基于单片机的金属探测器设计

摘要

本文着重介绍了一种基于AT89S52单片机控制的智能型金属探测器的硬件组成、软件设计、工作原理及主要功能。该金属探测器以AT89S52单片机为核心，采用线性霍尔元件UGN3503作为传感器，来感应金属涡流效应引起的通电线圈磁场的变化，并将磁场变化转化为电压的变化，单片机测得电压值，并与设定的电压基准值相比较后，决定是否探测到金属。系统软件采用汇编语言编写。在软件设计中，采用了数字滤波技术消除干扰，提高了探测器的抗干扰能力，确保了系统的准确性。适用于对邮件、行李、包裹及人体夹带的伤害性金属物品(如:刀具、枪械、武器部件、弹药和金属包装的炸药等)的检测，可用于海关、机场、车站、码头的安全检查。

目录

第1章 分析探测金属的理论依据………………………………………………………… 1 第2章 硬件电路设计……………………………………………………………………… 1 2.1系统组成……………………………………………………………………………… 1 2.2硬件电路功能描述…………………………………………………………………… 1 2.3整机工作原理描述…………………………………………………………………… 4 第3章 系统软件设计………………………

金属物体探测定位器

摘要

金属物体探测定位器主要是通过LDC1000电感传感器辨识金属物体，结合小车的运动算法，实现探测器在限定范围内探测定位金属目标的功能。该系统采用TI公司LDC1000电感/数字转换器评估板（AY-LDC1000）作为金属物体探头，重点在于LDC1000的应用和调试，包括对自绕线圈滤波电容的计算、寄存器RP-MIN和RP-MAX的设置等。通过MSP430G2553单片机读取探头对金属边线的检测信号，结合电机控制小车的运动方向，实现了探测器以任意位置、方向进入探测区域，以及在探测区域内的自主移动和遍历。

该探测器目前以能在规定区域内探测定位一角硬币、一元硬币和自制铁丝圆环，并能声光报警，指针定位。

关键词：金属探测；金属定位；MSP430G2553；LDC1000

1 引 言

该金属物体探测定位器是利用世界首款电感/数字传感器设计而成。不同于以往模拟量电感传感器，该传感器可以通过SPI接口方便的连接到单片机。只需要外界一个线圈就可以实现非接触电感检测，硬件设计比较方便。电感检测主要是依据电磁感应原理。在传感器前端设备线圈中加上一个交变电流，线圈周围就会产生交变电磁场，这时如果有金属进入这个电磁场就会感应到。该金属检测定

辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)

辽宁科技大学 2013届毕业设计（论文）

智能型金属探测器的设计

学 院 专 业 学生姓名 班 级 学 号

电子与信息工程学院 电子信息工程 谭龙 电子091 120093102075

辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)

摘要

本文介绍了一种基于AT89S52单片机控制的智能型金属探测器重点研究了它的硬件组成、软件设计、工作原理及主要功能。该金属探测器以AT89S52单片机为核心，采用线性霍尔元件UGN3503作为传感器，来感应金属涡流效应引起的通电线圈磁场的变化，并将磁场变化转化为电压的变化，单片机测得电压值，并与设定的电压基准值相比较后，决定是否探测到金属。系统软件采用汇编语言编写。在软件设计中，采用了数字滤波技术消除干扰，提高了探测器的抗干扰能力，确保了系统的准确性。

金属探测器 摘 要

金属探测器是专门用来探测金属的仪器。广泛应用于工业生产、安检、娱乐等领域。这里我们设计的是一个基于单片机的手持金属探测器。它可以检测到人随身携带的金属物品，如小刀、钢笔甚至可以检测到香烟盒(内部有铝薄膜)。可随身携带，使用方便。

金属探测是根据电磁感应原理制成的，将一金属置于变化的磁场当中时，根据电磁感应原理就会在金属内部产生涡流，涡流产生的磁场反过来又影响原磁场，这种变化可以转换为电压幅值的变化，供相关电路进行检测。它也可以表现为振荡电路频率的变化，用检测频率的办法进行检测，这里使用的是后者，振荡部分由电容三点式振荡电路组成，产生的正弦波进行放大和脉冲转换电路，再送入单片机，由单片机探测它频率的变化。当遇见金属时由于电磁感应原理原先建立起来的振荡将受到影响，频率将发生变化，单片机探测到这种变化后进行报警。

本次金属探测器的设计还给它添加了接口可以和外围的系统进行通讯，这里实现了与液晶显示，键盘和AT89S52组成的外围数据处理与显示模块的通信，对前端探测到的数据进行再处理和分析，并将结果显示在液晶屏幕上，并可以通过键盘对前端的探测进度进行设置。

关键字：金属探测；电磁感应原理；单片机；涡流；振荡电路

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ABSTR

摘要：介绍了点型光电感烟探测器的工作原理，阐述了PIC16F676单片机的特殊功能，同时给出了该功能在探测器设计中的应用方法，最后给出了基于PIC16F676单片机设计的探测器的硬件构成和软件程序。 关键词：单片机(微控制器)；点型光电感烟探测器；PIC16F676

火灾是人类面临的最大威胁之一，火灾探测对防御火灾具有举足轻重的作用。光电感烟探测器是目前消防中使用的主要探测器之一。光电感烟探测器分为两大类：其中“线型光电感烟”是利用烟雾对光束能量的衰减原理制成的光电感烟探测器，该探测器正常工作需要比较长的空间距离，所以称之为“线型”，否则，烟雾对光束能量的衰减太小不能获取足够的报警信息；“点型光电感烟”是利用烟雾对光束的散射原理制作的光电感烟探测器，

该探测器总体积不超过１０×１０×

１０ｃｍ，所以称之为“点型”。本文主要介绍基于ＰＩＣ１６Ｆ６７６单片机的点型光电感烟探测器的设计方法。

１ 点型光电感烟原理

点型光电感烟探测器是“主动”式探测器，其工作原理见图１。没有烟雾时，由于光学迷宫的特殊设计（即红外发光二极管与光电接收三极管的轴向夹角成钝角等等），光电接收三极管不能直接接收到红外发光二极管（在火灾报警领域主要采用红外波段，波长

金属探测仪操作及维护

一、金属探测仪操作及方法

1、使用该仪器前应将机架四只撑脚撑起使机器基本水平，机架保持平稳不得摇动。

2、检查电源插座是否接触良好，不得松动，380v电源严谨缺相，控制部分220V电源是否稳定。如果电压不稳定可加装稳压器。

3、检查输送带是否过于松动摩擦探头内壁导致误动作。

4、移动机器时，应将慢推，以防强烈震动，影响机器参数变化造成故障。 5、定期对传动部位机型检查加油，电控箱严谨用水直接冲洗。 6、操作仪器应有专人负责。

7、每天使用仪器时应先开通电源，3-5分钟后，再按启动∕停止开关使输送带转动。将测试块放在输送带上检测有效方可检测产品。连续工作时间内操作人员每1小时用测试块对仪器进行一次测试，并做好工作记录。

8、灵敏度调节要根据不同产品特性、包装大小、检测要求合理调节。

9、探测仪使用时探测头上不能放置任何东西，使用完毕，操作人员应对仪器输送带等进行日常保养，以保持清洁卫生。

二、注意事项

1、为保证正常工作和安全，未经许可不得擅自拆开机器。 2、传送带的启动和停止控制采用一个按钮开关控制。

3、

金属探测仪操作及维护

一、金属探测仪操作及方法

1、使用该仪器前应将机架四只撑脚撑起使机器基本水平，机架保持平稳不得摇动。

2、检查电源插座是否接触良好，不得松动，380v电源严谨缺相，控制部分220V电源是否稳定。如果电压不稳定可加装稳压器。

3、检查输送带是否过于松动摩擦探头内壁导致误动作。

4、移动机器时，应将慢推，以防强烈震动，影响机器参数变化造成故障。 5、定期对传动部位机型检查加油，电控箱严谨用水直接冲洗。 6、操作仪器应有专人负责。

7、每天使用仪器时应先开通电源，3-5分钟后，再按启动∕停止开关使输送带转动。将测试块放在输送带上检测有效方可检测产品。连续工作时间内操作人员每1小时用测试块对仪器进行一次测试，并做好工作记录。

8、灵敏度调节要根据不同产品特性、包装大小、检测要求合理调节。

9、探测仪使用时探测头上不能放置任何东西，使用完毕，操作人员应对仪器输送带等进行日常保养，以保持清洁卫生。

二、注意事项

1、为保证正常工作和安全，未经许可不得擅自拆开机器。 2、传送带的启动和停止控制采用一个按钮开关控制。

3、

标准操作规范（SOP）

SOP：08 共2页 第1页 修订次数： 02 实施日期： SOP名称：金属探测器检测与使用 目的/目标：提供标准金属探测方法 相关材料： 01 笔 02记录表 03金属探块 04金属探测仪 操作规程： 01. 打开电源，指示灯亮之后，再打开后检除器的电源开关。 02. 检测开关向下置于“电源”开关右侧位置。 03. 将灵敏度旋纽调到1—3档（FeΦ小于1.5mm，SUSΦ小于2.5mm）（此范围内为正常使用范围）。 04. 试运行两圈，同时用酒精喷洒传送带并检测传送带是否有金属物质。 05.检查程序和设备验证：按照HACCP中关控点要求进行检查和验证。 5.1金属探测仪灵敏度的验证： 打开探测器传送带，将预检测的单位产品通过金属探测器，产品能顺利通过；然后将规定直径的Fe和SUS测试牌分别放在产品上面的左、中、右和产品下面的左、中、右六个点，检测探测器的灵敏度，如均灵敏无误，则开始逐件通过产品进行检测，检测过程中，每半小时一次按如上方法检测探测器灵敏度，以

淮 阴 工 学 院

毕业设计(论文)外文资料翻译

学 院： 专 业： 姓 名： 学 号： 外文出处：

附 件：

指导教师评语： 外文资料内容与设计课题有一定关联，对开展毕业设计有很好的借鉴和指导意义。译文基本能够表达原文意思，但不是很顺畅。 江淮学院 电子信息工程

International Conference on Electrical

and Control Engineering

1.外文资料翻译译文；2.外文原文。

签名： 月 日 年

附件1：外文资料翻译译文

温度控制系统的设计

摘要：研究了基于AT89S 51单片机温度控制系统的原理和功能，温度测量单元由单总线数字温度传感器DS18B 20构成。该系统可进行温度设定，时间显示和保存监测数据。如果温度超过任意设置的上限和下限值，系统将报警并可以和自动控制的实现，从而达到温度监测智能一定范围内。基于系统的原理，很容易使其他各种非线性控制系统，只要软件设计合理的改变。该系统已被证明是准确的，可靠和满意通过现场实践。

关键词：单片机；温度；温度 I. 导言

美国Fisher Labs金属探测器

一、 金属探测器品牌排行榜

1、 美国费舍尔FISHER金属探测器 2、 泰尼克斯金属探测器 3、 盖瑞特金属探测器 4、 德国OKM金属探测器 5、 怀特金属探测器 6、 天狼星金属探测器 7、 土耳其Nokta金属探测器 8、 MP金属探测器 9、 觅宝金属探测器 10、 犬神

从榜单中不难看出，美国Fisher金属探测器基本位于前一、二名的位置。在低端金属探测器中，犬神首战告捷。美国费舍尔获得销量第一。而美国Teknetics泰尼克斯在这次榜单中，紧随美国Fisher，在全球排名第二的位置。盖瑞特也表现不俗，名列前三甲。根据美国最具影响力期刊《纽约日报》报道：美国Fisher费舍尔公司研发出了

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世界首台金属探测器。经过近百年的潜心研究，已经成为了世界上最具影响力的品牌。Fisher金属探测器使用的是最前沿的技术，一举飙升为消费者最信赖的品牌，深受探宝爱好者喜爱。是因为它的多功能型、大深度、高灵敏度，在地平衡方面做得也是最好的，能很好的排除矿化反应，一直是其他探测器品牌商模仿的标杆品牌。美国Teknetics泰尼克斯在中高端产品中表现尚可，其中性价比最高的一款delta 4000多功能探测