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傳感器設(shè)計(jì)論文范文第1篇

藍(lán)牙技術(shù)為藍(lán)牙特別興趣小組（SIG，SpecialInterestGroup）在1998年提出。它是一種新的短距離無(wú)線通信協(xié)議，是一種無(wú)線數(shù)據(jù)與語(yǔ)音通信的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，目的是以無(wú)線的方式取代現(xiàn)有的有線接口。其優(yōu)勢(shì)在于：具有很強(qiáng)的移植性，可應(yīng)用于多種通信場(chǎng)合；硬件集成應(yīng)用簡(jiǎn)單，成本低廉，實(shí)現(xiàn)容易，而且易于推廣；藍(lán)牙功耗低，對(duì)人體危害小；采用擴(kuò)頻跳頻技術(shù)，抗干擾能力強(qiáng)，增加了信息傳輸?shù)陌踩?。藍(lán)牙系統(tǒng)支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信。在一點(diǎn)對(duì)多瞇的連接方式中，多個(gè)藍(lán)牙單元共享一條信道，采用同一跳頻序列。各個(gè)藍(lán)牙設(shè)備構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱為匹克網(wǎng)（Piconet）。匹克網(wǎng)中藍(lán)牙設(shè)備以主從方式實(shí)現(xiàn)通信。由于藍(lán)牙設(shè)備的物理尋址地址為3位，因此在同一時(shí)刻，匹克網(wǎng)最多只能激活8位設(shè)備（1主7從）；但不同時(shí)刻，多個(gè)匹克網(wǎng)可以構(gòu)成一個(gè)可重疊的散射網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。藍(lán)牙通信的有效半徑和其輸出的功率有關(guān)：當(dāng)輸出功率是2類（2.5mW/4dB）時(shí)，通信范圍為15m；如果增加其功率到1類（4mW/20dB）時(shí)，就能使通信范圍達(dá)到100m。

2基本標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的傳感器結(jié)構(gòu)模型

基于IEEE1451.5和藍(lán)牙協(xié)議的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化傳感器由STIM、藍(lán)牙模塊和NCAP三部分組成，其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。此方案的實(shí)現(xiàn)，相當(dāng)于在IEEE1451.2的結(jié)構(gòu)模型上取代了原有的TII接口。采用無(wú)線的藍(lán)牙協(xié)議實(shí)現(xiàn)連接，類似于實(shí)現(xiàn)了一個(gè)無(wú)線的STIM和無(wú)線NCAP接收終端的模式。通過(guò)在原有的STIM和NCAP中嵌入了藍(lán)牙模塊，構(gòu)成的無(wú)線NCAP和無(wú)線STIM，以點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)在藍(lán)牙匹克網(wǎng)以主從方式實(shí)現(xiàn)相互通信。

與典型的有線方式相比，上述無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模型增加了兩個(gè)藍(lán)牙模塊。對(duì)于藍(lán)牙模塊部分標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙對(duì)外接口電路一般使用RS232或USB接口，而TII是一個(gè)控制鏈接到它的STIM的串行接口。因此，必須設(shè)計(jì)一個(gè)類似于TII接口的藍(lán)牙電路，構(gòu)造一個(gè)專門(mén)的處理器來(lái)完成控制STIM和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到藍(lán)牙主控制接口HCI（HostControlInterface）的功能。

3藍(lán)虎無(wú)線抄表傳感器的設(shè)計(jì)

基于上述無(wú)線傳感器結(jié)構(gòu)模型給出的無(wú)線抄表傳感器的結(jié)構(gòu)原理，如圖2所示。整個(gè)傳感器核心部件是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的前端STIM部分和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口的NCAP部分。STIM完成數(shù)據(jù)的采集和處理（濾波、校準(zhǔn)等），NCAP完成傳感器的網(wǎng)絡(luò)接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)PSTN電話互網(wǎng)連。STIM和NCAP之間用藍(lán)牙無(wú)線接口連接。STIM選用8位處理器實(shí)現(xiàn)，而NCAP的網(wǎng)絡(luò)接口通過(guò)8位的處理器和內(nèi)嵌Modem的形式實(shí)現(xiàn)。

（1）NCAP部分硬件設(shè)計(jì)

抄表傳感器NCAP硬件部分選用的處理器、藍(lán)牙模塊和內(nèi)置Modem分別是Winbond公司的W78E58處理器、Erricsson公司ROM101008系列藍(lán)牙模塊以及OKI公司的調(diào)制解調(diào)芯片MSM7512B。

圖3

由于系統(tǒng)中藍(lán)牙模塊接口采用的是RS232串口，同時(shí)處理器和內(nèi)置Modem的通信接口也要用到RS232串口，因此我們選用W78E58處理器。該處理器具有雙串口。ROK101008系列藍(lán)牙模塊遵從藍(lán)牙1.1規(guī)范，是一個(gè)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信模塊。該模塊可以同時(shí)和在其范圍內(nèi)被連接的7個(gè)藍(lán)牙從設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。MSM7512B為OKI公司推出的FSK模式調(diào)制解調(diào)器芯片，通過(guò)設(shè)置引腳MOD2和MOD1選擇四種工作模式的一種。MT8888C作為DTMF接收器時(shí)，DTMF信號(hào)從IN+和IN-輸入，一旦信息被寫(xiě)入到接收寄存器中，MT8888C將置位狀態(tài)豁口中接收寄存器滿標(biāo)志位和IRQ/CP端電平來(lái)通知控制器準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)；MT8888C作為DTMF發(fā)送器時(shí)，數(shù)據(jù)被寫(xiě)入發(fā)送寄存器，經(jīng)內(nèi)部轉(zhuǎn)換合成DTMF信號(hào)從TONE端輸出。本處采用中斷方式檢測(cè)DTMF振鈴信號(hào)。圖3為藍(lán)牙抄表傳感器NCAP部分的硬件電路原理。

（2）抄表傳感器NCAP部分軟件設(shè)計(jì)

抄表傳感器NCAP部分的軟件設(shè)計(jì)，主要是在單片機(jī)上完成兩部分功能的程序編制：一是初始化藍(lán)牙模塊，使抄表傳感器NCAP部分上主設(shè)備模塊和所有范圍內(nèi)的從設(shè)備模塊建立連接；二是驅(qū)動(dòng)MSM7512B和MT8888C工作，實(shí)現(xiàn)與PSTN的連接。

①藍(lán)牙模塊初始化。參照008藍(lán)牙模塊的工作方式，即通過(guò)單片機(jī)向藍(lán)牙模塊發(fā)送HCI（HostContr

olerInterface）分組。HCI指令包括指令分組、數(shù)據(jù)分組和事件分組。具體格式為：操作碼+參數(shù)總長(zhǎng)+參數(shù)0+……+參數(shù)N。

如下給出主、從設(shè)備間實(shí)現(xiàn)ACL數(shù)據(jù)連接的HCI指令（字符對(duì)應(yīng)相應(yīng)指令的操作碼，由前10位和后6位兩部分組成，括弧內(nèi)為該指令的參數(shù)）：從設(shè)備上電后實(shí)現(xiàn)查詢使能進(jìn)行復(fù)位Write_scan_enable(0x3)。主設(shè)備發(fā)送查詢HCI指令I(lǐng)nquiry(0x9c8b33,8,0)，假定從設(shè)備的地址為0x000000000000,則建立ACI連接的HCI指令為Creat_Connection(0x000000000000,0xcc18,0,0,0,0)。從設(shè)備接收連接請(qǐng)求指令為Accept_connection_request(0x111111111111,0)，假定主設(shè)備的地址為0x111111111111。這樣主從設(shè)備之間即建立了ACL數(shù)據(jù)連接。其中Inquiry對(duì)應(yīng)的操作碼為：0x0001,0x01。具體指令參見(jiàn)藍(lán)牙規(guī)范。②初始化MSM7512B和MT8888C。首先使能MSM7512B，選擇模式1。值得注意的是，復(fù)位MT8888C時(shí)，必須將上電后延時(shí)100ms。具體復(fù)位方式參見(jiàn)MT8888C數(shù)據(jù)手冊(cè)。

如下給出單片機(jī)的初始化程序及外部中斷0的服務(wù)程序。

/*初始化程序*/

TCON=0x40H;//Timer1使能

TMOD=0x20H;//Timer1為定時(shí)器，8位自動(dòng)重裝TH1到TL1

CKCON=0x30H;//Timer1和Timer2時(shí)鐘為1/12CLOCK

SCON=0x50H//串口0模式1，波特率由Timer2決定

IE=0xD1H;//使能中斷（串口1和串口2以及INT0）

SCON1=0x50H;//串口1模式1，波特率由Timer1決定

T2CON=0x34H;//Timer2自動(dòng)重裝RCAP2L到TL2，RCAP2H到T2H

WDCON=0x02H//Watchdog復(fù)位使能

TL1=0xFDH;TH1=0xFDH;TL2=0xFDH;TH2=0x00H;

RCAP2L=0xFAH;RCAP2H=0x00H;

/*初始值設(shè)置，設(shè)置串口1和串口2的波特率為9600bps*/

Init_008();//初始化藍(lán)牙模塊

Reset_mt8888c();//復(fù)位MT8888C

P1^0=1;P0=0x00H;//使能MSM7512，選擇模式1

/*外部中斷0的服務(wù)程序*/

voidservice_int0()interrupt0

{SendRecord();//傳送監(jiān)測(cè)記錄……}

（3）STIM的設(shè)計(jì)

大多數(shù)傳大吃一驚器的STIM部分設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，因?yàn)殡姳頂?shù)據(jù)采集的功能比較單一。圖4為STIM數(shù)據(jù)采集部分的原理框圖。

硬件設(shè)計(jì)時(shí)，電表數(shù)據(jù)采集部分和傳統(tǒng)的有線方式一樣，只是硬件上增加了藍(lán)牙模塊作為和上層藍(lán)牙傳感器NCAP的無(wú)線接口。數(shù)據(jù)采集部分經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后的數(shù)字脈沖接到單片機(jī)的計(jì)數(shù)器口，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)，然后將必要的電表數(shù)據(jù)量送至藍(lán)牙模塊。單片機(jī)遷移家長(zhǎng)普通的8031即可，模塊選用的是ROK101008系列。軟件上除了要注單片機(jī)上完成數(shù)據(jù)采集的部分程序外，上電時(shí)還應(yīng)該初媽嘩藍(lán)牙模塊，使模塊能夠在其有效范圍被搜索連接。數(shù)據(jù)采集部分程序主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，同時(shí)轉(zhuǎn)換成電表參量，然后徑藍(lán)牙模塊送到NCAP。

4基于藍(lán)牙抄表傳感器的抄表系統(tǒng)

傳感器設(shè)計(jì)論文范文第2篇

【關(guān)鍵詞】電渦流；傳感器；單片機(jī)

1.引言

現(xiàn)代社會(huì)是信息化的社會(huì)，人們的主要交流和溝通都是通過(guò)對(duì)信息的傳遞、處理而進(jìn)行的。傳感器就是人們從自然界獲取各種相應(yīng)外界信息的方式，能夠?qū)⑾鄳?yīng)的需要采集的信息轉(zhuǎn)換成為控制芯片能夠識(shí)別的電流或者電壓等信號(hào)，在現(xiàn)代的控制測(cè)量系統(tǒng)中具有不可缺少的作用。

本論文主要介紹的是電渦流式位移傳感器。電渦流式位移傳感器屬于電感式位移傳感器的一種，是基于電渦流效應(yīng)而工作的傳感器，具有很多優(yōu)點(diǎn)：高分辨率、高可靠性、較寬的頻率響應(yīng)以及較高的靈敏度等等。

該傳感器還具有很強(qiáng)的抗干擾能力，相比而言，傳統(tǒng)的傳感器具有非線性誤差，要求工作環(huán)境恒定或者價(jià)格較高[1]。

2.電渦流式微位移傳感器

2.1 傳感器發(fā)展歷程

國(guó)外在工業(yè)化的過(guò)程中，逐漸將傳感器廣泛應(yīng)用在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，在航天和軍事領(lǐng)域也有十分領(lǐng)先的傳感器應(yīng)用。之后伴隨各個(gè)國(guó)家的機(jī)械、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等信息產(chǎn)業(yè)如日中天，歐美國(guó)家以及亞洲的日本都對(duì)世界的傳感器具有相當(dāng)重要的影響。

我國(guó)主要是在1960年開(kāi)始對(duì)傳感器進(jìn)行開(kāi)發(fā)工作。國(guó)家組織大批科研人員對(duì)其進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，并實(shí)施了“八五”、“九五”等國(guó)家計(jì)劃，使得其取得了十分矚目的應(yīng)用成就。然而我們也應(yīng)該清醒地意識(shí)到，我國(guó)在傳感器的基礎(chǔ)制造工藝等方面還不能和發(fā)達(dá)國(guó)家相提并論，許多核心技術(shù)以及芯片都要進(jìn)口。與此同時(shí)，我們的傳感器在國(guó)際上沒(méi)有太大競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)品研發(fā)和更新速度很低，缺少實(shí)用創(chuàng)新性[2]。

2.2 傳統(tǒng)傳感器缺點(diǎn)

以往的傳感器和電渦流位移傳感器比起來(lái)，具有以下幾個(gè)方面的嚴(yán)重不足：

（1）輸入一輸出特性存在非線性且隨時(shí)間而漂移；

（2）環(huán)境會(huì)干擾參數(shù)，使得測(cè)量結(jié)果發(fā)生漂移；

（3）因結(jié)構(gòu)尺寸大，而時(shí)間響應(yīng)特別差；

（4）易受噪聲干擾、信噪比低；

（5）靈敏度或者分辨率不夠理想。

2.3 電渦流式微位移傳感器

本論文所要介紹的電渦流位移傳感器，其工作原理是利用了渦流效應(yīng)。該類型的傳感器，通過(guò)渦流效應(yīng)使相應(yīng)的位移的變化，轉(zhuǎn)換成線圈的阻抗值變化；之后利用特定的電路將線圈阻抗值變化轉(zhuǎn)換成為電壓的變化，再進(jìn)行檢測(cè)和輸出，根據(jù)相應(yīng)的公式或者經(jīng)驗(yàn)，能夠還原成位移信息。這種傳感器具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如具有很高的靈敏度、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)以及及時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。該傳感器廣泛應(yīng)用在測(cè)量振動(dòng)和位移等信息量上。大體上輸出的電壓信號(hào)與位移的變化量是線性的關(guān)系，公式是ΔS=K?ΔV。其中K是系統(tǒng)的比例常數(shù)，在不同的傳感器中根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同是不一樣的。

2.4 電渦流式位移傳感器測(cè)量原理

公式能夠精確描述該原理。我們根據(jù)公式可以得知，在其他條件不變的情況下，Z（線圈的阻抗）與S一一對(duì)應(yīng)。電渦流傳感器測(cè)量位移的原理就是基于此公式，在特定的信號(hào)激勵(lì)過(guò)程中，傳感器會(huì)依據(jù)位移變化而產(chǎn)生電壓的變化。

3.測(cè)量系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

3.1 主控芯片

本論文設(shè)計(jì)的電渦流微位移傳感器使用的主控芯片是AT89S52單片機(jī)。MSC-51單片機(jī)是八位的非常實(shí)用的單片機(jī)。本論文所使用的AT89S52單片機(jī)就是基于這款單片機(jī)的。MSC-51單片機(jī)的基本架構(gòu)被ATMEL公司購(gòu)買，繼而在其基本內(nèi)核的基礎(chǔ)上加入了許多新的功能，同時(shí)擴(kuò)展了芯片的容量以及加入flash閃存等等。51內(nèi)核的單片機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此無(wú)論是在工業(yè)上還是在一些電子產(chǎn)品上應(yīng)用都很多。全球也有許多大公司對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展，加入新的功能。即使是在今天，51單片機(jī)仍然在控制系統(tǒng)中占據(jù)很大市場(chǎng)[4]。

下面對(duì)本論文所使用的單片機(jī)作簡(jiǎn)要介紹。AT89S52單片機(jī)具有最大能夠支持的64K外部存儲(chǔ)擴(kuò)展，同時(shí)還具有8K字節(jié)的Flash空間。該單片機(jī)具有4組I/O口，分別是從P0到P3，同時(shí)每組端口具有8個(gè)引腳。每個(gè)引腳除了能夠作為普通的輸入和輸出端口外，還具有其它功能，也就是我們通常所說(shuō)的引腳復(fù)用。其還具有斷電保護(hù)、看門(mén)口、計(jì)時(shí)器和定時(shí)器。51單片機(jī)一般的工作電壓是5V。

3.2 顯示模塊

本論文設(shè)計(jì)的LCD1602電路，該液晶模塊能夠顯示2行*16列的字符，相對(duì)于數(shù)碼管而言，顯示更加靈活多變。該液晶模塊用來(lái)顯示其測(cè)量處理后的數(shù)據(jù)。

4.測(cè)量系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

本論文的主程序循環(huán)采集電量的變化，并實(shí)時(shí)顯示在液晶模塊上。系統(tǒng)軟件是指完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的軟件。為了提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性，在編寫(xiě)系統(tǒng)應(yīng)用軟件時(shí)，主要考慮以下兩方面：

（1）提高系統(tǒng)抗干擾性能。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不可避免的有各種抗干擾因素。因此本系統(tǒng)除了在硬件上硬件復(fù)位和加電容濾波外。在軟件上，采用了指令冗余技術(shù)、延時(shí)消抖技術(shù)以及對(duì)位移大小采樣值進(jìn)行中值濾波的數(shù)字濾波方法，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

（2）采用模塊化編程。將系統(tǒng)的應(yīng)用程序分為若干個(gè)功能模塊，這些模塊可以任意更改而不影響程序的其余部分，將各個(gè)功能模塊程序調(diào)通后，再把各個(gè)功能模塊結(jié)合起進(jìn)行聯(lián)調(diào)，這大大減少了調(diào)試時(shí)間，提高了程序的通用性，方便程序的修改和檢查。

5.總結(jié)

電渦流位移傳感器是一種基于電渦流效應(yīng)的傳感器，能夠?qū)⑽灰频淖兓D(zhuǎn)換成電量的變化。本論文主要介紹了傳統(tǒng)傳感器的發(fā)展歷程，進(jìn)而介紹了電渦流式微位移傳感器的測(cè)量原理和優(yōu)勢(shì)，并基于單片機(jī)設(shè)計(jì)了測(cè)量系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]譚祖根，汪樂(lè)宇.電渦流檢測(cè)技術(shù)[M].北京：原子能出版社，1986.

[2]于鵬，許媛媛.利用插值法和曲線擬合法標(biāo)定電渦流傳感器[J].中國(guó)測(cè)試技術(shù)，2007，1（33）.

傳感器設(shè)計(jì)論文范文第3篇

【關(guān)鍵詞】傳感器；智能化；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；自補(bǔ)償

【基金項(xiàng)目】論文受到成都信息工程大學(xué)校級(jí)項(xiàng)目KYTZ201521，Y2013062，Y2015015以及“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”精品課程建設(shè)項(xiàng)目的資助。

一、引言

現(xiàn)代傳感器技術(shù)是在傳統(tǒng)傳感器技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，廣泛結(jié)合了信息處理技術(shù)、通信技術(shù)及微電子技術(shù)等[1]，將傳感器提升至 “系統(tǒng)”級(jí)別。

開(kāi)設(shè)現(xiàn)代傳感器技術(shù)課程，需要在具備經(jīng)典傳感器知識(shí)的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步掌握智能傳感器的相關(guān)知識(shí)，了解集成電路工藝、統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論和現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)等[2]。該課程的內(nèi)容涉及智能傳感器系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，智能化功能的軟件實(shí)現(xiàn)方法，以及多元回歸分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和支持向量機(jī)技術(shù)等數(shù)據(jù)挖掘方法。學(xué)生可以通過(guò)自主設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)加深對(duì)智能傳感器的理解。而智能傳感器的軟件實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘方法的仿真都具備充分的靈活性，學(xué)生可以結(jié)合PC機(jī)在課堂上和課后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究[3]。

二、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)代傳感器技術(shù)的課程介紹了新型智能傳感器的概念、構(gòu)成方式及具有的功能，重點(diǎn)在于智能傳感器的集成化和智能化實(shí)現(xiàn)方法。

智能傳感器集成化的實(shí)現(xiàn)涉及微電子技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容，對(duì)于非微電子專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)很難具備此方面的扎實(shí)基礎(chǔ)，不易開(kāi)展自主設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。并且此部分內(nèi)容的相關(guān)實(shí)驗(yàn)對(duì)硬件要求較高，不利于在不同專業(yè)和高校的推廣。

智能傳感器智能化的實(shí)現(xiàn)方式多樣，有硬件實(shí)現(xiàn)，也有軟件實(shí)現(xiàn)。軟件實(shí)現(xiàn)方法包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、支持向量機(jī)技術(shù)、粒子群算法和小波分析等數(shù)據(jù)挖掘方法中的智能算法。這些智能算法的仿真工具眾多，算法設(shè)計(jì)靈活且多樣，可以讓學(xué)生在完成課程實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，通過(guò)自主設(shè)計(jì)進(jìn)一步發(fā)掘算法的優(yōu)化方法，加深對(duì)知識(shí)的理解。

本論文將舉例說(shuō)明現(xiàn)代傳感器技術(shù)課程在智能傳感器智能化實(shí)現(xiàn)方面的自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)方法。

例如，開(kāi)設(shè)題為“基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的傳感器溫度自補(bǔ)償模塊設(shè)計(jì)”實(shí)驗(yàn)。對(duì)于會(huì)受溫度影響的傳感器，要降低工作環(huán)境溫度的影響，就需要設(shè)計(jì)自補(bǔ)償模塊，補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ卸喾N，這里選用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。首先，學(xué)生需要選定實(shí)驗(yàn)對(duì)象，即傳感器，比如某款壓阻式壓力傳感器，然后獲取不同溫度狀態(tài)下傳感器靜態(tài)標(biāo)定數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)定數(shù)據(jù)制作樣本，輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生可以根據(jù)需要選擇不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，比如BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等[4]。實(shí)驗(yàn)編程時(shí)可于利用現(xiàn)有的工具箱進(jìn)行輔助編程，也可以完全自行編程。

以上實(shí)驗(yàn)只考慮了溫度這一個(gè)干擾量的影響。通常影響傳感器的不止一個(gè)干擾量，還可能存在兩個(gè)或多個(gè)干擾量的影響。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法可以用來(lái)降低兩個(gè)或者是多個(gè)干擾量的影響。此外，學(xué)生還可以用支持向量機(jī)技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)智能化軟件模塊，用于降低多個(gè)干擾量的影響。例如，可開(kāi)設(shè)題為“基于支持向量機(jī)方法的降低多個(gè)干擾量影響的傳感器智能模塊設(shè)計(jì)”。該實(shí)驗(yàn)的過(guò)程是先選定存在交叉敏感的傳感器作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行多維標(biāo)定實(shí)驗(yàn)獲取樣本數(shù)據(jù)，再利用支持向量機(jī)方法建立數(shù)據(jù)融合模型，從而消除或是降低多個(gè)干擾量的影響。支持向量機(jī)的功能包括分類和回歸等，因此學(xué)生還可以結(jié)合其分類的功能設(shè)計(jì)其他傳感器智能模塊。

學(xué)生在進(jìn)行智能算法的課程實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以選擇自帶工具箱中豐富的仿真工具，也可以自行編程實(shí)現(xiàn)算法。本論文采用Matlab軟件為仿真工具實(shí)現(xiàn)算法。

三、實(shí)驗(yàn)示例

（一）基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的傳感器溫度自補(bǔ)償模塊設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)選定壓阻式壓力傳感器作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，目標(biāo)如下。

1.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計(jì)溫度補(bǔ)償模塊，消除工作環(huán)境溫度對(duì)傳感器的影響。

2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程需對(duì)多個(gè)樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提高補(bǔ)償模塊的適應(yīng)性，即在滿足壓力量程的情況下對(duì)不同的工作溫度進(jìn)行補(bǔ)償。

3.溫度補(bǔ)償模塊的設(shè)計(jì)可以使用多種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，并進(jìn)行對(duì)比，得到消除溫度影響最好的方法。

實(shí)驗(yàn)步驟如下。

1.二維標(biāo)定實(shí)驗(yàn)

用標(biāo)定實(shí)驗(yàn)來(lái)獲取原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。由于實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)時(shí)間的限制，有些學(xué)生無(wú)法進(jìn)行此步驟。學(xué)生也可以通過(guò)教材或者相關(guān)論文來(lái)獲取原始數(shù)據(jù)，但是必須在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中注明數(shù)據(jù)的來(lái)源。

2.數(shù)據(jù)預(yù)處理與樣本制作

用上一步中獲取的原始數(shù)據(jù)來(lái)制作樣本。通常先將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，用歸一化之后的數(shù)據(jù)制作樣本。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的樣本包括訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本。

3.訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

將訓(xùn)練樣本輸入到編好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，可以是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，得到訓(xùn)練后的模型。

4.測(cè)試神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

用測(cè)試樣本檢驗(yàn)訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。如果得到的效果不好，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，改善補(bǔ)償效果。

5.更換訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本后重復(fù)第三和第四個(gè)步驟

不同樣本得到的結(jié)果往往差異較大，實(shí)驗(yàn)中需要更換訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本后進(jìn)行多次重褪笛椋用以提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的適應(yīng)性。

6.換一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法重復(fù)第五個(gè)步驟

同一樣本采用不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法可能得到不同的補(bǔ)償結(jié)果，實(shí)驗(yàn)中可以嘗試對(duì)比不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，或者通過(guò)優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法改善補(bǔ)償效果。

（二）基于支持向量機(jī)方法的降低多個(gè)干擾量影響的傳感器智能模塊設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)如下。

1.利用支持向量機(jī)的處理分類和回歸問(wèn)題的功能，對(duì)傳感器交叉敏感的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，用以抑制交叉敏感現(xiàn)象。

2.嘗試修改支持向量機(jī)的程序，例如更換核函數(shù)或改變分類策略，得到不同的測(cè)試結(jié)果。

3.制備多組樣本數(shù)據(jù)，對(duì)不同的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，用以檢驗(yàn)算法的適應(yīng)性。

實(shí)驗(yàn)步驟如下。

1.樣本數(shù)據(jù)制作

根據(jù)確定的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，采集或制備樣本數(shù)據(jù)。制作好的樣本數(shù)據(jù)將分為訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本兩部分。訓(xùn)練樣本與測(cè)試樣本的格式保持一致。

2.算法設(shè)計(jì)

利用支持向量回歸（Support Vector Regression，SVR）或支持向量分類（Support Vector Classification，SVC）算法，處理樣本數(shù)據(jù)。利用多種策略測(cè)試算法優(yōu)劣。

例如在支持向量分類算法中，有兩種處理多分類問(wèn)題的策略， 一種是“一對(duì)一（one agaist one， 1A1）”， 另一種是“一對(duì)多（one agaist all， 1AA）”。實(shí)驗(yàn)中可測(cè)試不同策略的算法。支持向量機(jī)可選取多種核函數(shù)，包括線性核函數(shù)、多項(xiàng)式核函數(shù)和徑向基（Radial Basis Function，RBF）核函數(shù)等。目前尚缺乏一種選取核函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)方法。實(shí)驗(yàn)中可以通過(guò)更換核函數(shù)來(lái)測(cè)試它們的不同效果，用以選取最優(yōu)的方案。

可以采用不同的支持向量機(jī)工具箱，例如SVM and Kernel Methods Matlab Toolbox工具箱，或者自行編程。

在算法設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)訓(xùn)練樣本進(jìn)行訓(xùn)練和對(duì)測(cè)試樣本進(jìn)行測(cè)試，得到每一次的結(jié)果。同一算法必須經(jīng)過(guò)多個(gè)訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本的檢驗(yàn)。更換算法策略后，再重復(fù)以上步驟。

3.效果評(píng)價(jià)

用抑制交叉敏感的結(jié)果對(duì)比最初的傳感器數(shù)據(jù)，對(duì)算法效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

（三）實(shí)驗(yàn)方案

結(jié)合以上實(shí)例，可以設(shè)計(jì)出自主實(shí)驗(yàn)的方案，具體如下：自行查閱資料進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法和支持向量機(jī)法的設(shè)計(jì)，兩種算法選擇其一即可。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）安裝matlab軟件；（2）熟悉matlab軟件的使用方法；（3）查閱資料進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)；（4）選取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法和支持向量機(jī)法之一進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)；（5）根據(jù)設(shè)計(jì)要求編寫(xiě)算法，并仿真；（6）對(duì)算法效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

需要注意的是，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法和支持向量機(jī)法在智能傳感器系統(tǒng)的智能化功能實(shí)現(xiàn)方法上進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)的時(shí)候，數(shù)據(jù)來(lái)源要有出處，應(yīng)用范圍要明確。

四、結(jié)論

現(xiàn)代傳感器技術(shù)課程通過(guò)開(kāi)設(shè)自主設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。該課程涉及的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、支持向量機(jī)技術(shù)、主成分分析和小波分析等方法可以較為靈活地開(kāi)設(shè)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力。本論文以“基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的傳感器溫度自補(bǔ)償模塊設(shè)計(jì)”實(shí)驗(yàn)為例說(shuō)明了自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方案。實(shí)驗(yàn)采用Matlab軟件設(shè)計(jì)，方案可行。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 張鵬，吳東艷，張凌志.項(xiàng)目教學(xué)法與傳感器課程改革探索[J]. 中國(guó)電力教育，2014（05）：78-79.

[2] 王興君，毛敏.智能傳感器課程建O及教學(xué)研究[J]. 電子測(cè)試，2016（07）：172-173.

傳感器設(shè)計(jì)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，溫度傳感器，遠(yuǎn)程監(jiān)控與測(cè)量

 

1.研究的目的與意義

本研究以溫度采集及轉(zhuǎn)換，單片機(jī)處理和監(jiān)控，無(wú)線傳輸為核心，可用于航空航天系統(tǒng)中，倉(cāng)儲(chǔ)溫度監(jiān)測(cè)及環(huán)境監(jiān)測(cè)，礦井里的溫度采集等。免費(fèi)論文?？焖俜奖悴⑶铱梢詫?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程采集，具有較高精確度，另外加有存儲(chǔ)單元，可以對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)對(duì)比，以備不時(shí)之需。在該系統(tǒng)中還添加報(bào)警系統(tǒng)，自動(dòng)提醒不正常溫度，以免發(fā)生不必要的危險(xiǎn)。由于采用ZigBee無(wú)線傳輸裝置，可以遠(yuǎn)距離測(cè)溫，因此可用于危險(xiǎn)區(qū)域，例如：高壓區(qū)，工廠，大型機(jī)器內(nèi)部溫測(cè)等，還可采集低溫。另外還適用于家庭防火災(zāi)，火災(zāi)內(nèi)部溫度探測(cè)和溫度監(jiān)控，有助于滅火的開(kāi)展和搶救人員和財(cái)產(chǎn)以及預(yù)測(cè)火勢(shì)的發(fā)展等。

在現(xiàn)代社會(huì)中溫度在航空航天，工業(yè)自動(dòng)化、家用電器、環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn)等方面都是最基本的監(jiān)測(cè)參數(shù)之一，但是在某些環(huán)境下溫度檢測(cè)比較危險(xiǎn)。因而需要一個(gè)智能檢測(cè)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)代替危險(xiǎn)的工作，本系統(tǒng)就可以很好的解決此問(wèn)題，不僅可以實(shí)時(shí)的對(duì)溫度進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測(cè)監(jiān)控，還可以在十分惡劣的環(huán)境下工作，測(cè)量結(jié)果精度高，并且對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)可以直接通過(guò)USB接口傳給電腦存儲(chǔ)或者直接存入外設(shè)存儲(chǔ)單元，同時(shí)加報(bào)警裝置，在溫度不正常給予提醒，從而將損失減少到最低。為滿足對(duì)溫度記錄的要求（高精度、自動(dòng)控制、經(jīng)濟(jì)實(shí)用），系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度的不間斷測(cè)量與監(jiān)控，讓您通過(guò)監(jiān)控中心可以直觀看到溫度實(shí)時(shí)變化，做到足不出戶即可了解各被測(cè)點(diǎn)的溫度。在那些需要對(duì)溫度監(jiān)控和測(cè)量的地方放置無(wú)線溫度采集器，然后由監(jiān)控中心通過(guò)軟件對(duì)無(wú)線采集器進(jìn)行控制，代替過(guò)去由人工來(lái)完成的溫度數(shù)據(jù)采集任務(wù)；同時(shí)監(jiān)控中心對(duì)無(wú)線溫度采集器傳輸來(lái)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和查詢統(tǒng)計(jì)。本系統(tǒng)使用方便，操作簡(jiǎn)捷，已經(jīng)在許多領(lǐng)域中得到廣泛的使用

2.國(guó)內(nèi)外本項(xiàng)目的研究狀況

溫度在工業(yè)自動(dòng)化、家用電器、環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn)等方面都是最基本的監(jiān)測(cè)參數(shù)之一，因此其檢測(cè)裝置也得到的長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展。免費(fèi)論文。例如美日生產(chǎn)的管纜熱電阻溫度傳感器可測(cè)溫度高達(dá)1000℃，精度0.5級(jí)，清華大學(xué)的“光纖黑體腔溫度傳感器”可在400～1300℃間靈敏度可達(dá)0.1℃。隨著科技的進(jìn)步和新材料的發(fā)現(xiàn)，新一代的溫度傳感器也在不斷出現(xiàn)和完善，如利用核磁共振的溫度檢測(cè)器，可測(cè)量出千分之一開(kāi)爾文，而且輸出信號(hào)適于數(shù)字運(yùn)算處理，在常溫下可作為理想的標(biāo)準(zhǔn)溫度。此外還有熱噪聲溫度傳感器、激光溫度傳感器等諸多發(fā)展。智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)是在20世紀(jì)90年代中期問(wèn)世的。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶。智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器(MCU)，它在硬件的基礎(chǔ)上通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能。目前，國(guó)際上已開(kāi)發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。如由美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的DS1624型高分辨力智能溫度傳感器，能輸出13位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，其分辨力高達(dá)0.03125°C,測(cè)溫精度為±0.2°C。此外新型智能溫度傳感器的功能也在不斷增強(qiáng)。例如，DS1629型單線智能溫度傳感器增加了實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘(RTC),使其功能更加完善。DS1624還增加了存儲(chǔ)功能，利用芯片內(nèi)部256字節(jié)的E2PROM存儲(chǔ)器，可存儲(chǔ)用戶的短信息。免費(fèi)論文。另外，智能溫度傳感器正從單通道向多通道的方向發(fā)展，這就為研制和開(kāi)發(fā)多路溫度測(cè)控系統(tǒng)創(chuàng)造了良好條件。

無(wú)線傳輸技術(shù)ZigBee是在工業(yè)自動(dòng)化、家庭智能化和遙控監(jiān)測(cè)領(lǐng)域?qū)o(wú)線通訊和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笕找嬖鲩L(zhǎng)的情況下應(yīng)運(yùn)而生的，它采用IEEE802.15.4協(xié)議，具有功耗低，成本低等特點(diǎn)，還可以方便的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)移動(dòng)的AdHoc網(wǎng)絡(luò)。目前市場(chǎng)上的RF芯片供應(yīng)商主要還是TI、EMBER、FREESCAIE及JENNIC，國(guó)產(chǎn)廠商在這個(gè)方面仍然是空白。鑒于ZigBee技術(shù)在功耗、組網(wǎng)技術(shù)等方面的出色能力，受到各國(guó)政府、軍方、科研機(jī)構(gòu)和跨國(guó)公司的廣泛關(guān)注和高度重視，隨著其技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將會(huì)逐漸的深入生活的每個(gè)方面。

3.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)溫度采集可以實(shí)現(xiàn)如下功能

（一）數(shù)字信號(hào)通過(guò)單片機(jī)分析處理，通過(guò)ZigBee無(wú)線傳輸模塊，可實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸功能。（二）接收模塊得到的數(shù)字信號(hào)通過(guò)單片機(jī)處理，可在LCD FC12864上可進(jìn)行當(dāng)前溫度顯示，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示功能。（三）外部存儲(chǔ)單元可對(duì)過(guò)去溫度進(jìn)行存儲(chǔ)，以便隨時(shí)調(diào)用，可實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)功能。（四）由于有無(wú)線傳輸，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控和測(cè)量 存儲(chǔ)，安全可靠，而且速度快精度高。（五）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的不間斷溫度測(cè)量與監(jiān)控，讓您通過(guò)監(jiān)控中心可以直觀看到溫度實(shí)時(shí)變化，做到足不出戶即可了解各被測(cè)點(diǎn)的溫度。在那些需要對(duì)溫度監(jiān)控和測(cè)量的地方放置無(wú)線溫度采集器，然后由監(jiān)代替過(guò)去由人工來(lái)完成的溫度數(shù)據(jù)采集任務(wù)；同時(shí)監(jiān)控中心對(duì)無(wú)線溫度采集器傳輸來(lái)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和查詢統(tǒng)計(jì)。（六）該系統(tǒng)可換部分裝置，然后實(shí)現(xiàn)其它功能，例如：將溫度傳感器換成濕度傳感器進(jìn)行濕度采集等，具有很強(qiáng)的移植性。

4.結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)代社會(huì)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及人類對(duì)自然的不斷深入探索下，一些人類無(wú)法立足的惡劣環(huán)境以及相關(guān)工業(yè)、煤礦業(yè)、石油業(yè)、存儲(chǔ)業(yè)等相關(guān)環(huán)境中的重要溫度數(shù)據(jù)的采集和控制成為科學(xué)研究的重要課題。本研究項(xiàng)目以適應(yīng)相關(guān)條件下的溫度傳感器為依托，以單片機(jī)為整個(gè)系統(tǒng)的處理和監(jiān)控為核心，當(dāng)需要采集人類無(wú)法立足的惡劣環(huán)境中的重要溫度數(shù)據(jù)時(shí)，本系統(tǒng)可以通過(guò)媒介放置一體積小、精度高的溫度傳感器去采集；在生產(chǎn)和存儲(chǔ)環(huán)境中可以通過(guò)本系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)溫度，當(dāng)超過(guò)合適的環(huán)境溫度時(shí)，發(fā)出警報(bào)，通知工作人員及時(shí)處理控制溫度以減少損失。本研究項(xiàng)目可以更好的服務(wù)于科研，提高生產(chǎn)效率，降低危險(xiǎn)事故發(fā)生的幾率，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義

參考文獻(xiàn)：

1.閆德立、劉展威.ZigBee技術(shù)優(yōu)勢(shì)及其在現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].河北企業(yè)，2009.08.

2.樂(lè)嘉華.溫度檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀和未來(lái)[J].煉油化工自動(dòng)化.

3．孫俊杰. ZigBee應(yīng)用向商業(yè)化逼近[J]. 電子設(shè)計(jì)應(yīng)用，2007.11.

4. 張培仁，張志堅(jiān)，高修峰. 十六位單片微處理器原理及應(yīng)用（第一版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.5，P18-P52，P60-P63，P130-P163，P226-P260，P280-P286.

5.李勛，林廣艷，盧景山.單片微型計(jì)算機(jī)大學(xué)讀本（第一版）[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1998.11，P197-P203.

6.吳國(guó)鳳.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程（第一版）[M].合肥：中國(guó)科技大學(xué)出版社，2003.2，P36-P60，P88-P115.

7.Horstmann.c著，晏海華等譯. C++核心思想：第三版[M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2004.8 .

8.宋育才. MCS-51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用[M]. 南京：東南大學(xué)出版社 ，1997.3.

9.智能溫度傳感器的趨勢(shì)[DB/ol].

10..LCD12864中文資料手冊(cè).

傳感器設(shè)計(jì)論文范文第5篇

【關(guān)鍵詞】無(wú)線傳感器 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 健康體檢 智能終端

當(dāng)前信息化的不斷進(jìn)步，無(wú)線傳感器技術(shù)也在各個(gè)領(lǐng)域得到了深入的發(fā)展。借助于現(xiàn)在日益發(fā)展起來(lái)的無(wú)線傳感器，建立起不受環(huán)境和距離高度限制的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)終端通過(guò)采集大量數(shù)據(jù)，建立起健康體檢系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以實(shí)時(shí)對(duì)身體各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控和記錄，并且提供健康常識(shí)的查詢，通過(guò)數(shù)據(jù)分析反饋健康狀況并且給予藥物治療的方法的功能。對(duì)提高我們健康提供便捷，準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，幫助用戶了解自身的身體狀況，有希望成為每個(gè)家庭不可或缺的“私人醫(yī)生”。

1 無(wú)線傳感器在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

最近幾年，尤其是無(wú)線通信、集成電路和傳感器等技術(shù)的飛速發(fā)展，使得大批低成本、低功耗、多功能的無(wú)線傳感器占據(jù)了大量的市場(chǎng)。而隨之發(fā)展的還有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)近幾年來(lái)在世界上有著廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。它不僅僅是在在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、環(huán)境、等傳統(tǒng)領(lǐng)域取得了巨大成就，還在醫(yī)療和護(hù)理領(lǐng)域也得到了快速發(fā)展。羅徹斯特大學(xué)的科學(xué)家根據(jù)室內(nèi)的微塵來(lái)測(cè)量居住者的重要征兆（血壓、脈搏和呼吸）、睡覺(jué)姿勢(shì)以及每天24小時(shí)的活動(dòng)狀況。英特爾公司也推出了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的家庭護(hù)理技術(shù)。利用無(wú)線通信技術(shù)將獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并且根據(jù)這些信息進(jìn)行護(hù)理，從而減輕護(hù)理人員的工作量?；跓o(wú)線傳感器應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及其發(fā)展大潮，為我們研究的健康體檢系統(tǒng)提供了支撐和動(dòng)力。

2 基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康體檢系統(tǒng)

2.1 功能及設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要是通過(guò)無(wú)線傳感器進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)。通過(guò)表面粘貼的傳感器作為神經(jīng)系統(tǒng)使用，來(lái)對(duì)使用者的重要征兆（血壓、脈搏和呼吸）進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取和整理，系統(tǒng)對(duì)用戶提出幫助和解決問(wèn)題。根據(jù)已經(jīng)檢測(cè)的數(shù)據(jù)分析健康狀況并給予合適的意見(jiàn)，可以通過(guò)圖標(biāo)等形式顯示在智能終端。

2.1.1 通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取和整理

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常由大量密集部署在某個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域的傳感器節(jié)點(diǎn)以及一個(gè)或多個(gè)位于區(qū)域內(nèi)或區(qū)域附近的數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)組成。這些傳感器節(jié)點(diǎn)體積小，但配備有傳感器、嵌入式微處理器和無(wú)線收發(fā)器等器件，集信息采集、數(shù)據(jù)處理和無(wú)線通信等功能于一體，能夠通過(guò)無(wú)線通信和自組織方式形成網(wǎng)絡(luò)，可以檢測(cè)和處理監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境數(shù)據(jù)或目標(biāo)信息，并將所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)和信息傳送給匯聚節(jié)點(diǎn)，從而協(xié)作完成指定的監(jiān)測(cè)任務(wù)。同時(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)還可以通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)關(guān)，與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施（如互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等）建立連接，使遠(yuǎn)程的監(jiān)控中心或終端用戶能夠使用采集到的數(shù)據(jù)和信息。該系統(tǒng)以智能終端設(shè)備的Android操作系統(tǒng)平臺(tái)，用戶通過(guò)手機(jī)與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)建立聯(lián)系，將無(wú)線傳感器處理后的數(shù)據(jù)反映到手機(jī)中，讓用戶可以隨時(shí)查看健康狀況。

2.1.2 無(wú)線傳感器進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)

通過(guò)表面粘貼的傳感器作為神經(jīng)系統(tǒng)使用，來(lái)對(duì)使用者的重要征兆（血壓、脈搏和呼吸）進(jìn)行測(cè)量。該系統(tǒng)在腕環(huán)設(shè)備中嵌入半導(dǎo)體傳感器，幫用戶隨時(shí)了解自己的狀況，利用無(wú)線通信傳遞必要的信息，來(lái)感知和預(yù)報(bào)身體狀況。

2.1.3 無(wú)線傳感器系統(tǒng)對(duì)用戶提出幫助和解決問(wèn)題

根據(jù)已經(jīng)檢測(cè)的健康狀況，在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比查找，針對(duì)不同用戶的各項(xiàng)身體指標(biāo)反饋不同的健康建議，并顯示在手機(jī)客戶端。

2.2 基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康體檢系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)首先提示用戶進(jìn)行注冊(cè)，并設(shè)置賬戶名和密碼。注冊(cè)成功即可利用已經(jīng)注冊(cè)的用戶名和密碼登錄健康體檢系統(tǒng)中心，與數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)用戶名和密碼進(jìn)行匹配，若匹配不成功則返回錯(cuò)誤信息，要求重新輸入；只有在匹配完全成功時(shí)，進(jìn)入系統(tǒng)的頁(yè)面，頁(yè)面設(shè)計(jì)如圖1所示。

2.2.2 系統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)表示層、控制層、業(yè)務(wù)邏輯層。表示層是處理數(shù)據(jù)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，執(zhí)行通用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的功能?？刂茖又饕沁M(jìn)行函數(shù)間參數(shù)傳遞。業(yè)務(wù)邏輯層為了實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接口函數(shù)，符合系統(tǒng)的功能。分層系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)已成功在軟件系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用。分層設(shè)計(jì)可以使系統(tǒng)分工，有利于系統(tǒng)修改與維護(hù)，增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性?？倳?huì)出現(xiàn)業(yè)務(wù)流程改造的情況，然而接口的功能。在系統(tǒng)的需求下，轉(zhuǎn)換調(diào)用順序可以實(shí)現(xiàn)不同功能，不用對(duì)接口進(jìn)行再次開(kāi)發(fā)，體現(xiàn)了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。 細(xì)化系統(tǒng)三層把它們分為表示層、應(yīng)用層、服務(wù)層、實(shí)體域、數(shù)據(jù)層。各層之間相互連接相互貫通，體現(xiàn)了系統(tǒng)的連通性。表示層劃分為表示層和應(yīng)用層。功能是顯示系統(tǒng)的頁(yè)面情況，應(yīng)用層功能是進(jìn)行信息交換，通過(guò)參數(shù)傳遞并成功發(fā)送信息。服務(wù)層用XML語(yǔ)言，為業(yè)務(wù)類服務(wù)提供業(yè)務(wù)功能接口。實(shí)體層是數(shù)據(jù)實(shí)體，通過(guò)數(shù)據(jù)驗(yàn)證和封裝完成數(shù)據(jù)。

其具體工作原理見(jiàn)圖2。

3 結(jié)論

本系統(tǒng)借助于現(xiàn)在日益發(fā)展起來(lái)的無(wú)線傳感器，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，收集和分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)，建立起健康體檢系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析檢測(cè)身體健康狀況，并且提供健康常識(shí)的查詢，通過(guò)數(shù)據(jù)分析反饋健康狀況并且給予藥物治療的建議。

對(duì)于創(chuàng)建這樣一套健康體檢系統(tǒng)，基于所學(xué)的計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言及其容易開(kāi)發(fā)出來(lái)，但是在系統(tǒng)推廣上還有不足，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)完整性問(wèn)題、傳感器成本問(wèn)題及能源供給問(wèn)題，都需要進(jìn)一步改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]宋吾力.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心及安全技術(shù)研究[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2015.

[2]何帥.無(wú)線傳感器網(wǎng)和無(wú)線IP網(wǎng)[D].西安：西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2013.

[3]朱佳鴿.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京：中國(guó)人民大學(xué)學(xué)位論文，2013.

[4]賈洪東.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位研究[D].廈門(mén)：廈門(mén)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011.

[5]陶?qǐng)A博.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M].北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2011：136-177.

[6]李海陽(yáng).“掌上醫(yī)院”成為移動(dòng)醫(yī)療新寵[J].中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué)，2014（09）.

[7]李斌.基于WSN的分層路由算法研究.吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009.

[8]宋吾力.煤礦安全檢測(cè)技術(shù)及其監(jiān)控系統(tǒng)研究[M].北京：地質(zhì)出版社，2016.

作者簡(jiǎn)介

張曉丹（1995-），女，現(xiàn)為泰山醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)信息工程學(xué)院2013級(jí)信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生。

孟凡燕（1994-），女，現(xiàn)為泰山醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)信息工程學(xué)院2013級(jí)信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生。

王浩淼 （1994-），男，現(xiàn)為泰山醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)信息工程學(xué)院2014級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)學(xué)生。

喬晶（1982-），女，山東省萊蕪市人。碩士學(xué)位?，F(xiàn)為泰山醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)信息工程學(xué)院講師。主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用，信息管理。

通訊作者簡(jiǎn)介

宋吾力（1978-），男，山東省汶上縣人?，F(xiàn)為泰山醫(yī)學(xué)院醫(yī)副教授。主要研究方向電子信息、計(jì)算機(jī)應(yīng)用。