補償信號做加減運算，電阻器阻值的大小根據(jù)測量的零點漂移大小計算。

1．2．2靈敏度溫度漂移補償隨著溫度的變化傳感器的滿量程輸出也會隨之變化(即增益發(fā)生變化)，從輸出來看，該變化可歸一為壓力敏感元件的靈敏度發(fā)生變化，此時，需對傳感器的增益特性進行溫度補償。補償原理如圖4所示，溫度檢測元件檢測到溫度變化后，及時調(diào)整激勵源的基準［9］，調(diào)整策略與增益溫度特性互補，即增益降低，則增強激勵源的基準，由激勵源輸出相應(yīng)的恒流;同時可在敏感頭的橋臂上串、并聯(lián)電阻器調(diào)整增益特性。

1．3信號調(diào)理電路的設(shè)計信號調(diào)理電路用于將壓力傳感器輸出的差分信號進行放大、濾波，原理圖如圖5所示。壓阻式傳感器輸出的電壓信號大多為mV級，采用儀表放大器AD8553對傳感器輸出的信號進行放大，AD8553為軌到軌輸出，最大失調(diào)電壓僅為20μV，在頻響0．01～10Hz范圍內(nèi)噪聲峰峰值為0．7μV，其中，R應(yīng)大于3．92kΩ;同時由于SM5420輸出的為差分信號，在儀表放大器的輸入端需要添加抗射頻干擾的濾波電路，如圖5所示，若儀表放大器輸入前濾波電路匹配不佳，輸入的某些共模信號將轉(zhuǎn)換為差模信號，因此，通常情況下所選的C2至少比C1或者C3大10倍，用于抑制濾波電路不匹配帶來的雜散差分信號;基準源ADR4525為儀表放大器提供2．5V的參考電壓，用于調(diào)整信號的零位。儀表放大器的輸出信號需要進行濾波處理，這里采用MAX295芯片進行濾波，該芯片為8階巴特沃斯濾波器，操作簡單，只需提供輸入時鐘CLK則可任意控制濾波器的截止頻率，輸入時鐘頻率與截止頻率的關(guān)系為50︰1。

1．4數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計該部分電路主要是將補償后的模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)換器AD8330將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，AD8330為16位采樣精度，采樣率最高可達1MHz;采用已經(jīng)使用成熟的微型處理器C8051F410進行數(shù)據(jù)采集和處理，微控制器通過SPI接口采集到量化后信號，同時通過RS—485總線轉(zhuǎn)USB適配器與計算機進行通信。

2傳感器標定與測試結(jié)果

壓力傳感器的標定主要是對零點和靈敏度的標定。將壓力傳感器安裝到壓力腔體內(nèi)，共同放入高低溫試驗箱，打開高低溫試驗室箱并設(shè)置11個間隔均勻的溫度值，在不同的溫度梯度下使用壓力泵對壓力腔體打壓，并記錄壓力傳感器在零位和滿量程時的輸出值，采用最小二乘法對記錄的值進行擬合［12］，得到傳感器的零點溫度漂移值和靈敏度溫度漂移值。根據(jù)得到的值調(diào)整補償電路使傳感器的輸出滿足要求。將經(jīng)過補償后的壓力傳感器放入高低溫試驗箱，高低溫試驗室箱內(nèi)溫度設(shè)置為25℃，在量程范圍內(nèi)設(shè)置10個均勻的壓力測試點，將測試結(jié)果記錄到表1中，采用最小二乘法擬合數(shù)據(jù)得到補償后的傳感器靜態(tài)特性。通過Matlab擬合后得到傳感器輸入與輸出的線性關(guān)系式為y=0．020x+2．454，如圖6(a)所示;經(jīng)過計算傳感器的靜態(tài)特性為非線性誤差為0．043%，遲滯為0．062%，重復(fù)性為0．027%，精度為0．085%，如圖6(b)所示，最大誤差位于點0kPa處，偏差為0．00154V，故非線性度小于1．54/(20．29×175)=0．043%，滿足設(shè)計的要求。在測試的過程中，由于一天當(dāng)中大氣壓強的變化測試結(jié)果會受到影響。

3結(jié)束語

第2篇：傳感器設(shè)計論文范文

1 多傳感器融合技術(shù)簡介

多傳感器融合技術(shù)可類比于人類邏輯系統(tǒng)中自然實現(xiàn)的基本功能，是用機器實現(xiàn)人類由感知到認知過程的模仿。在人類對客觀事物的認知過程中，首先使用來自人體中的傳感器（眼、耳、鼻、皮膚等）通過聽、嗅、視、觸、味五覺對客觀事物信息（景物、聲音、氣味等）進行多方位、多種類的感知，從中獲得大量冗余和互補的信息。然后根據(jù)人腦的先驗知識去對這些信息進行相關(guān)分析與處理，進而估計、理解周圍環(huán)境和正在發(fā)生的事件，獲得對客觀事物統(tǒng)一與和諧的理解與認識。這就是人的復(fù)雜的，同時也是自適應(yīng)的認知過程。人類的感官由于具有各自不同的度量特征可以在不同空間范圍內(nèi)對各種事件進行反應(yīng)。人腦把各種信息（圖像、聲音、氣味、形貌、上下文等）轉(zhuǎn)換成對事物有價值的一致性解釋，需要大量不同的智能處理，以及適用于解釋組合信息含義的知識庫。

傳感器可以類比于人的感知器官：通過不同的原理對自然界的光、熱、聲、磁等信號進行捕捉，由換能器將其轉(zhuǎn)換成電信號，再數(shù)字化后經(jīng)通訊系統(tǒng)傳遞給計算機進行處理。單傳感器系統(tǒng)只能從單個度量維度獲得片面的、局部的特征信息，信息量十分有限。同時單個傳感器本身的累計誤差對系統(tǒng)造成的影響也無法消除。[2]因此，想要獲得對事物的一致性準確解釋，單一傳感器系統(tǒng)力有不足。

多傳感器融合技術(shù)把多個不同種類的傳感器集中于同一個感知系統(tǒng)中，將各個傳感器來的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)融合，形成對[( dylw.NEt) 專業(yè)提供專業(yè)論文寫作和發(fā)表教育論文的服務(wù),歡迎光臨]被測事物更準確認識。它出現(xiàn)在20世紀70年代初期，最早應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，后于20世紀80年展起來。近年來隨著計算技術(shù)、遙感技術(shù)、通訊技術(shù)以及微電子制造業(yè)的迅猛發(fā)展，多傳感器信息融合技術(shù)成為了一個熱門的研究方向，獲得了更廣泛的應(yīng)用。例如，在人機交互領(lǐng)域，要實現(xiàn)人機交互所追求的最終目標“自然人機交互”，對于人、環(huán)境的解讀尤為重要，[3]這正是多傳感器融合技術(shù)的優(yōu)勢所在。

2 多傳感器融合系統(tǒng)的基本組成及技術(shù)原理

多傳感器融合技術(shù)，雖然沒有一個嚴格的定義，但可以基本概括為： （1）充分利用多傳感器數(shù)據(jù)資源（來自不同時/空范圍）。 （2）在一定的規(guī)則下對多傳感器所得檢測數(shù)據(jù)進行綜合分析。 （3）獲得一致性解釋并根據(jù)所設(shè)算法實現(xiàn)相應(yīng)的決策或估計，實現(xiàn)整個系統(tǒng)獲得比各單傳感器更加充分的信息。[4]多傳感器融合系統(tǒng)一般由如圖1所示的三個部分組成：傳感器部分（包括數(shù)據(jù)獲取及預(yù)處理）、數(shù)據(jù)融合部分、結(jié)果輸出部分。

多傳感器融合系統(tǒng)就像一個為了實現(xiàn)“對被測對象的一致性解釋或描述”而有機裝配而成的整體，可類比于人的身、腦綜合信息處理系統(tǒng)。其中多傳感器系統(tǒng)是整個系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的硬件基礎(chǔ)和手段，所得多源信息成為數(shù)據(jù)融合的對象；融合是指對數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)優(yōu)化和綜合處理，也是聯(lián)系整個系統(tǒng)的核心。它無法用單一的技術(shù)來解決，而是多種跨學(xué)科技術(shù)、理論的綜合。

多傳感器融合系統(tǒng)同單傳感器系統(tǒng)相比，其系統(tǒng)的復(fù)雜性大大增加的同時從自然界所獲得的信息量也成倍增長。多個傳感器的存在從時間和空間的角度都擴展了信息獲取的覆蓋范圍，[5]而傳感器之間的協(xié)同作業(yè)則提高了信息獲取的概率，對于某個傳感器不能顧及的檢測對象，可由其他傳感器完成工作。在某個傳感器出現(xiàn)故障、受干擾或不可用的情況下，系統(tǒng)仍有其他傳感器可以提供信息，不易受到破壞。

各傳感器在信息融合系統(tǒng)中所得的數(shù)據(jù)、信息具有不同的特征，可以是實時/非實時，快變/緩變，模糊/確定，相互支持/互補，相互矛盾/競爭等等。在系統(tǒng)中，這些復(fù)雜的數(shù)據(jù)不是孤立而是融合的，所得最終信息并不是各傳感器信息的簡單加和，需要根據(jù)各傳感器之間的邏輯關(guān)系依據(jù)智能算法進行聯(lián)合、相關(guān)、組合推導(dǎo)出更多的信息。利用多個傳感器協(xié)同作業(yè)的多傳感器融合相比由它的各個傳感器分別構(gòu)成單獨系統(tǒng)再加和而成的系統(tǒng)集更有優(yōu)勢。

3 多傳感器融合技術(shù)在公共藝術(shù)設(shè)計中的應(yīng)用

利用多傳感器融合技術(shù)進行公共藝術(shù)設(shè)計，將前沿科技與傳統(tǒng)藝術(shù)方式集成在一起，是一種全新的嘗試。從字面意思的理解來看，公共藝術(shù)分為公共和藝術(shù)兩個獨立的定義，可以理解為：具有“公共性”含義的藝術(shù)形式。其界定的核心原則就是“公共性”。“公共”就意味著公共藝術(shù)作品必須是能與民眾產(chǎn)生自由交流的一種藝術(shù)形式，要以公眾自主、自由參與到公共藝術(shù)中為前提，任何缺少與民眾之間自由評論和互動的藝術(shù)形式都不是公共藝術(shù)。[6]因此，公共藝術(shù)不能僅僅是“藝術(shù)家創(chuàng)作”的藝術(shù)，而是一種“公共互動”的藝術(shù)。如何讓公眾自主自由參與到藝術(shù)作品中，形成真正的“公共藝術(shù)”是藝術(shù)家們亟待解決的重要問題。完整的公共藝術(shù)作品必須是“表達”與“吸收”經(jīng)互動過程的完整呈現(xiàn)。“吸收”的是來自公眾的思想，由公眾的行為進行表達，通過互動產(chǎn)生交流。因此，藝術(shù)家們需要考慮的一個重要問題是，如何由公眾的行為導(dǎo)向公眾思想的表達，形成有效的交互。在日本藝術(shù)家草間彌生（Yayoi Kusama）創(chuàng)造的作品The Obliteration Room中，草間彌生構(gòu)建了一個純白色的房間，每個參觀者都將被發(fā)放一張彩色波點貼紙，參觀者可以根據(jù)喜好將貼紙貼在房間中的任意位置?？臻g中的每一個彩色波點都是參觀者對此次參觀經(jīng)歷的一種表達。[7]

從參觀者的行為、思想的角度進行考慮，人類對于思想的表達具有多樣性，有顯 式的主動動作、行為、語言等等，也有隱式的如表情、眼動、甚至氣味及生化物質(zhì)（如唾液、汗液、荷爾蒙等）的分泌。傳統(tǒng)的藝術(shù)作品（如圖2例）[( dylw.NEt) 專業(yè)提供專業(yè)論文寫作和發(fā)表教育論文的服務(wù),歡迎光臨]主要是從公眾顯式的主動作為中獲得表達形成交互，所受限制較大，參與門檻較高。將多傳感器融合系統(tǒng)應(yīng)用于公共藝術(shù)，首先拓寬了公眾思想的行為來源，降低了公眾參與的門檻。目前，在國內(nèi)外已出現(xiàn)了一些基于單傳感器的公共藝術(shù)作品，但單傳感器的單一數(shù)據(jù)來源、不可靠、易受干擾、不穩(wěn)定等技術(shù)局限性使其發(fā)展受到限制。隨著先進傳感技術(shù)的飛躍，除了人類的主要信息來源聲音、光、力等自然信號之外，甚至在人傳感器力所不及的范疇如紅外、紫外等非可見光區(qū)域，次/超聲波區(qū)域，非揮發(fā)性痕量生化物質(zhì)等，我們也能夠通過先進傳感技術(shù)獲得所需要的信息。通過多傳感器融合技術(shù)所帶來的巨大優(yōu)勢，科技比人類更懂得人類已經(jīng)不再是夢想。將多傳感器融合系統(tǒng)應(yīng)用于公共藝術(shù)，降低了公眾參與公共藝術(shù)的閾值。多傳感器融合系統(tǒng)對于公眾行為的捕捉不是被動的，而是主動地感知公眾的行為，將公眾“拉”入?yún)⑴c公共藝術(shù)的行為中，為公共藝術(shù)的設(shè)計提供了一種嶄新的思路。

以城市中某廣場為例，在人們進入廣場時，形成參觀經(jīng)歷。假設(shè)給每個人分發(fā)一張彩色波點紙，通過張貼彩色波點紙的顯示行為進行表達，即形成類似草間彌生潔凈之屋的效果。在沒有彩色波點紙的情況下，人們對其參觀經(jīng)歷產(chǎn)生隱式的表達。例如，不同的面部表情、走路的步長、速度、方向等等。公眾的這些隱式表達可以使用多傳感器融合系統(tǒng)進行捕捉。使用彩色數(shù)字投影代替彩色波點紙，每一種顏色對應(yīng)多傳感器融合系統(tǒng)所得到的一致性結(jié)論。例如，紅色對應(yīng)熱情、綠色對應(yīng)平靜、不同程度的黑色對應(yīng)一些負面情緒如沮喪等，形成交互。此例的多傳感器融合系統(tǒng)中，使用攝像裝置及壓力感應(yīng)裝置對人群進行檢測，即通過攝像裝置對公眾面部表情進行捕捉、壓力傳感器對公眾步態(tài)進行捕捉。二類傳感器所得數(shù)據(jù)需進行時間、空間二個層面的融合。時間融合主要是將單傳感器的數(shù)據(jù)進行融合，是指對不同時間點的檢測數(shù)據(jù)進行融合?？臻g融合適用于多傳感器所得信息的一次融合處理，是指對不同位置、類型傳感器在同一時刻的檢測數(shù)據(jù)進行融合。在融合過程中，需要結(jié)合圖像識別技術(shù)、步態(tài)分析對公眾的面部表情、步態(tài)行為進行特征數(shù)據(jù)提取、分析，從而得出對該參與個體的一致性結(jié)論，并根據(jù)設(shè)計需求予以分類。此處可分為熱情、平靜、沮喪等類別，每一個類別對應(yīng)于一種顏色，由數(shù)字投影進行表達。該“波點”設(shè)計的簡單模型如圖3所示。

隨著多傳感器融合系統(tǒng)中傳感器數(shù)量、種類的不斷增加，可根據(jù)歸屬將公共藝術(shù)裝置中使用的傳感器分為兩類：第一類傳感器從屬于裝置藝術(shù)本身，由藝術(shù)家根據(jù)藝術(shù)表達的需求進行設(shè)計安裝。第二類傳感器從屬于公眾，來自公眾隨身攜帶的電子設(shè)備，藝術(shù)裝置提供數(shù)據(jù)接口，從中獲取數(shù)據(jù)。二類傳感器協(xié)同作業(yè)，通過融合中心進行數(shù)據(jù)融合，得到全方位多角度的“立體信息”。將多傳感器融合系統(tǒng)應(yīng)用于公共藝術(shù)裝置，是實現(xiàn)公共藝術(shù)公共性的有力保障。

從設(shè)計目的的層面考慮，根據(jù)馬斯洛的理論，將人的需求由低級層次到高級層次依次分為5個層次：生理、安全、社會、尊重以及自我實現(xiàn)。公共藝術(shù)的實質(zhì)就是滿足人的真正需求，而不是公共藝術(shù)裝置的物質(zhì)形態(tài)本身。多傳感器融合系統(tǒng)對所得多元數(shù)據(jù)進行多種層次上的融合，實現(xiàn)對人腦綜合信息處理的高級模仿，深刻挖掘公眾[( dylw.NEt) 專業(yè)提供專業(yè)論文寫作和發(fā)表教育論文的服務(wù),歡迎光臨]表面行為背后的含義，幫助藝術(shù)家們分析、理解、滿足公眾的真正需求。隨著分布式計算、通訊、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)的共進發(fā)展，多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)所能實現(xiàn)的功能也越來越強大?？梢灶A(yù)見，隨著數(shù)字化進程的進一步深入，多傳感器融合技術(shù)與公共藝術(shù)的結(jié)合必將帶給我們更多的驚喜。

參考文獻：

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[3] 王熙元.交互設(shè)計中的信息傳達研究[J].包裝工程，2010，31（12）：12-14.

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第3篇：傳感器設(shè)計論文范文

關(guān)鍵詞：雙軸加速度傳感器，ADXL210E，三維鼠標

 

一、引言

ADXL210E是美國模擬器件公司生產(chǎn)的含有用多晶硅表面微機械加工技術(shù)制作的傳感器的兩坐標軸加速度計單片集成電路。論文寫作，ADXL210E。ADXL210E是一種低成本，低功耗，完整2軸加速度傳感器，該電路可以測量諸如振動這樣的動態(tài)加速度和重力之類的靜態(tài)加速度，測量范圍為±10g。ADXL210E的占空因數(shù)輸出在沒有A/D轉(zhuǎn)換器或膠著邏輯（Gluelogic）的情況下，可通過微處理器直接測量。論文寫作，ADXL210E。事實上，器件的占空因數(shù)（即脈沖寬度與周期之比值）正比于加速度。論文寫作，ADXL210E。ADXL210E常用于兩軸傾斜傳感器、信息家電、報警和移動探測器及汽車安全等領(lǐng)域。

其性能特點如下：

（1）利用3V～5.25V的單電源工作，電源電流低于0.6mA；

（2）集成了兩坐標軸采用多晶硅精細機械加工技術(shù)制作的傳感器；

（3）經(jīng)占空因數(shù)輸出端可直接與低成本的微控制器接口；

（4）加速度計的帶寬可由引腳XFILT和引腳YFILT上的電容器（CX、CY）設(shè)定；（5）滿度測量范圍為±10g，在60Hz下的分辨力是2mg；

（6）占空因數(shù)周期T2由引腳2上的電阻器RSET設(shè)定（T2=RXET（Ω）/125MΩ）。（7）有專門設(shè)計的數(shù)字輸出，通過占空因數(shù)濾波或者利用引腳XFILT與引腳YFILT輸出，也可提供模擬輸出。

二、基本結(jié)構(gòu)與原理

ADXL210E采用尺寸為5mm×5mm×2mm的8引腳LCC型封裝，引腳排列如圖1所示。各個引腳的功能見表1。

圖1 ADXL210E引腳排列圖

表1 ADXL210E的引腳功能

第4篇：傳感器設(shè)計論文范文

題目：基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水資源監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計上位機

1.畢業(yè)設(shè)計(論文)綜述(題目背景、國內(nèi)外相關(guān)研究情況及研究意義)

1.1 題目背景

水資源監(jiān)測是水資源管理與保護的重要手段，我國水資源緊缺、水污染嚴重，如何高效、實時地獲取水環(huán)境參數(shù)、研究開發(fā)水環(huán)境監(jiān)測新方法，已成為水環(huán)境管理與保護的一項重要任務(wù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò) WSN(Wireless Sensor Network)是將有感知能力、計算能力和通信能力的微小傳感器節(jié)點采用規(guī)則或隨機方式部署在監(jiān)控區(qū)域，通過無線自組織和多跳的方式構(gòu)成的分布式網(wǎng)絡(luò)。它集傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線通信技術(shù)和分布式信息處理技術(shù)于一體，以數(shù)據(jù)處理為中心，協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸目標區(qū)域的監(jiān)測信息并報告給用戶。它具有可快速部署、無人值守、功耗低和成本低等優(yōu)點。

1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究情況

在世界上我國屬于水資源貧乏國家, 對水資源的優(yōu)化使用對我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有十分重要的意義。強化對水資源環(huán)境的監(jiān)控是一個長期的任務(wù)。常規(guī)水資源環(huán)境監(jiān)測方法主要分為以下兩種:(1)利用便攜式水質(zhì)監(jiān)測儀人工采樣、實驗室分析的方式。該方式僅限于對河流、湖泊的幾個斷面采樣,采樣頻率從每月數(shù)次到每日數(shù)次。(2)采用由一個中央控制室和若干個監(jiān)測子站組成的水環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)對水環(huán)境參數(shù)進行自動連續(xù)監(jiān)測, 數(shù)據(jù)遠程自動傳輸, 可以實時查詢所設(shè)站點的水環(huán)境參數(shù)[1]。前者由于無法對水環(huán)境參數(shù)進行遠程實時監(jiān)測, 存在水質(zhì)監(jiān)測周期長、勞動強度大、數(shù)據(jù)采集速度慢等問題, 不能很好地反映水環(huán)境的連續(xù)動態(tài)變化, 不易及早發(fā)現(xiàn)污染源并預(yù)警。后者能很好地解決水質(zhì)監(jiān)測周期長、勞動強度大、數(shù)據(jù)采集和傳輸速度慢等問題, 但由于有鋪設(shè)電纜和建立監(jiān)測子站的施工要求, 因而存在對監(jiān)測地點原有的生態(tài)環(huán)境影響大、系統(tǒng)投資成本高、監(jiān)測水域范圍有限的缺點, 同時無法進行大面積布設(shè)監(jiān)測子站、對每個小水域?qū)嵤┒帱c遠程實時監(jiān)測?；跓o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水資源實時監(jiān)測系統(tǒng), 比較典型的國外代表有美國Heliosware公司的EMNET系統(tǒng)和澳大利亞CSIRO 的Fleck系統(tǒng)[2、3]。上述兩種系統(tǒng)可采集參數(shù)種類較少、不提供對水資源的視頻監(jiān)測功能且通信速率低、產(chǎn)品體積較大、功耗較高, 目前僅適合用作研究, 尚不能作為實用系統(tǒng)在現(xiàn)場使用。國內(nèi)已對基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水資源實時監(jiān)測系統(tǒng)的一些關(guān)鍵技術(shù)進行了研究[4]。與傳統(tǒng)的監(jiān)測法相比, 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有對生態(tài)環(huán)境影響小、系統(tǒng)成本低等優(yōu)點。

近些年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是國際上非常關(guān)注的、涉及到多個學(xué)科高度交叉、知識高度集中的熱點研究領(lǐng)域。目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究經(jīng)過了兩個階段。第一階段主要是采用MEMS技術(shù)設(shè)計微型節(jié)點，代表性的研究成果是智能埃及SmartDus無線集成網(wǎng)絡(luò)傳感器WINS。第二階段是研究網(wǎng)絡(luò)問題。國外設(shè)計了很多套演示系統(tǒng)取得了一系列重大的理論研究成果。在國外，Intel公司于2002年了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的新型計算機發(fā)展戰(zhàn)略，主要研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)學(xué)、森林防火、環(huán)境監(jiān)測等方面的應(yīng)用。在國內(nèi)，很多科研機構(gòu)和大學(xué)隊無線傳感器網(wǎng)絡(luò)都進行了相關(guān)方面的研究。有業(yè)內(nèi)專家指出，中國掌握了物聯(lián)網(wǎng)(WSN的實際應(yīng)用)的世界話語權(quán)，不僅表明我國在該領(lǐng)域上的技術(shù)領(lǐng)先，同時也在于中國式世界上少數(shù)能將WSN實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的國家之一。

1.3 研究意義

水資源是生命生存不可替代的自然資源，是生命支持系統(tǒng)之一，也是重要的環(huán)境要素。樓蘭古城的興起是由于豐富的羅布泊湖水的滋潤，富庶的樓蘭11萬平方米，人口達萬人，是樓蘭國的首邑，是我國古代一重鎮(zhèn)，也是絲綢之路南線必經(jīng)之地。后來由于種種原因?qū)е滤Y源衰竭，繁華的古城衰落，直至湮沒在茫茫的荒漠之下。

水資源危機究竟始于何時，目前學(xué)術(shù)界尚無公論。但是水資源危機引起了世界各國的關(guān)注與不安。我國是一個人口眾多，水資源絕對數(shù)量較高而相對數(shù)量較低的缺水國家。1988年7月1日《中華人民共和國水法》正式實施后，確立了每年水法宣傳周(簡稱為水周)，其目的就是通過這一活動，向公眾集中灌輸有關(guān)水資源開發(fā)利用與保護方面的知識和政策法規(guī)，以增強公眾節(jié)約水資源的意識。

我國的水資源價值理論受水資源是取之不盡，用之不竭的傳統(tǒng)價值觀念影響，造成了水資源長期被無償?shù)亻_發(fā)利用，不僅造成了巨大的寶貴水資源浪費和對水資源非持續(xù)開發(fā)利用，同時對人類的生存及國民經(jīng)濟的健康發(fā)展產(chǎn)生了嚴重的威脅。盡管近幾年來對此有所認識，采取了相應(yīng)的行政或法律手段扭轉(zhuǎn)這種被動局面，但是，由于對水資源價值理論的研究不夠深入，致使所采取的措施缺乏廣泛的經(jīng)濟社會基礎(chǔ)，最終結(jié)果是政府干預(yù)行為過于集中和強硬，市場行為和經(jīng)濟杠桿的作用又過于薄弱，導(dǎo)致期望與現(xiàn)實相差甚遠。因此，水資源價值研究在持續(xù)利用水資源過程中具有重要的地位，是實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略一個組成部分，開展此方面的研究是十分必要的。

2.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施

2.1 研究的主要內(nèi)容

根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本理論和水資源監(jiān)測的實際需求，設(shè)計基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水資源實時自動監(jiān)測系統(tǒng)，能夠在線實時測量溫度、PH 值、電導(dǎo)率、濁度等參數(shù)的水資源監(jiān)測系統(tǒng)，此系統(tǒng)在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，利用監(jiān)測區(qū)域協(xié)調(diào)器節(jié)點和遠程監(jiān)測中心(PC 機)之間的通信,把經(jīng)過處理的測量結(jié)果動態(tài)地顯示出來。本課題完成系統(tǒng)上位機的軟件設(shè)計，由串口接收協(xié)調(diào)器節(jié)點送來的水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)解析，提取出各個傳感器采集的數(shù)據(jù)并通過界面動態(tài)的顯示出來。

2.2 研究方案

關(guān)于本次研究的課題，基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的水資源監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計，主要可分為三個部分，由于本次課題的研究只涉及上位機部分，即圖一中的虛線部分，主要設(shè)計上位機的軟件界面的設(shè)計部分，其中包括有串口接收數(shù)據(jù)，解包數(shù)據(jù)，以及顯示部分，其中的解包部分包括,將PH值，濁度，在線實時溫度，電導(dǎo)率和它們各自對應(yīng)的數(shù)值一一對應(yīng)起來，這部分主要涉及用Visual C++語言將其用軟件編程，并實現(xiàn)功能，其流程圖為圖2：

實現(xiàn)過程為：先初始化軟件，再設(shè)置軟件編輯界面，設(shè)置好界面后，開始接收由協(xié)調(diào)器經(jīng)串口發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，進而解包數(shù)據(jù)，接著處理數(shù)據(jù)，將PH值、實時測量溫度、濁度以及電導(dǎo)率的各組數(shù)據(jù)按照一定的要求計算好，顯示各組數(shù)據(jù)，最后結(jié)束程序。

在這個過程中，實現(xiàn)了串口接收數(shù)據(jù)，解包數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)以及最后將數(shù)據(jù)動態(tài)的顯示出來，完成了本次研究的要求。

3.本課題研究的重點及難點，前期已開展工作

要完成這次課題，即基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水資源監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計上位機，需要完成的內(nèi)容有：系統(tǒng)上位機的軟件設(shè)計、接收由串口協(xié)調(diào)器節(jié)點發(fā)送過來的水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)、進行接收數(shù)據(jù)的解析、提取出各個傳感器采集的數(shù)據(jù)并且通過界面動態(tài)的顯示出來。其中重點以及難點有：系統(tǒng)上位機的軟件設(shè)計，由于對上位機不是很了解，以前也沒有接觸過上位機，對它的功能，使用不了解，也沒有接觸過Visual C++語言，屬于初學(xué)者，會有一定的難度，既是重點也是難點;把接收到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，要進行合理的、有效的數(shù)據(jù)分析，是一個關(guān)乎本次課題成敗的重點;將提取出的數(shù)據(jù)通過界面動態(tài)的顯示出來，要通過一定的平臺來顯示，即要通過一定的硬件設(shè)施顯示，這就需要能夠正確的，有效的連接到所用的平臺，是研究的最后一道門檻，也是重點。

目前為止，已經(jīng)開展的工作有，通過查詢相關(guān)資料以及通過互聯(lián)網(wǎng)了解到上位機的功能，以及它所需要的編輯工具-----Visual C++，對我來說這是一種新的語言，現(xiàn)在已經(jīng)開始看有關(guān)C++方面的書，開始學(xué)習(xí)使用它一些簡單的使用方法。

4.完成本課題的工作方案及進度計劃(按周次填寫)

第1-3周：查找借閱相關(guān)書籍資料,確定系統(tǒng)的總體方案，完成開題報告;

第4-9周：進行上位機軟件編程學(xué)習(xí)，軟件界面設(shè)計

第10-11周：進行軟件設(shè)計、進行數(shù)據(jù)解析;

第12-15周：系統(tǒng)調(diào)試，驗證系統(tǒng)功能;

第16-17周：完成畢業(yè)論文,準備答辯

注：

1、正文：宋體小四號字，行距22磅。

2、開題報告裝訂入畢業(yè)設(shè)計(論文)附件冊。

參考文獻

1、任豐原，黃海寧，林闖.無線傳感器網(wǎng)絡(luò).軟件學(xué)報，2003，14(7) 1282--1291

2、于海濱，曾鵬.分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究.通信學(xué)報，2004，25(10).

3、Jesse Liberty Pogers Cadenhead 著，袁國忠，朱永正譯，C++入門經(jīng)典(第五版)北京：人民郵電出版社 2011年10月

4、武萬峰, 徐立中, 徐鴻. 水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)綜述[ J]. 水利水文自動化, 2004, 22( 1) : 14-18.

5、吳金平 等編著 Visual C++編程與實踐 北京：中國水利水電出版社，2004

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8、高峰，俞麗，張文安等 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的作物水分狀況監(jiān)測系統(tǒng)研究與設(shè)計 2009年2月第25卷第2期

9、高峰，俞麗，王涌等 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作物水分狀況監(jiān)測系統(tǒng)的上位機軟件開發(fā) 2010年5月第26卷第6期

10、武萬峰，徐立中，徐鴻 水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)綜述[ J]. 水利水文自動化, 2004, 22( 1) : 14--18.

11、但德忠 我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 中國測試技術(shù) 2005 31(5)：157--161

12、孫利民，李建中，陳瑜等 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 北京：清華大學(xué)出版社 2005 15--16

13、康紹忠，蔡煥杰，馮紹元.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生態(tài)節(jié)水的技術(shù)創(chuàng)新與未來研究重點陰.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2004，20(1)：l一6.

軟件技術(shù)畢業(yè)生論文開題報告范文 工資管理系統(tǒng)的目的和意義

在中原大化儀表公司是一家省屬大型企業(yè)分支單位,隨著社會主義市場經(jīng)濟的快速發(fā)展,該公司下在發(fā)生著日益的變化,職工流動速度在加快,工資增減幅度在加大,員工,職稱,績效評定等信息也隨之越來越多 ,作為工資管理和發(fā)放單靠傳統(tǒng)的手工處理已顯得力不從心,手工發(fā)放需要反復(fù)進行抄寫,計算,不僅浪費時間,還常因抄寫不慎出現(xiàn)張冠李戴,或者由于計算疏忽,出現(xiàn)工資發(fā)放錯誤的現(xiàn)象.同時工資的發(fā)放具有較強的時間限制,必須嚴格按照公司規(guī)定的時間完成任務(wù).正是這種重復(fù)性,規(guī)律性,時間性,使得工資管理的計算機化成為可能.

使用計算機進行工資發(fā)放,不僅能夠保障工資核算無誤,快速輸出,而且還可以利用工資數(shù)據(jù)庫對有關(guān)的各種信息進行統(tǒng)計,服務(wù)于上級財務(wù)部門的核算與賬務(wù)處理.從而提高工資管理發(fā)放的效率,實現(xiàn)企業(yè)員工工資管理的系統(tǒng)化,規(guī)范化和自動化.

計所達到的要求,技術(shù)指標,預(yù)計的技術(shù)關(guān)鍵,技術(shù)方案和主要實驗研究情況

預(yù)計達到的要求:

技術(shù)指標

(1)開發(fā)環(huán)境:visual foxpro6.0

(2)運行環(huán)境:windows9x/windowsXX

技術(shù)關(guān)鍵:

采用foxpro編程思想,利用其強大而完整的功能開發(fā)這樣一套職工工資管理軟件,其主要技術(shù)有:foxpro數(shù)據(jù)庫技術(shù),新類的設(shè)計與應(yīng)用,系統(tǒng)容錯性的處理,組合查詢技術(shù)的實現(xiàn)等.

技術(shù)方案和主要實驗研究情況:

(1)開發(fā)職工工資管理系統(tǒng)

(2)職工工資管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計與實現(xiàn)

(3)職工工資管理系統(tǒng)的具體實現(xiàn)

課題研究進展計劃:

月28號:畢業(yè)設(shè)計選題

月10號:開題報告撰寫

月19號:對開題報告進行改進

月29號:對系統(tǒng)整體設(shè)計

月15號:中期報告

月21號:論文撰寫

月28號:系統(tǒng)檢查

月4號: 論文答辯

現(xiàn)有在條件,人員(姓名,職稱)及主要設(shè)備情況

已有軟件:microsoft visual foxpro 6.0,winXX平臺

設(shè)計人員:樊利清

主要設(shè)備:計算機(intel pentium 4)一臺,激光打印機 一臺

參考文獻

(1)開發(fā)使用手冊 人民郵電出版社

(2)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 高等教育出版社

(3)個人電腦實用基礎(chǔ)教程 寧杭出版社

(4)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及應(yīng)用基礎(chǔ) 北方交通大學(xué)出版社

(5)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 中央廣播電視大學(xué)出版社

(6)操作系統(tǒng)工程 中央廣播電視大學(xué)出版社

第5篇：傳感器設(shè)計論文范文

關(guān)鍵詞：CC2530；SIM900A；云服務(wù)器；橋梁穩(wěn)定性

中圖分類號：TP277.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）12-00-03

0 引 言

在橋梁工程領(lǐng)域，隨著各類自然及人為災(zāi)害的增加，對橋梁穩(wěn)定性監(jiān)測和預(yù)警的要求也越來越高。目前，橋梁監(jiān)測主要集中在橋面、橋墩等橋體的監(jiān)測，而對于橋梁橋墩所在基質(zhì)（基礎(chǔ)地質(zhì)條件）的監(jiān)測卻相對較少?；|(zhì)是橋梁穩(wěn)定的重要基礎(chǔ)，當(dāng)基質(zhì)經(jīng)過流水沖刷，地質(zhì)條件發(fā)生變化時，橋墩的穩(wěn)定性會隨基質(zhì)變化直接影響整個橋梁的穩(wěn)定性。

本文設(shè)計了一個基于CC2530無線傳感網(wǎng)絡(luò)，利用GPRS通訊及云服務(wù)器的橋梁基質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。實現(xiàn)了將監(jiān)測所得的各橋墩基質(zhì)高度數(shù)據(jù)上傳至云服務(wù)器處理并預(yù)警的功能。

1 系統(tǒng)簡介

系統(tǒng)設(shè)計包含物聯(lián)網(wǎng)層、承載網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層三個部分，其中物聯(lián)網(wǎng)層將CC2530作為基礎(chǔ)，設(shè)計監(jiān)測基質(zhì)高度的無線傳感器，每個橋墩都安裝一個傳感器作為ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的終端或中繼設(shè)備。協(xié)調(diào)器與SIM900A通過串口進行數(shù)據(jù)通訊，控制SIM900A連接GPRS，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)至服務(wù)器或接收來自服務(wù)器的指令。系統(tǒng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

根據(jù)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的特點[1]，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)使用短地址進行通訊，而重新組網(wǎng)后短地址可能會發(fā)生變化，系統(tǒng)設(shè)計使用CC2530的長地址（IEEE地址）作為區(qū)分唯一設(shè)備的ID，長地址為64位全球唯一識別碼，不會更改。服務(wù)器數(shù)據(jù)庫保存橋墩的長地址，每次終端注冊時數(shù)據(jù)庫更新長地址對應(yīng)的短地址。物聯(lián)網(wǎng)層與服務(wù)器通訊簡圖如圖2所示。

系統(tǒng)設(shè)計一座橋只有一個協(xié)調(diào)器和GSM模塊，即一座橋只有一個確定的IP地址和端口。如圖2所示，系統(tǒng)要與某座橋的某個橋墩進行通訊的步驟為：查詢橋墩綁定的長地址――查詢長地址對應(yīng)的IP、端口及短地址――往IP和端口發(fā)送包含短地址的數(shù)據(jù)――IP對應(yīng)的GSM模塊收到數(shù)據(jù)――發(fā)送到協(xié)調(diào)器――通過短地址發(fā)送到終端。如此，系統(tǒng)即可實現(xiàn)服務(wù)器與多座橋不同橋墩傳感器之間的通訊。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 基質(zhì)監(jiān)測傳感器設(shè)計

由于橋梁橋墩基質(zhì)測量的特殊性，沒有現(xiàn)成的即方便又經(jīng)濟的傳感器可以使用，論文以CC2530為核心芯片設(shè)計了一款綜合測量和無線通訊傳感器。傳感器采用磁環(huán)+普通的霍爾傳感器作為測量部分[2]，CC2530作為中控部分，磁環(huán)和塑料墊片相隔放置于一定長度的PVC管中，一個磁環(huán)和墊片的高度為5 mm，即測量的精度為5 mm。傳感器樣機如圖3所示。

圖中所示為橫向放置，正常安裝時為豎向安裝，傳感器底座和PVC管為一體，穿過CC2530電路板，兩者之間可以相互移動，當(dāng)有位移時，電路板上的霍爾傳感器感應(yīng)到變化則通知CC2530產(chǎn)生一次中斷，每產(chǎn)生一次中斷移動5 mm距離。傳感器在橋墩上安裝的示意圖如圖4所示。

由圖4可知，無線傳感器的CC2530部分與大鋼管為一體，安裝固定在橋墩上，底座、PVC管同小鋼管固定，PVC管穿過CC2530的感應(yīng)器，小鋼管套入大鋼管內(nèi)，底座沉入水底與基質(zhì)接觸。當(dāng)基質(zhì)高度降低時，小鋼管跟隨降低，當(dāng)降低高度達到分辨率5 mm時，CC2530產(chǎn)生一次中斷，系統(tǒng)監(jiān)測到高度變化后，傳感器計算當(dāng)前高度，將高度數(shù)據(jù)通過協(xié)調(diào)器發(fā)送到服務(wù)器。

2.2 協(xié)調(diào)器設(shè)計

協(xié)調(diào)器電路設(shè)計與常用CC2530電路設(shè)計類似，加入SIM900A模塊，利用串口與協(xié)調(diào)器通訊。其樣機如圖5所示。

2.3 供電設(shè)計

考慮到設(shè)備都在戶外運行，系統(tǒng)設(shè)計協(xié)調(diào)器和傳感器都采用太陽能板+蓄電池的供電模式。

3 CC2530程序設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)功能，程序設(shè)計分為協(xié)調(diào)器程序和無線傳感器程序兩個部分。無線傳感器可以作為終端或中繼使用。

3.1 協(xié)調(diào)器程序設(shè)計

協(xié)調(diào)器主要用于數(shù)據(jù)處理，組建ZigBee網(wǎng)絡(luò)，接收橋墩的監(jiān)測數(shù)據(jù)并通過SIM900A發(fā)送到服務(wù)器，接收服務(wù)器的控制查詢數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)下發(fā)至終端或中繼設(shè)備。程序主要分為組網(wǎng)、串口通訊、無線通訊三個模塊。

在組網(wǎng)程序方面，協(xié)調(diào)器運行Z-Stack協(xié)議棧與終端或中繼設(shè)備組網(wǎng)，該部分程序只需在Z-Stack協(xié)議棧[3]基礎(chǔ)上稍做修改即可。

串口程序的設(shè)計主要使用AT指令與SIM900A模塊進行通訊。通過程序設(shè)計，讓CC2530根據(jù)AT指令模式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)并判斷命令類型，實現(xiàn)GPRS連接和數(shù)據(jù)傳輸。與服務(wù)器間的數(shù)據(jù)通訊通過UDP實現(xiàn)。

無線通訊程序主要接收處理橋墩終端上傳的數(shù)據(jù)，包括注冊、心跳、高度數(shù)據(jù)、報警等，將數(shù)據(jù)按照協(xié)議格式通過串口和GPRS發(fā)送至服務(wù)器。處理串口轉(zhuǎn)換過來的相關(guān)指令并發(fā)送至橋墩終端。協(xié)調(diào)器端程序流程圖如圖6所示。

3.2 終端傳感器程序設(shè)計

終端傳感器的主要功能包括與協(xié)調(diào)器組網(wǎng)通訊，接收協(xié)調(diào)器指令進行查詢、設(shè)置基質(zhì)初始高度等，監(jiān)測基質(zhì)高度變化，并將變化后的高度數(shù)據(jù)發(fā)送至協(xié)調(diào)器。按照功能區(qū)分，將終端程序的設(shè)計分為組網(wǎng)程序、傳感器程序和無線接收處理三個模塊。傳感器端程序流程如圖7所示。

圖7 傳感器端程序流程

終端組網(wǎng)程序同樣使用Z-Stack協(xié)議棧，在協(xié)議棧的基礎(chǔ)上稍做修改，組網(wǎng)時讀取短地址和長地址并發(fā)送到協(xié)調(diào)器。

傳感器程序主要利用I/O口中斷，每中斷一次表明基質(zhì)高度發(fā)生5 mm變化，程序根據(jù)初始設(shè)置高度值計算當(dāng)前高度并上報至協(xié)調(diào)器，若短時間內(nèi)高度變化過快則發(fā)送報警指令等。

無線數(shù)據(jù)處理模塊主要處理來自協(xié)調(diào)器的指令，包括查詢、設(shè)置高度等指令。程序接收到指令后，根據(jù)協(xié)議做相應(yīng)的處理。此外，程序還設(shè)計了1分鐘定時向服務(wù)器發(fā)送心跳的功能，以表明設(shè)備在網(wǎng)，方便服務(wù)器處理。

4 云服務(wù)器功能設(shè)計

云服務(wù)器是系統(tǒng)運行的核心部分，論文所用系統(tǒng)將阿里云的云服務(wù)器作為基礎(chǔ)，設(shè)計數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用，實現(xiàn)橋梁基質(zhì)的實時監(jiān)測。云服務(wù)器主要包含數(shù)據(jù)庫設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)計和應(yīng)用層設(shè)計三個模塊。人機界面設(shè)計如圖8所示。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計使用SQL Server2008進行數(shù)據(jù)管理，根據(jù)系統(tǒng)功能數(shù)據(jù)庫保存橋梁各橋墩傳感器的長地址和短地址，保存每座橋梁SIM900A的IP地址和端口及每個橋墩的高度數(shù)據(jù)等。

網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)計主要用于服務(wù)器跟橋梁和橋墩傳感器之間的通訊。論文使用UDP完成，根據(jù)設(shè)計的通信協(xié)議以及數(shù)據(jù)庫功能保證通訊正常進行。通訊指令包含注冊、心跳、高度數(shù)據(jù)、設(shè)置、報警等類型。

應(yīng)用層設(shè)計主要是人機界面設(shè)計。論文采用地圖供應(yīng)商提供的接口[4]，將監(jiān)測的橋梁以地圖模式顯示，此外，還包括設(shè)備綁定、查詢、報警等功能。

圖中左側(cè)為各橋梁以及橋墩的信息，中間為當(dāng)前橋梁的地圖位置，下方為橋梁各橋墩的基質(zhì)高度信息。菜單包括綁定傳感器、設(shè)置等功能。

5 結(jié) 語

本文設(shè)計了一種監(jiān)測橋墩基質(zhì)高度變化的傳感器，利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)+云服務(wù)器實現(xiàn)了實時監(jiān)測橋梁橋墩基質(zhì)高度變化的功能，系統(tǒng)設(shè)計友好的人機界面將監(jiān)測數(shù)據(jù)進行直觀展現(xiàn)，系統(tǒng)無需人工值守即可實現(xiàn)遠程實時監(jiān)測、報警等功能。目前，該系統(tǒng)已在麗水市宣平港大橋投入測試階段，測試期間系統(tǒng)穩(wěn)定，各項功能均正常運行。

參考文獻

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第6篇：傳感器設(shè)計論文范文

【關(guān)鍵詞】控制系統(tǒng)；PLC；溫室

農(nóng)業(yè)從古至今一直是我國經(jīng)濟基礎(chǔ)，在國家發(fā)展中占有重要的地位。隨著人們生活水平的提高，人們對農(nóng)作物的生命期、品種都有了更高的要求，如四季能吃到綠色菜以及買到想要品種的鮮花。因此溫室現(xiàn)在越建越多，建溫室的重要保證參數(shù)就是植物的生長要素，即光、溫度、濕度和CO2，本論文就是論述如何用PLC技術(shù)對溫室進行控制。

一、確定控制系統(tǒng)方案

（一）控制對象

1.溫度

植物生長的溫度是在一個范圍內(nèi)，雖然最適宜溫度植物長得很快，但是往往因為消耗有機物太多，會出現(xiàn)長的細長現(xiàn)象?？刂葡到y(tǒng)的控制溫度范圍要略低于植物最適宜溫度。

2.濕度

空氣的濕度太大會造成之無病蟲害，但是要保證空氣濕度低的同時要有充足的水分由土壤供給植物。

3.光照

植物生長需要光照，這樣才能進行光合作用，不同植物的光補償點不同，因此事宜溫度范圍也不同，同時人們可以控制光照時間和強度來控制植物的生長速度。

4.CO2

植物生長需要光合作用，光合作用需要的一個物質(zhì)是CO2，植物的光合作用隨著CO2的濃度增大而增強，但是濃度過高反而會抑制植物光合作用，因此二氧化碳濃度的控制范圍要與農(nóng)作物相適應(yīng)。

（二）PLC控制系統(tǒng)

PLC是可編程邏輯控制器，它可以通過編程方式完成傳統(tǒng)的繼電器-接觸器的邏輯控制，PLC的控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定，價格便宜，開發(fā)容易，性價比高，缺點就是人機交流困難。

（三）控制系統(tǒng)的方案確定

本控制系統(tǒng)方案為各參數(shù)的自動控制，當(dāng)傳感器檢測的溫濕度、光照以及CO2超過范圍時，PLC控制系統(tǒng)會發(fā)出指令，控制執(zhí)行機構(gòu)如天窗的電動機等動作，使溫室參數(shù)達到用戶要求。

二、控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計

（一）控制要求

隨時檢測控制對象溫濕度、CO2濃度和光照參數(shù)，并保證參數(shù)在控制范圍內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計流程如圖1所示。

（二）硬件設(shè)計

1.根據(jù)控制系統(tǒng)輸入輸出的點數(shù)，對PLC型號進行選擇

（1）PLC開關(guān)量點數(shù)確定

（2）根據(jù)PLC開關(guān)量點數(shù)確定PLC型號

由上表可得輸出點13個，輸入點14個，考慮到應(yīng)有輸入輸出端子的余量，選擇S7-200cpu226型，其有24/16個I/O口。

2.模擬量模塊的選型

對于溫濕度、CO2和光強傳感器都輸出模擬信號，需要PLC擴展模擬量模塊。溫濕度傳感器分別要在溫室的上下南北四處檢測，因此輸入10路模擬量信號，因此選擇EM235模塊3個（此模塊4AI/1AO）。

3.溫濕度、光照以及CO2檢測元件選型

選擇HMD40溫度傳感器，Poi88-c光強傳感器，TGS4160型CO2傳感器以及A1203型濕度傳感器。

4.進行電路設(shè)計

控制電路簡圖如圖2所示，主電路同傳統(tǒng)繼電器-接觸器電路。

（三）軟件設(shè)計

以光照的控制為例，比較光照傳感器的值，如果超過上限，則打開遮光簾，如果在范圍內(nèi)，則遮光裝備動作不變，低于下限值收起遮光裝備并且打開光照燈。

最后，要進行整機調(diào)試。調(diào)試時先啟動控制電路，斷開主電路，等確定程序和控制電路無誤后，在進行整機調(diào)試。

參考文獻

第7篇：傳感器設(shè)計論文范文

關(guān)鍵詞：皮帶秤，移動式裝船機，精度，計量管理，設(shè)計安裝

 

0.前言

我公司是以煤炭中轉(zhuǎn)為主要業(yè)務(wù)，是江蘇省能源儲運基地，主要承擔(dān)著北煤、西煤南運的重任。我公司有一臺伸縮移動式裝船機，專門用于塊煤、焦炭的裝船。原來的裝船計量主要是通過汽車衡計量，存在精度低，裝船工藝流程繁瑣等缺點。為優(yōu)化工藝流程、提高計量精度和管理水平，我公司決定在塊煤裝船機上安裝電子皮帶秤。

電子皮帶秤是一種對散狀物料作動態(tài)連續(xù)稱重的計量設(shè)備，它是通過稱重傳感器和速度傳感器打住皮帶所載物料的張力和運行速度，經(jīng)顯示控制器的微處理器進行精確數(shù)學(xué)處理來完成輸送物料的稱重。它具有快速、準確、自動稱量和即時打印等優(yōu)點。裝船計量是對外貿(mào)易依據(jù)，要求皮帶秤要長期穩(wěn)定、可靠、準確，再加上安裝在移動裝船機上，因此對電子皮帶秤的造型、技術(shù)設(shè)計、安裝提出了更高的要求。為此，經(jīng)過論證，我們選擇安裝ISC-14型電子皮帶秤（以下簡稱皮帶秤）。

1.皮帶秤設(shè)計安裝的技術(shù)要求

1.1秤體結(jié)構(gòu)設(shè)計。免費論文。

由于裝船機桁架長度有限，秤體的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)具備結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝、抗偏載性能好、力值傳遞準確、限位可靠等特點。免費論文。由于皮帶秤安裝在移動機架上，應(yīng)嚴格限制稱量段和過渡段托輥的徑向跳動量和外母線的不圓度，以防止出現(xiàn)脈動的沖擊載荷，保證秤體的穩(wěn)定而不產(chǎn)生振動。

1.2對傳感器的要求。

皮帶秤的傳感器有稱重傳感器和測速傳感器，傳感器一般由專業(yè)廠家提供。經(jīng)過反復(fù)考評，并根據(jù)公司應(yīng)用經(jīng)驗，我們提出，稱重傳感器必須具備抗疲勞性能好、高阻抗、高供橋電壓、高靈敏度、高分辨率的特點，測速傳感器采用脈沖數(shù)字式。由于稱量結(jié)果是重量與速度的乘積，速度信號的準確性與重量信號同等重要，測速滾筒要非常靈活、可靠性要高，確保速度信號的準確性。

1.3對顯示控制器要求。

顯示控制器是電子皮帶秤的心臟部分，要求其準確度和穩(wěn)定性要高，具有報警、自動校零、校量程、定量輸出、溫度補償、自診斷、模擬標定、斷電保護等功能。

1.4對皮帶秤的精確度要求

由于皮帶秤是作為煤炭出港計量的依據(jù)，精確的準確度是港口與客戶雙方利益的根本保證。根據(jù)最新國家標準GB/T7721-95標準規(guī)定和作業(yè)現(xiàn)場特點，選擇準確度為±0．25％的電子皮帶秤。

1.5對皮帶秤的安裝要求

①對安裝位置的要求。由于電子皮帶秤的精確度對安裝位置要求較高，安裝的位置既不能離落料口太近，又不能離電機和皮帶張力變化較大的頭部。基于這種原因，秤重橋架應(yīng)安裝在距離落料點不小于7米處，距離裝船機頭部不得小于9米。

②對皮帶機架及環(huán)境的要求。在稱重系統(tǒng)設(shè)計中，下列的撓曲量應(yīng)考慮進去，它們是載荷傳感器的撓曲，秤架和稱重橋系統(tǒng)的撓曲，以及輸送機支承結(jié)構(gòu)的撓曲，極重要的是這些撓曲不宜過大。在皮帶秤的制造中，對載荷傳感器，秤架及秤重橋系統(tǒng)的撓曲量作好控制，只有輸送機支承結(jié)構(gòu)的撓曲是個可變量。因此，支撐著皮帶秤及其前后各四組托輥的輸送機縱梁應(yīng)有足夠的剛度，如需要,應(yīng)增加支撐，以使＋4到－4托輥間的相對撓曲不超過0.4mm。安裝皮帶秤的部位，輸送機不應(yīng)有伸縮、接頭或縱梁的拼接。由于皮帶秤是安裝在移動的裝船機上，固定皮帶秤的輸送機機架必須具有足夠的強度。稱重誤差大小還受風(fēng)、雨雪及外界環(huán)境的影響，又要盡量安裝在相對濕度較小、防風(fēng)雨侵蝕及日曬的地方。為此，必須對安裝皮帶秤的機架進行加固，并采取防風(fēng)防雨雪措施。

③帶有凹形線段的皮帶輸送機。與凹形曲線部分相切的那一點（向上升的）至少應(yīng)該距皮帶秤12米遠，如果皮帶秤安裝在有凹形曲線段的皮帶輸送機上而又不能考慮上述尺寸界限時，則秤應(yīng)該裝在輸送機的直線段并在整個裝料區(qū)外，皮帶秤的前、后則至少有四組托輥與皮帶接觸。

④帶有凸形線段的皮帶輸送機。在曲線段相比較，皮帶輸送機的水平段稱重條件較好，但如果皮帶秤一定要在曲線段上，則應(yīng)在垂直方向上不應(yīng)有弧形的地方，弧形段必須在稱量段托輥之外6米或五倍托輥間距的地方。

⑤對卸料器的要求。在任何一個稱重精度較為重要的裝置里，稱量系統(tǒng)均不應(yīng)該裝在安有可移動卸料器的皮帶輸送機上，如果皮帶秤必須安裝在有卸料器的皮帶輸送機上，那么對帶有凹式曲線段皮帶秤的安裝要求也適用這種情況，可將卸料器移到頭，保證上文中所提出的距離。還應(yīng)特別注意的是，各種卸料器的配置形式，均應(yīng)能保證皮帶在稱量段的中心運行。免費論文。

⑥勻的皮帶荷載。在應(yīng)用過程中，皮帶秤可以在30～100%的變化范圍里準確地工作，但是它希望皮帶載荷應(yīng)盡可能地均勻，為了減少皮帶載荷量的波動，可在料倉出口處裝一個高度可調(diào)整的插板。

由于在使用過程中皮帶秤的準確度會下降，選擇合適的標定周期(或叫檢定周期)是皮帶秤準確的保證。如何確定標定周期，較可靠的做法是按實際情況，經(jīng)多次標定比較，統(tǒng)計計算出標定周期。我們的作法是，一般情況下一到兩個月標定一次較為合適。

2.皮帶秤的調(diào)試和應(yīng)用效果

在安裝應(yīng)用皮帶秤的初期，我們也碰到了不少問題，主要表現(xiàn)在皮帶秤的精度不穩(wěn)定，達不到設(shè)計要求。經(jīng)過多次與廠家的技術(shù)溝通、現(xiàn)場考察、重新調(diào)試后，發(fā)現(xiàn)問題的主要原因是裝船機機架振動明顯、皮帶跑偏等。

2.1裝船機架振動問題

這是影響電子皮帶秤精度的最主要原因。裝船機架在伸縮移動時產(chǎn)生的振動較大，特別是在負載狀態(tài)下，振動尤其明顯。為此，我們采取增加伸縮機架支撐輪的辦法，從而有效解決伸縮機架的振動問題。

2.2皮帶跑偏問題

在檢查、調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，皮帶秤兩側(cè)托輥的水平偏差較大，按照皮帶秤的安裝標準進行重新標定，發(fā)現(xiàn)偏差大的地方相差28mm，以致使皮帶機產(chǎn)生最大跑偏幅度達62mm。為此，我們對前后偏差較大四組托輥進行調(diào)整、墊高，并反復(fù)校正，減少相鄰?fù)休侀g的高度差，從而解決了皮帶跑偏問題。

在反復(fù)調(diào)試并經(jīng)過鏈碼標定和實物標后，最終得出的計量數(shù)據(jù)達到設(shè)計要求。經(jīng)過近兩年的實際應(yīng)用，證明完全滿足港口的生產(chǎn)要求。皮帶秤在伸縮移動式裝船的應(yīng)用，有效提高了港口計量精度和管理水平，進一步優(yōu)化了裝船作業(yè)工藝。

3.結(jié)束語

皮帶秤是企業(yè)經(jīng)濟核算的關(guān)鍵設(shè)備，在設(shè)計時，合理地選用部件配置，提高適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境的能力。使用皮帶秤裝置，應(yīng)注意提高操作管理人員的技術(shù)水平，正確地選擇、安裝調(diào)試和維護保養(yǎng)，以提高電子皮帶秤的應(yīng)用準確度。

第8篇：傳感器設(shè)計論文范文

關(guān)鍵詞： 高職《傳感器原理》 教學(xué)實踐 教學(xué)改革

1.引言

我國的高等職業(yè)教育起步于上世紀80年代初期，90年代末期得到迅速發(fā)展。其區(qū)別于普通高等教育的比較流行的說法是，以職業(yè)崗位（或崗位群）的應(yīng)職應(yīng)崗能力為目標制訂教學(xué)計劃，并實施教學(xué)；且有別于普通高校重視理論教學(xué)，而更重視實踐技術(shù)或技能培訓(xùn)，是以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型專門人才為目標的，其培養(yǎng)模式以能力為中心。高職高專傳感器原理課程是一門實踐性很強的應(yīng)用技術(shù)專業(yè)學(xué)科。各種傳感器及傳感技術(shù)，是人們正確獲取各種信息，解決工程、生產(chǎn)及科研中遇到的各種具體問題的手段，該課程是應(yīng)用電子、工業(yè)自動化、機電一體化、計算機應(yīng)用等專業(yè)的專業(yè)課，教學(xué)方式有理論教學(xué)和實踐教學(xué)（實驗、課程設(shè)計）。如何分配兩者的教學(xué)時數(shù)，將理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機結(jié)合起來，是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。

2.加強師資隊伍建設(shè)，提高教師的實踐教學(xué)能力

有位學(xué)者說：“教師要向?qū)W生釋放知識的能量，首先自己要有豐富的寶藏；要撒布陽光到人心里，自己心中必須先有一輪太陽?！备呗氄n程教育的特點，要求專業(yè)教師既有教學(xué)能力，又有該專業(yè)的實際工作經(jīng)驗。由于目前很多高職都是由原來的職業(yè)高中、中專、技校合并升格而成的，造成大多學(xué)?；A(chǔ)課老師多，專業(yè)課老師少，尤其是“雙師型”教師奇缺，解決這個問題的主要途徑有：一是從企事業(yè)單位選調(diào)符合要求的人員到學(xué)校任教；二是聘請“雙師型”教師兼職教師；三是選派部分專職教師分批到企業(yè)生產(chǎn)一線鍛煉或到條件好的實訓(xùn)基地進修；四是在高職教學(xué)的改革與實踐中，注意培養(yǎng)和造就一批“雙師型”、創(chuàng)新型、高素質(zhì)的優(yōu)秀教師?；诂F(xiàn)今高職的情況，我認為采取后兩種途徑較為實際。并且通過我校的實踐得到很好的體現(xiàn)。

3.加強課程建設(shè)，優(yōu)化理論教學(xué)

《傳感器原理》是一門理論性和實踐性都很強的綜合性課程，本課程系統(tǒng)地闡述了傳感器的基本原理及有關(guān)信號測量電路，內(nèi)容豐富、新穎，既有應(yīng)用廣泛的結(jié)構(gòu)性傳感器，又有正在發(fā)展的物性傳感器和光導(dǎo)纖維傳感器等。學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，可以獲得比較全面而系統(tǒng)的傳感器知識，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。為了上好一門課，根據(jù)高職教學(xué)目標，首先要選好教材。近年來隨著高等職業(yè)教育的進一步發(fā)展，適合高職教學(xué)的教材得到飛速發(fā)展，根據(jù)多年的教學(xué)實踐，我們選擇梁森等主編的《自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)》。興趣是最好的老師。因此我非常重視每一堂課從內(nèi)容到形式的設(shè)計，往往先選擇合適的傳感器實物導(dǎo)入，首先把該類傳感器的工作原理介紹清楚，而后針對實物進行結(jié)構(gòu)介紹，由同學(xué)們來完成對傳感器實物的原理的敘述，最后作總結(jié)、補充。任何教材的編寫因為要照顧到各個層面，其內(nèi)容注重全而精。高職培養(yǎng)目標主要是為本省和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟建設(shè)服務(wù)，所以要求我們圍繞這一培養(yǎng)目標，要有所側(cè)重。浙江省是自動化、儀表制作大省，而本地汽車、摩托車儀表生產(chǎn)企業(yè)較多，汽車、摩托車儀表中所用傳感器為磁電、光電、霍爾傳感器、流量、電容等。根據(jù)這個特點，在教學(xué)的安排上加強這方面所用到傳感器的介紹，如磁電、光電、霍爾傳感器，甚至加強磁、光物理知識的介紹，達到學(xué)生的理解和學(xué)習(xí)。

4.實踐性教學(xué)形式多樣，方法靈活

4.1實驗室儀器的教學(xué)

實驗是《傳感器原理》的基礎(chǔ)，也是實踐性教學(xué)最常用的形式。在整個教學(xué)過程中其具有舉足輕重的作用。其實驗內(nèi)容應(yīng)是綜合性和設(shè)計性的，首先通過綜合性實驗了解各種傳感器的工作原理和特性，掌握各種傳感器的參數(shù)的測試方法，加深對課本理論知識的理解；其次通過設(shè)計性實驗達到電路方案的分析比較、設(shè)計計算、元件選擇、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握簡單傳感器電路的分析方法和工程設(shè)計方法。從元器件選擇、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)考慮，我們選擇光電傳感器實驗為設(shè)計性實驗內(nèi)容，通過實驗讓學(xué)生掌握常用的光電器件及其基本的應(yīng)用電路的設(shè)計和工作原理。

4.2參觀教學(xué)與生產(chǎn)實踐

根據(jù)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)生產(chǎn)傳感器的情況，在學(xué)習(xí)完某類傳感器的工作原理后，選擇一次參觀教學(xué)很有必要，參觀教學(xué)也是一種學(xué)習(xí)，通過參觀進一步了解傳感器的工作原理和在實踐中的應(yīng)用，同時通過參觀學(xué)習(xí)，既了解傳感器的生產(chǎn)工藝和過程，安裝調(diào)試的感性知識，又提高同學(xué)們學(xué)習(xí)傳感器的興趣。條件允許的話，還可讓同學(xué)親手安裝調(diào)試，體驗生產(chǎn)實踐的操作過程。

4.3課程設(shè)計

為了更好地突出課程的應(yīng)用性特點， 我們安排一周時間進行課程設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容，它是綜合利用所學(xué)傳感器知識完成一個傳感器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計并在實驗室實現(xiàn)。

其主要目標：

4.3.1通過解決一兩個實際問題，鞏固和加深對常用傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、特性的認識和基本知識的理解，提高綜合運用課程所學(xué)知識的能力。

4.3.2培養(yǎng)根據(jù)課題需要選學(xué)參考書籍，查閱手冊、圖表和文獻資料的自學(xué)能力。通過獨立思考，深入鉆研有關(guān)問題，學(xué)會自己分析解決問題的方法。

4.3.3通過實際電路方案的分析比較、設(shè)計計算、元件選擇、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握簡單傳感器電路的分析方法和工程設(shè)計方法。

4.3.4掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，學(xué)會簡單傳感器控制電路的實驗調(diào)試和整機指標測試方法，提高動手能力。能在教師的指導(dǎo)下，完成課題任務(wù)。

4.3.5了解與課題有關(guān)的電子線路及元器件工程規(guī)范，按課程設(shè)計任務(wù)書的要求編寫設(shè)計說明書，正確反映設(shè)計和實驗成果，正確繪制電路圖等。

4.3.6培養(yǎng)嚴肅認真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度。通過課程設(shè)計實踐，逐步建立正確的生產(chǎn)觀點、經(jīng)濟觀點和全局觀點，獲得初步的應(yīng)用經(jīng)驗，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。其成績評定按以下標準執(zhí)行：理論設(shè)計方案，演示所設(shè)計的系統(tǒng)，總成績40%；設(shè)計報告，占總成績20%；回答教師所提出的問題，占總成績的30%；考勤情況，占總成績的10%；考核成績分為優(yōu)、良、中、及格和不及格。

5.改革現(xiàn)行考核辦法，樹立全面考試觀

考試是教育效果測量的主要形式，也是教學(xué)達標的重要環(huán)節(jié)。同時其結(jié)果對教師的組織教學(xué)工作起重要的作用。

5.1在考試考核方法選擇方面

常規(guī)的考試方法是教師出題或建立試題庫，采用閉卷形式，而且所考的內(nèi)容往往是記憶的理論知識點，學(xué)生只要死記硬背住，就能獲得較高的分數(shù)。造成同學(xué)平時學(xué)習(xí)不用功，考前臨時抱佛腳，其結(jié)果使得很多高職高專學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)枯燥乏味。針對傳感器原理課程是一門應(yīng)用型課程，其考核也應(yīng)體現(xiàn)這一特點。我們采用其一，開卷筆試（期中考試、期末考試），其考核內(nèi)容為分析一些含傳感器的實際應(yīng)用電路，要求分析其工作原理；或采用學(xué)過傳感器原理畫出設(shè)置圖，畫出設(shè)計應(yīng)用電路原理框圖，簡要說明檢測、控制系統(tǒng)的工作原理。其二，采取論文、設(shè)計、調(diào)研報告與答辯相結(jié)合等方法實現(xiàn)對學(xué)生的考核（沒有課程設(shè)計）。

5.2學(xué)生課程成績的評判

根據(jù)以上的考核辦法，成績的組成也應(yīng)充分體現(xiàn)考核方法的多樣化，并合理分配各考核方法所占比例，組成傳感器原理課程的最后成績?nèi)缦卤怼?/p>

注：對于已安排課程設(shè)計的，論文、調(diào)研報告可以實驗操作形式考核定成績。

6.結(jié)語

經(jīng)過對2008、2009、2010屆高職學(xué)生《傳感器原理》課程的教學(xué)實踐，可以看到學(xué)生對學(xué)習(xí)該課程的興趣提高了，課堂教學(xué)不再是枯燥乏味的，教與學(xué)的互動性提高了，而且學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的大多選有關(guān)傳感器內(nèi)容的，更重要的是畢業(yè)生畢業(yè)后能較快適應(yīng)角色，受到用人單位的好評。

參考文獻：

[1]李濱孫.樹立新時代正確的人才觀，質(zhì)量觀和教學(xué)觀加快高職高專教學(xué)改革與建設(shè)[J] .柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2002（2）.

[2]劉陸平.關(guān)于高職高專電工電子課程教學(xué)改革的探討.北京，科技咨詢導(dǎo)報，2006（18）.

[3][日]高橋.清編， 顏生先，石永富譯.傳感器技術(shù)入門 . 北京，國防工業(yè)出版社，1985.

第9篇：傳感器設(shè)計論文范文

【關(guān)鍵詞】單片機；磁場檢測；磁傳感器；A/D模塊；顯示器

1.引言

管道系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個重要部門，如石油化工、天然氣、冶金、水利等，大部分都用作氣體或流體的承壓運輸，管道系統(tǒng)的工作環(huán)境惡劣，承受運輸?shù)臍怏w或流體的壓力、土壤和各種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，使管道內(nèi)部的潛在缺陷逐漸變成破裂而引起泄漏，污染人民的生活環(huán)境并且影響工業(yè)生產(chǎn)，所以對現(xiàn)有的管道系統(tǒng)進行無損檢測有很大的意義。

由于管道絕大多數(shù)采用導(dǎo)磁性能良好的高碳鋼或者合金鋼值制成，很適合于利用磁性檢測法進行檢測。同時，磁性檢測法具有現(xiàn)場適應(yīng)性強，不受油泥等非導(dǎo)磁材料的影響，成本較低，易于實現(xiàn)等優(yōu)點，研究的焦點主要集中在磁性檢測法，目前，用于檢測管道的宏觀損傷的磁性檢測法主要有磁粉檢測法、漏磁場檢測法和磁通檢測法。

2.磁傳感器的選取

此處是檢測缺陷漏磁場，一般缺陷漏磁場在OG、4OOG范圍內(nèi)。為了檢測漏磁場，可以用的傳感器有線圈和霍爾元器件?；魻栐骷途€圈的靈敏度一般，霍爾器件的靈敏度一般都在10mV/mA*kG，線圈的靈敏度也差不多。線圈可以做得很小，也即它的空間分辨力可以較高，但線圈的一致性不好。而霍爾器件是現(xiàn)成的芯片，有多種芯片可以選擇，一致性會比線圈的高，很適合于多傳感器的場合。綜合以上的優(yōu)缺點，我選霍爾元器件作為漏磁場傳感器。本課題選用Allegro公司的線性霍爾傳感器uGN3503uA型芯片，它是一種低噪聲輸出型霍爾傳感器，5v供電時，靈敏度為1.3mv/G，量程范圍為0-900G，當(dāng)外磁場為零時，它的輸出電壓值在2.25v-2.75v。

3.傳感器放大濾波電路

4.單片機磁場檢測硬件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

4.1系統(tǒng)的設(shè)計思路

要測量磁場，必須要有一套傳感器的伺動機構(gòu)，帶動傳感器探頭移動。根據(jù)圓形缺陷的理論模型的漏磁場分布，測量的最終目的是提取缺磁場幾何圖形的正負峰值和正負峰值的間即。由于事先不知道磁場的峰值在何處，所以必須在z軸方向連續(xù)測量一段區(qū)間，這就要求一個能帶動傳感器探頭做精密移動的裝置，結(jié)合實際，可以利用老式的繪圖儀代替，此處采用小型智能繪圖儀：SR一6602，它的步長是0.1mm，即每次最小的移動單元是0.1mm，這完全可以達到實驗要求。利用繪圖儀帶動磁探頭做精密移動，有兩種測量方式：一是連續(xù)移動測量，一是單點測量，即每次測量一個點。連續(xù)測量就要求知道繪圖儀的移動速度，但繪圖儀的移動速度不好測量，且連續(xù)測量使從磁傳感器輸出的電壓信號有一定頻率，這對后面的濾波電路有一定的要求。此處采用單點測量，這樣可以使磁傳感器輸出的信號近似是直流，這將簡化濾波電路，但它的缺點是測量的速度較慢。

PC機在其中其控制作用，協(xié)調(diào)繪圖儀和51單片機等其它幾個部分運作。

（1）PC機中通過C語言編程控制串口1按照繪圖儀的命令格式向其發(fā)送命令。

（2）Pc機通過C語言編程控制串口2向8051單片機系統(tǒng)發(fā)送控制命令，接收數(shù)據(jù)等信息。

4.2繪圖儀簡介

繪圖儀采用一種老式的小型智能繪圖儀：SR-6602。用繪圖儀不是為了畫圖，而是利用其移動裝置，帶動傳感器探頭做精密移動（步長0.1mm）。它用25針串口RS-232作為接口，所有的命令都必須通過串口來發(fā)送接受。

其它的命令都類似，首先按繪圖儀命令格式把命令定義成一個數(shù)組，然后通過串口發(fā)送函數(shù)到相應(yīng)的串口命令。

4.3硬件電路的實現(xiàn)

因為PC機的串口電壓與單片機的串口電壓不一致，所以采用芯片ICL232來做串口電壓轉(zhuǎn)換。為了調(diào)試程序的方便直觀，還有必要加顯示電路作為輔助部分，電路原理如圖8所示，采用數(shù)碼管LED顯示管，總共有4個這種單元。

5.結(jié)束語

本文以研究各種管道及設(shè)備的磁場為背景，根據(jù)實際要求，用8051單片機設(shè)計了一套磁場的驗證系統(tǒng)，本論文主要設(shè)計了磁場檢測的硬件部分，硬件部分主要有霍爾傳感器放大濾波電路和單片機電路，其中單片機電路主要有存儲器的擴張、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換、串口電路和LED顯示部分。根據(jù)對磁場檢測的要求設(shè)計了一整套的試驗步驟和方法，對水利及石油管道漏磁檢測及許多磁場檢測方面提供了應(yīng)用方案。

參考文獻：

[1]金建華.《基于磁性傳感器信息融合的在線檢測技術(shù)與系統(tǒng)》華中科技大學(xué)，2001.