电感式传感器的技术原理和应用设计毕业论文

电感式传感器的技术原理和应用设计InductiveSensorPrinciplesandApplicationDesignI摘要随着物联网在世界各国的快速发展，人们已经逐渐的发现物联网技术已经深入到生活中的每个角落，它的应用特征包括应用广泛性、连续控制性、创新性、增值性和生态关联特征，它体现出了物联网的巨大能量，在促进两化融合和经济发展中将会起到巨大作用传感器技术，则是完成这一切项目的基础，大到一个集成系统，小到一个微型遥控器，都是和传感技术息息相关的，所以就需要我们对其中的传感器技术有一个较为全面系统的认识。本文首先通过目前物联网的发展开始进行讨论，并结合当前社会现状进行举例说明；然后根据相关应用来对传感器技术的原理和特点进行系统分析；重点对传感器的原理和特点作为较为深入的了解，接着就是对电感式传感器的应用设计进行举例分析和相关探讨；最后根据应用方案分析的结果，让我们对于电感式传感器有了一个系统的了解，同时更好的理解传感器在物联网中，在生活中所起到的巨大作用。关键词：物联网传感器技术电感式传感器应用方案IIAbstractWiththeInternetofThingsintherapiddevelopmentofthecountriesintheworld,peoplehavegraduallydiscoveredtheInternetofThingstechnologyhasgonedeepintoeverycorneroflife,itsapplicationfeaturesincludetheapplicationofextensiveandcontinuouscontrol,innovation,value-addedandeco-associatedcharacteristicsthatwhichreflectthetremendousenergyoftheInternetofThings,soitwillplayahugeroletopromotetheintegrationandeconomicdevelopment.Sensortechnology,isthebasisofcompletionofallprojectsaslargeasanintegratedsystem,assmallasaminiatureremotecontrol,arecloselyrelatedtosensingtechnology,soweneedamorecomprehensiveunderstandingofsensortechnology.ThisarticlefirstbegintodiscussthecurrentdevelopmentoftheInternetofThingswiththecurrentsocialsituationtoillustrate;theninaccordancewiththerelevantapplicationtotheprinciplesandcharacteristicsofthesensortechnologysystem;thenbyfocusingontheinductivesensorapplicationdesignforexample,analyzeandexplore;Finally,accordingtotheapplicationprogramanalysisresults,Letushaveasystemunderstandingoftheinductivesensors,andbetterunderstandingofthesensorplayahugeroleintheInternetofThingsandinlife.Keywords:InternetofThingssensorsInductivesensorsapplicationsIII目录摘要………………………………………………………………………………………IAbstract………………………………………………………………………………………II绪论……………………………………………………………………………………………11物联网概述………………………………………………………………………………31.1物联网的概念和发展…………………………………………………………………31.1.1物联网的起源与发展………………………………………………………………31.1.2现代物联网概念……………………………………………………………………31.2物联网的典型应用领域………………………………………………………………41.2.1智能电网……………………………………………………………………………41.2.2智能交通……………………………………………………………………………41.2.3智能家居……………………………………………………………………………51.2.4公共安全……………………………………………………………………………52传感器技术……………………………………………………………………………62.1传感器技术概述………………………………………………………………………62.1.1传感器的作用及特点………………………………………………………………62.1.2传感器的组成和分类………………………………………………………………62.1.3传感器的基本特性…………………………………………………………………72.2电感式传感器…………………………………………………………………………102.2.1工作原理……………………………………………………………………………102.2.2优点和缺点…………………………………………………………………………102.2.3电感式传感器的种类………………………………………………………………103电感式位移传感器应用设计……………………………………………………………123.1设计的总体模块………………………………………………………………………123.1.1设计的总体框架………………………………………………………………………123.1.1框架的主要功能………………………………………………………………………123.2各模块的设计电路……………………………………………………………………123.2.1模拟电路部分………………………………………………………………………12IV3.2.2数字电路部分………………………………………………………………………133.2.3传感部分……………………………………………………………………………14结论…………………………………………………………………………………………16致谢…………………………………………………………………………………………17参考文献……………………………………………………………………………………181绪论物联网(InternetofThings)这个词，国内外普遍公认的是MITAuto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早提出来的。在2005年国际电信联盟（ITU）发布的同名报告中，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。“物联网技术”的核心和基础仍然是“互联网技术”，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。因此，物联网技术的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术。自2009年8月温家宝总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。物联网的概念与其说是一个外来概念，不如说它已经是一个“中国制造”的概念，他的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。而其中的传感器技术在今后的社会中也将占据越来越重要的地位，各发达国家都将传感器技术视为现代高新技术发展的关键，我国从20世纪80年代以来也已将传感器技术列入国家高新技术发展的重点。可以从下面从五个方面简述传感器技术的发展趋势：新材料的开发和应用：半导体材料在敏感技术中占有较大优势，半导体传感器灵敏度高，响应速度快，体积小，质量轻，便于实现集成化，在今后的一个时期内，仍占有主要地位。新工艺、技术的应用：将半导体的精密细微加工技术应用在传感器的制造中，可极大提高传感器的性能指标，并为传感器的集成化、超小型化提供技术支撑。向小型化、集成化方向发展：由于航空技术的发展，以及医疗器件和一些特殊场合的需要，传感器必须向小型化、微型化方向发展。传感器的智能化：将传统的传感器和微处理及相关电路组成一体化的结构就是智能传感器。2传感器的网络化：传感器网络化是采用标准的网络协议和模块化结构将传感器和计算机与网络技术有机结合，使传感器成为网络中的智能节点。而对应的传感器需求与开发的重点方向主要集中在以下几个方面：工业过程控制与汽车传感器、环保传感器、医疗卫生与食品检测传感器、微小型传感器以及MEMS（微电子机械系统）、生物医学研究急需要的新型传感器、生态农业传感器等等。31物联网概述1.1物联网的概念和发展早在1995年，比尔·盖茨在其著作《未来之路》中已有这样的描述：“凭借你佩戴的电子饰品，房子可以识别你的身份，判断你所处的位置，并为你提供合适的服务；在同一房间里的不同人会听到不同的音乐；当有人打来电话时，整个房子里只有距离最近的话机才会想起……”【1】。上面这些在科幻小说里面出现的场景和功能，被视为人们对物联网所具备的神奇功能的期待和预言。谈到物联网具体的起源，当前普遍认同的观点是：物联网起源于传感器网络和射频识别。1.1.1物联网的起源与发展早期传感器网络主要是致力于研究和开发小型化、低功耗无线传感器网络节点，这些科研项目的主要成果是一系列无线传感器网络平台和初级应用示范系统；而近期传感器网络的研究主要致力于开展大量针对传感器网络通信协议及其支撑技术的细化研究，如网络拓扑控制、MAC协议、路由协议、网络安全、时间同步、结点定位等，同时也对传感器网络中的信息处理、数据查询、数据融合、部署覆盖等相关问题进行了深入研究。综合以上不难看出传感器网络最显著的技术特征和最重要的应用目标是感知物理世界，因而传感器网络被视为物联网的一个主要起源。其次就是射频识别（RFID）技术，它是利用无线射频方式进行非接触双向通信，以达到目标识别目的并交换数据。RFID技术能实现多目标识别、运动目标识别，便于通过互联网实现物品的识别、跟踪和管理，因此受到广泛的关注。而正是由于其具备实现物品自动识别和信息交换的能力，RFID技术被形象的比喻为“物理通信技术”。加之RFID技术广泛应用于物流领域的现状，RFID被视为物联网的起源之一。1.1.2现代物联网的概念“TheInternetofthings”是物联网的英文名称。在中国把物联网称之为“传感网”。中科院早在1999年，就启动了传感网的研究，并已建立了一些实用的传感网。与其它国家相比，我国技术研发水平处于世界前列，具有同发优势和重大的影响力。在世界传感网领域，中国、德国、美国、韩国等国成为国际标准制定的主导国之一。2005年，11月27日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联4盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》的报告，正式提出了物联网的概念。IBM大中华区首席执行官钱大群在2009IBM论坛上公布了名为“智能的地球”的最新策略。IBM希望“智能的地球”策略能掀起互联网浪潮之后的又一次科技革命。“智慧地球”的概念是美国IBM2008年提出的。20