关于传感器的本科毕业论文

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摘要：介绍了嵌入式WEB传感器的体系结构，提出了网络化接口中TCP/IP协议栈的几种实现方式，着重探讨了基于TCP/IP协议栈芯片W3100A的网络化接口的实现，最后分析了嵌入式WEB传感器的WEB功能的实现。
关键词：嵌入式WEB传感器 网络化接口

嵌入式WEB传感器是在智能传感器的基础上发展起来的具有Internet功能的新型传感器。其实质是在传统传感器的基础上实现TCP／IP网络通信协议接口，将传感器作为网络节点直接与计算机网络通信。它的组成主要有：敏感单元、智能处理单元和TCP／IP通信协议接口。

图1为嵌入式WEB传感器的体系结构。传统的传感器在嵌入式WEB传感器中只占一部分。核心部分是完成信号处理、数据交换和控制的嵌入式智能单元以及完成数据传输的TCP／IP网络接口。整个传感器的工作机理是：传感器将被测物理量转换为电信号，通过A／D转换为数字信号，经过微处理器的数据处理 （滤波、校准）后将结果传送给网络；与网络的数据交换由基于TCP／IP协议的网络接口模块完成。嵌入式WEB传感器的内部存储器存储传感器的物理特征，如偏移、灵敏度、校准参数等；微处理器实现数据的处理和补偿以及输出校准；TCP／IP协议实现传感器的直接网络连接。与传统的传感器相比，基于Internet的嵌入式WEB传感器更加可靠、便宜，扩展性更好且可以在内部直接对原始数据加工、处理，并通过Internet与外界进行数据交换。因而它具有微型化、网络化和智能化。传感器的网络化接口实现了对Internet或以太网的互连以进行信息的发布和资源共享。其实现方式是嵌入式WEB传感器研究的重点。

网络化接口实现的关键在于TCP／IP通信协议的实现。TCP／IP通信协议的实现方法主要有：采用协议栈移植，针对嵌入式系统，将TCP／IP协议栈移植到系统中，然后调用相关的API函数实现网络通信；不采用移植方式，参照标准的TCP／IP协议精简相应的协议层，编写相关的API函数完成简易的TCP／IP通信；采用协议芯片，如W3100A芯片，该方法直接采用硬件方式实现TCP／IP协议，直接对芯片的寄存器进行设置，实现数据对网络的传送。本文着重探讨采用W3100A芯片实现嵌入式WEB传感器的网络化接口的问题。

1 网络化接口的实现

1．1 W3100A芯片及处理器对其访问的实现

W3100A是一TCP／IP协议栈芯片，包含的各协议层有：TCP、IP、UDP、ICMP和以太网协议的数据链路DLC，以及MAC协议。其工作方式类似于Windows的Socket API。芯片的内部结构示意如图2所示。

该芯片可选择地支持Intel／Motorola MCU接口，另外还提供一个I2C接口给上层应用层，一个MII接口给底层物理层。芯片支持全双工模式，内部带有双口的SRAM数据缓冲区。其封装是64脚的LQFP。

芯片提供寄存器供MCU访问，具体的寄存器分类如下：控制寄存器（命令、状态及中断）；系统寄存器（网关地址、子网掩码、IP地址等）；用于数据收、发的指针寄存器；通道操作的通道寄存器。

比较重要的几个寄存器如表1所示。

表1 寄存器功能和地址示意图

寄存器名称 地 址 类 型 功 能
C0_CR～C3_CR 0X00～0X03 控制寄存器 完成相应通道套接字的初始化、连接、关闭和数据收发
C0_ISR～C3_ISR 0X04～0X07 控制寄存器 套接字命令的结果情况
IR 0X08 控制寄存器 各个通道套接字和数据接收中断产生情况
IMR 00X09 控制寄存器 控制各中断的屏蔽使能
GAR 0X80～0X83 系统寄存器 用于默认的网关地址的设置
SIPR 0x8E～0X91 系统控制 用于IP地址设置寄存器
RW_PR 每寄存器3字节，具体地址见W3100A数据手册 指针寄存器 接收数据的尾指针，依据数据大小自动调整
RR_PR 指针寄存器 接收数据的首指针
TW_PR 指针寄存器 传送数据的尾指针
TR_PR 指针寄存器 传送数据的当前数据指针
TA_PR 指针寄存器 指示传送数据的首指针
SSR C0:0XA0;C1:0XB8
C2:0XD0;C3:0XEB 通道寄存器 相应通道的套接字状态
SOPR C0:0XA1;C1:0XB9
C2:0XD1;C3:0XE9 通道寄存器 相应通道的协议选择

控制寄存器C0＿CR（通道0的命令寄存器），用于通道0套接字（Socket）的初始化、连接、关闭和数据收发，其设置如下：

其中，Sys＿init用于设置网关、子网掩码以及IP地址等，1～6位用于通道0套接字的初始化、连接、断开、监听以及数据收发，相应位在命令执行后自动清除。通过套接字协议选择寄存器C0＿S0PR设置相应的协议值确定套接字中选用TCP还是UDP。

芯片正常工作必须对其完成相应的初始化。初始化主要是对必要的寄存器进行相应的设置，这些寄存器包括：网关地址寄存器GAR、子网掩码寄存器SMR、硬件地址寄存器SHAR以及IP地址寄存器SIPR等。上述寄存器被设置后通过执行控制寄存器CR的0位Sys＿init激活芯片。

1．2 硬件接口及其数据传输

图3 I2C接口示意图

该芯片提供了并口和串口两种方式实现与MCU的通信。图3为基于I2C的串口连接方式。其中MCU为传感器中的处理器，以太网物理层设备选用RTL8201芯片。W3100A提供MII接口与RTL8201相连，其中引脚RX＿CLK、RXDV、RXD[0:3]以及COL用于数据的接收，而TX＿CLK、TXE、TXD[0:3]用于数据的发送。MCU中提供模拟的I2C接口与W3100A通信。I2C是串行通信总线方式，由数据线SDA和时钟线SCL配合完成通信。

建立TCP连接的具体过程如图4所示。首先完成芯片的TCP／IP初始化，设置相应通道如0通道的协议选择寄存器C0＿SOPR为0X01；选择TCP协议，执行通道0命令寄存器C0＿CR中的Socket＿Init，同时将C0＿TW＿PR、C0＿TR＿PR及C0＿TA＿PR置成同一值；然后执行C0＿CR的Connect和Listen命令位，如此TCP连接建立。

2 嵌入式WEB传感器的WEB功能的实现及其在测控系统中的应用

WEB的工作基于客户机／服务器模型，由WEB浏览器和WEB服务器即传感器构成，两者之间采用HTTP协议进行通信。因此在传感器的上层协议应该采用HTTP协议。同时要实现浏览器与嵌入式WEB传感器交互，除了要解决上述TCP／IP通信协议接口外，在传感器中应提供一个EEPROM存储相应的网页文件。交互时，HTTP通过统一资源定位器URL(Uniform Resource Locator)确定传感器应该为浏览器提供哪些资源。为了节省空间，通过一种灵活的Hush算法实现。EEPROM中的每一个文件都有一个不同的Hush值与之相对应，存取时很快可以计算出文件的地址。此外，它可以根据网页中嵌入的特殊标志实现动态网页。即显示实时采集的数据并进行控制操作。

下面是存储在温度传感器中的一个简单的动态网页程序，其中的“＠”字符用来在网页中插入温度的标志，网页文件存放在传感器的EEPROM里。当用户发出页面请求时，处理器上的程序在TCP打包时，把温度值嵌入到网页中的“＠”字符处，再将网页文件添加相应的HTTP头，返回给请求的用户。如此用户将在浏览器上看到实际的温度显示值。

＜HTML＞

＜HEAD＞

＜TITLE＞实时温度监视＜／TITLE＞

＜／HEAD＞

＜BODY＞

＜center＞现在的温度是:＜font size＝＋2 color＝＃FF99FF＞ ＠ ＜／font＞＜／center＞

＜BR＞

＜／BODY＞

＜／HTML＞

如图5所示，嵌入式WEB传感器和以太网测控网关将同时接到以太网上，实现上层网络终端客户端对其的访问。上层监控级对嵌式WEB传感器访问采用B／S模式，监控级通过其浏览器实现对嵌入式WEB传感器的访问。

本文所提出的网络化接口方案是利用硬件芯片实现TCP／IP协议栈，可以解决当前应用中大量存在的8位MCU实现TCP／IP通信协议的问题。该网络化接口应用到嵌入式WEB传感器上，很好地实现了现场级设备对外部网的接入，实现了信息的共享和发布，同时也扩大了控制的半径。该网络化接口实现方便，具有通用性，应用范围广。

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2. 急需论文：浅谈传感器在生活中的应用，三千字

传感器 传感器在生活中的应用之十大实例及应用：1. 楼梯走道：电灯的触摸开关。功能：使在人手或是其他的导电物体的接触下方能通电（这是我自己想的，不知事实是否如此。），此举为节约能源做出巨大贡献。2. 电饭锅：功能：到达沸腾温度（居里点）即停止加热。在某种材料的硬件支持下，使得具有这种功能，才使得人类做出伟大的进步！3. 电子天平：功能：无需复杂操作，就能很快称出物体的质量，而且一般来说很精确。这是因为在电子称下安装压力传感器再加上一些电子系统，使得能又快又好的称出质量，一切都得益于传感器的发展。4. 电子温度计：功能：简单快捷精确测量人体体温。在电子温度计内部加入红外传感器，由于人体在不同温度下发射红外线的强度等因素皆有不同，利用此特点即可使用红外传感器。5. mp4上的触摸键：功能：无需原来的机械按压，即可进行操作，使机身的寿命更长久，尤其是“按键”更是长久！原理暂时还不是很清楚，不过可想而知应该是传感器的功劳！6. 手机的触摸屏：功能：分好几种，有的是点触摸，有的是面触摸，不尽相同，不过原理应该是差不多，只是硬件材料上的支持有所不同，所以出现不同的操作方式，不过说回来还是传感器在发挥作用。7. 电熨斗：功能：熨烫衣物，使衣物保持整洁。不过在加热中有一个问题需要解决，那就是加热温度的问题，所以另一种温度传感器应运而生，在达到一定温度时，就会出现断电使温度保持在一定的范围内，此举与电饭锅有异曲同工之妙！8. 汽车称重：功能：在渡口为汽车称重，既是用上此种传感器，压力传感器使得即使是很重的物体也能在短时间内准确称出，此为大型的压力应变片的应用。9. 自动门：功能：在一些重要场合就会有自动门的身影，当人靠近时就会自动根据情况开关门。这些门上应该是会安装上人体传感器，当有人靠近时，就会有情况发生，所以会自动开门，当然这也是结合了若干电子系统的成果。10. 厕所小便池：功能：当人靠近时就会现有一股水流出现，当人离开时就会第二次冲水，此举为厕所的节水以及洁净做出了巨大贡献，应该是结合光电传感器以及电子系统的成果。综上：我们可以发现，每一种先进元件在进行应用时，都应该要结合以电子系统，才能发挥作用。

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摘要:本文简述了无线传感器网络的定义、组成及特点，并结合其特点介绍了无线传感器网络在各行各业广泛的应用价值和未来发展前景以及目前存在的技术问题。 关键词:无线传感器网络；组成；应用；发展 科技发展的脚步越来越快，人类已经置身于信息时代。而作为信息获取最重要和最基本的技术——传感器技术，也得到了极大的发展。传感器信息获取技术已经从过去的单一化渐渐向集成化、微型化和网络化方向发展，并将会带来一场信息革命。具有感知能力、计算能力和通信能力的无线传感器网络（WSN, wireless sensor networks）综合了传感器技术、嵌人式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，获得详尽而准确的信息，传送到需要这些信息的用户。 由于WSN的巨大应用价值，它已经引起了世界许多国家的军事部门、工业界和学术界的广泛关注，被广泛地应用于军事，工业过程控制、国家安全、环境监测等领域。 无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等多种领域，是当前计算机网络研究的热点。 一、发展概述 早在上世纪70年代，就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形，我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的不断发展和进步，传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力，并通过与传感控制器的相联，组成了有信息综合和处理能力的传感器网络，这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始，现场总线技术开始应用于传感器网络，人们用其组建智能化传感器网络，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，无线传感器网络逐渐形成。 无线传感器网络是新一代的传感器网络，具有非常广泛的应用前景，其发展和应用，将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。发达国家如美国，非常重视无线传感器网络的发展，IEEE正在努力推进无线传感器网络的应用和发展，波士顿大学（Boston University）还于最近创办了传感器网络协会（Sensor Network Consortium），期望能促进传感器联网技术开发。美国的《技术评论》杂志在论述未来新兴十大技术时，更是将无线传感器网络列为第一项未来新兴技术，《商业周刊》预测的未来四大新技术中，无线传感器网络也列入其中。可以预计，无线传感器网络的广泛是一种必然趋势，它的出现将会给人类社会带来极大的变革。 二、无线传感器网络的定义和特点 无线传感器网络可以看成是由数据获取网络、数据分布网络和控制管理中心三部分组成的。其主要组成部分是集成有传感器、数据处理单元和通信模块的节点,各节点通过协议自组成一个分布式网络,再将采集来的数据通过优化后经无线电波传输给信息处理中心。 无线传感器网络操作系统Tiny0S141的研制者，Jason Hill博士把WSN定义为： Sensing＋CPU＋Radio＝Thousands of potential application 哈尔滨工业大学的李建中教授将WSN定义为：WSN是由一组传感器节点以自组织的方式构成的有线或无线网络，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息，并发布给观察者。从硬件上看，WSN节 点主要由数据采集单元、数据处理单元、无线数据收发单元以及小型电池单元组成，通常尺寸很小，具有低成本、低功耗、多功能等特点；从软件上看，它借助于节点中内置传感器有效探测所处区域的温度、湿度、光强度、压力等环境参数以及待测对象的电压、电流等物理参数，并通过无线网络将探测信息传送到数据汇聚中心 进行处理、分析和转发。
原文出自： http://www.3qlw.com/gongxue/tongxinxue/2010-07-22/1420.html

6. 传感器技术应用的毕业论文摘要怎么写

东莞中昊，你去看看里面的新闻文章，技术文章，希望能给你灵感

7. 急求一篇关于超声波传感器的毕业论文

超声应用主要有以下几方面：
1.超声检验。超声波的波长比一般声波要短，具有较好的方向性，而且能透过不透明物质，这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术 。把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上，从试样透出的超声波携带了被照部位的信息（如对声波的反射、吸收和散射的能力），经声透镜汇聚在压电接收器上，所得电信号输入放大器，利用扫描系统可把不透明试样的形象显示在荧光屏上。上述装置称为超声显微镜。超声成像技术已在医疗检查方面获得普遍应用，在微电子器件制造业中用来对大规模集成电路进行检查，在材料科学中用来显示合金中不同组分的区域和晶粒间界等。声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物的立体图像的声成像技术，其原理与光波的全息术基本相同，只是记录手段不同而已（见全息术）。用同一超声信号源激励两个放置在液体中的换能器，它们分别发射两束相干的超声波：一束透过被研究的物体后成为物波，另一束作为参考波。物波和参考波在液面上相干叠加形成声全息图，用激光束照射声全息图，利用激光在声全息图上反射时产生的衍射效应而获得物的重现像，通常用摄像机和电视机作实时观察。
2.超声处理。利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应，可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等，在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。
3.基础研究。超声波作用于介质后，在介质中产生声弛豫过程，声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过程，并在宏观上表现出对声波的吸收（见声波）。通过物质对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构，这方面的研究构成了分子声学这一声学分支。普通声波的波长远大于固体中的原子间距，在此条件下固体可当作连续介质 。但对频率在1012赫以上的 特超声波 ，波长可与固体中的原子间距相比拟，此时必须把固体当作是具有空间周期性的点阵结构。点阵振动的能量是量子化的 ，称为声子（见固体物理学）。特超声对固体的作用可归结为特超声与热声子、电子、光子和各种准粒子的相互作用。对固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究，以及量子液体——液态氦中声现象的研究构成了近代声学的新领域——

8. 求关于传感器在汽车中的应用毕业论文

1、氧传感器：当氧传感器故障时，ECU无法获取这些信息，就不知道喷射的汽油量是否正确，而不合适的油气空燃比会导致发动机功率降低，增加排放污染；
2、轮速传感器：它主要是收集汽车的转速来判断汽车有没有打滑的征兆，所以，就有一一个专门收集汽车轮速的传感器来完成这项工作，一般安装在每个车轮的轮毂上，而一旦传感器损坏，ABS会失效；
3、水温传感器：当水温传感器故障后，往往冷车启动时显示的还是热车时的温度信号，ECU得不到正确的信号，只能供给发动机较稀薄的混合气，所以发动机冷车不易启动，且还会伴随怠速运转不稳定，加速动力不足的问题；
4、电子油门踏板位置传感器：当传感器失效后，ECU无法测得油门位置信号，无法获得油门门踏板的正确位置，所以会出现发动机加速无力的现象，甚至出现发动机不能加速的情况；
5、进气压力传感器：进气压力传感器顾名思义就是随着发动机不同的转速负荷，感应一系列的电阻和压力变化，转换成电压信号，供ECU修正喷油量和点火正时角度。一般安装在节气门边上，假如故障了会引起点火困难、怠速不稳、加速无力等问题。

9. 求一篇传感器毕业论文

如果满意再追加100分。 2009-03-22 19:31
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