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本科毕业论文(设计)

题 目: 传感器的研究发展及简单设计应用
学 院: 物理科学学院
专 业: 物理学
姓 名: 王明霞
指导教师: 石星军

6 月 13 日

传感器的研究发展及其简单设计应用
摘要
主要采用了调研和设计的研究方法, 对所学传感器基础知识进行了深化, 探究了传感器的发展动态, 重点研究了几种传感器。并自己设计了对于传感器简单应用的简单实例, 提高了自己的分析问题和解决实际问题的能力, 在知识、 能力和素质方面得到了综合训练、 转化和提高。最终达到了预期目的, 完成了任务。

关键词 : 传感器技术 原理 应用

Sensor Research and Development and Its Simple Design Applications
Abstract
Mainly adopts the research methods, research and design sensor you have learned basic knowledge to deepen, explore the basic principle of the sensor and its development history, present situation and the trend. And designed for simple application instances of simple sensors, improve their ability to analyze and solve practical problems, in knowledge, ability and quality aspects of the comprehensive training, conversion and improve. Finally reached the expected purpose, completed the task.

Keywords: principle of sensor technology application

目录

前言 １
1、 国内外研究动态 ２
1.1 国内研究动态 ２
1.2 国外研究动态 ４
1.3 国内外研究差异 ５
2、 多种传感器 ６
2.1 光电传感器 ６
2.2 光标阅读机 ８
2.3 机械手 ９
2.4 RFID射频识别技术 １１
3、 设计部分 １２
3.1传感器的设计 １２
3.2 识别器的设计 １３
3.3 目的地的设计 １３
3.4 无人车间自动化流程剖析 １４
3.5机械手的模糊定位 １４
4、 结论 １５
致谢 １６
参考文献: １７

前言
人类已经进入了科学技术空前发展的信息社会, 现实生活、 科学研究和生产过程都要获取大量的信息。传感器作为感知、 获取与检测信息的窗口, 能够采集各种有用的信息并将其转换为容易传输和处理的信息, 为计算机、 智能机器人、 自动化设备、 自动控制装置充当”感觉器官”。不但在现实生活中有着举足轻重的意义, 例如, 我们设计一个湿度测试仪和加湿器之间自动控制的一个传感器, 就能够是室内的湿度自动控制在一个范围内。再比如, 我们能够设计一个黑白识别器和机器手之间的传感器, 让这只手自动夹出黑头发里面的白头发或者白头发里面的黑头发。这样传感器就能够作为一个”劳动力”, 用于工厂生产, 大量节约劳动力, 而且能够无休止的工作。传感器在自动检测与控制系统中也必不可少, 而且科学技术越发达, 自动化程度越高, 对传感器的依赖就越大。因而传感器技术( 非电量检测技术) 成为了现代电子信息技术的关键, 在现代科学技术领域中占有极其重要的地位。同时, 我们又对传感器这门课程进行了学习, 自己本身对传感器有了一定的了解, 也对传感器有着浓厚的兴趣, 如今, 能够说传感器贯穿于我们生活的各个方面, 因此, 我感觉有必要对传感器的传感器的研究现状及其发展做一分析。
本文经过调查研究的方法, 对传感器在国内外的研究动态和多种传感器进行了探究, 意在引导读者能对传感器的发展有所了解, 对传感器技术的重要性有所重视。最后, 我还设计了自己感兴趣的有关传感器的应用的例子, 作为对传感器技术了解程度的总结。

1、 国内外研究动态
1.1 国内研究动态
分析当前信息与技术发展状态, 21世纪的先进传感器具备小型化、 智能化、 多功能化和网络化等优良特征。
1) 微型化(Micro)
当前, 信息时代信息量激增、 要求捕获和处理信息的能力日益增强, 对于传感器性能指标(包括精确性、 可靠性、 灵敏性等)的要求越来越严格;与此同时, 传感器系统的操作友好性亦受到了高度重视, 因此还要求传感器必须配有标准的输出模式;而传统的大致积弱功能传感器往往很难满足上述要求, 因此它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代;后者主要由硅材料构成, 具有体积小、 重量轻、 反应快、 灵敏度高以及成本低等优点。
当前, 随着技术的提高, 微型传感器已经应用在了大量的不同领域, 如航空、 远距离探测、 医疗及工业自动化等领域的信号探测系统中产生了深远影响;当前开发并进入实用阶段的微型传感器已能够用来测量各种物理量、 化学量和生物量, 如位移、 速度/加速度、 压力、 应力、 应变、 声、 光、 电、 磁、 热、 PH值、 离子浓度及生物分子浓度等。
2) 智能化(Smart)
智能化传感器(Smart Sensor)是现在出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器。此类传感器一经问世即刻受到科研界的普遍重视, 特别在探测器应用领域, 如分布式实时探测、 网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎, 产生的影响较大。
与传统的传感器相比, 智能化传感器具有以下优点:
①智能化传感器不但能够对信息进行处理、 分析和调节, 能够对所测的数值及其误差进行补偿, 而且还能够进行逻辑思考和结论判断, 能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理, 借助于软件滤波器滤波数字信号。另外, 还能够利用软件实现非线性补偿或其它更复杂的环境补偿, 以改进测量精度。
②智能化传感器具有自诊断和自校准功能, 能够用来检测工作环境。当工作环境临近其极限条件时, 它将发出告警信号, 并根据其分析器的输入信号给出相关的诊断信息。当智能化传感器由于某些内部故障而不能正常工作时, 它能够借助其内部检测链路找出异常现象或出了故障的部件。
③智能化传感器能够完成多传感器多参数混合测量, 从而进一步拓宽了其探测与应用领域, 而微处理器的介入使得智能化传感器能够更加方便地对多种信号进行实时处理。另外, 其灵活的配置功能既能够使相同类型的传感器实现最佳的工作性能, 也能够使它们适合于各不相同的工作环境。
④ 智能化传感器既能够很方便地实时处理所探测到的大量数据, 也能够根据需要将它们存储起来。存储大量信息的目的主要是以备事后查询, 这一类信息包括设备的历史信息以及有关探测分析结果的索引等;
⑤ 智能化传感器备有一个数字式通信接口, 经过此接口能够直接与其所属计算机进行通信联络和交换信息。另外, 智能化传感器的信息管理程序也非常简单方便, 譬如, 能够对探测系统进行远距离控制或者在锁定方式下工作, 也能够将所测的数据发送给远程用户等。
3) 多功能传感器(Multifunction)
如前所述, 一般情况下一个传感器只能用来探测一种物理量, 但在许多应用领域中, 为了能够完美而准确地反映客观事物和环境, 往往需要同时测量大量的物理量。由若干种敏感元件组成的多功能传感器则是一种体积小巧而多种功能兼备的新一代探测系统, 它能够借助于敏感元件中不同的物理结构或化学物质及其各不相同的表征方式, 用单独一个传感器系统来同时实现多种传感器的功能。随着传感器技术和微机技术的飞速发展, 当前已经能够生产出来将若干种敏感元件综装在同一种材料或单独一块芯片上的一体化多功能传感器。
4) 无线网络化(wireless networked)
无线网络对我们来说并不陌生, 比如手机, 无线上网, 电视机。传感器对我们来说也不陌生, 比如温度传感器、 压力传感器, 还有比较新颖的气味传感器。可是, 把二者结合起来, 提出无线传感器网络(Wireless Sensor Networks)这个概念, 却是近几年才发生的事情。
这个网络的主要组成部分就是一个个的传感器节点。它们的体积都非常小。这些节点能够感受温度的高低、 湿度的变化、 压力的增减、 噪声的升降。更让人感兴趣的是, 每一个节点都是一个能够进行快速运算的微型计算机, 它们将传感器收集到的信息转化成为数字信号, 进行编码, 然后经过节点与节点之间自行建立的无线网络发送给具有更大处理能力的服务器
总之, 当前的传感器系统正向着微小型化、 智能化、 多功能化和网络化的方向发展。今后, 随着CAD技术、 MEMS技术、 信息理论及数据分析算法的继续向前发展, 未来的传感器系统必将变得更加微型化、 综合化、 多功能化、 智能化和系统化。在各种新兴科学技术呈辐射状广泛渗透的当今社会, 作为现代科学”耳目”的传感器系统, 作为人们快速获取、 分析和利用有效信息的基础, 必将进一步得到社会各界的普遍关注。微波传感器依靠微波的很多优点, 将广泛地用于微波通讯、 卫星发送等无线通讯, 和雷达、 导弹诱导、 遥感、 射电望远镜中。而且在一些非接触式的监测和控制中也有很好的应用。
1.2 国外研究动态
国外传感器市场正在以迅猛之势日益发展, 此部分将对此具体介绍, 了解国外传感器市场的发展现状和趋势, 以利于结合中国发展情况, 采取相应有效措施, 加速中国传感器行业的产业化步伐。
国外发展传感器技术主要有两种不同途径, 一条是以美国为代表的先军工后民用、 先提高后普及的路子; 另一条是以日本为代表的侧重实用化和商品化, 先普及后提高, 由引进、 消化、 仿制到自行改进设计创新的路子。前者花钱多, 而后者花钱少, 发展速度更快。
国外在传感器的研究、 开发、 生产和应用方面发展速度很快, 主要表现在:
⑴十分重视对传感器技术开发。例如, 美国霍尼威尔公司的固态传感器发展中心每年用于研究设备的投资达5000万美元, 拥有包括计算机辅助设计、 单晶生长、 加工、 图形发生器、 同步重复照像自动涂胶和光刻等离子刻蚀、 溅射、 扩散、 外延、 蒸镀、 离子注入化学气相沉积、 扫描电镜、 封装和屏蔽动态测试等最先进的成套设备和生产线, 而且大约每三年左右更新其中大部分仪器设备。
⑵重视传感器制作工艺研究。传感器原理不难, 也不保密, 而最保密的是工艺。国外的传感器公司普遍不惜重金加强工艺研究, 依靠工艺突破保持技术领先。
⑶重视质量管理与市场分析。新产品面世, 从设计理论分析到模型试验、 样机性能测试、 失败原因分析等均提出相应技术分析报告。在设计阶段组织质量、 软件实验, 产品设计工程技术人员共同对影响产品设计可靠性、 可测性和可检性的各种因素进行研讨, 形成保证新产品质量的最佳技术方案和质量验收文件。
国外传感器的研究、 开发、 生产趋势为:
①开发传感器新材料。陶瓷、 高分子、 生物、 智能材料等新型材料的开发与应用, 不但扩充了传感器的种类, 而且改进了传感器的性能, 拓宽了传感器的应用领域。如新一代光纤传感器、 超导传感器、 焦平面红外探测器、 生物传感器、 诊断传感器、 智能传感器、 基因传感器及模糊传感器等。
②微结构和传感器的微型化。微电子工艺、 微机械加工和超精密加工等先进制造技术在各类传感器的开发和生产中的不断普及, 使传感器正在从传统的机构设计向以微机械加工技术为基础、 仿真程序为工具的微机构技术方向发展。如采用微机械技工技术制作的MEMS产品( 微传感器和微系统) , 具有划时代的微小体积、 低成本、 高可靠性等独特的优点。
③传感器的多功能化.多功能主要体现在传感器能测量不同性质的参数, 实现综合检测。例如: 集成有压力、 温度、 湿度、 流量、 加速度、 化学等不同功能敏感元件的传感器, 能同时检测外界环境的物理特性或化学特性进而实现对环境的多参数综合监测。
④传感器的集成化。使传感器由单一功能、 单一检测向多功能和多点检测发展。
⑤传感器的智能化。近年来, 智能化传感器发展开始同人工智能相结合, 创造出各种基于模糊推理、 人工神经网络、 专家系统等人工智能技术的高度智能传感器, 称为软传感器技术, 她已经在家用电器方面得到利用, 相信未来会更加成熟。
⑥传感器的网络化。网络传感器的开发, 使测控系统主动进行信息处理以远距离实时在线测量成为可能。
1.3 国内外研究差异
随着中国国民经济的发展, 各行业对高灵敏度、 高可靠性传感器的需求越来越大, 而中国的传感器的研制、 生产和应用却远远不能满足这种需求。许多部门单位不得不花费大量的外汇去进口国外的传感器, 即便是中国生产的传感器, 许多核心敏感元件也靠国外进口, 开发具有自主知识产权的传感器有十分重要的实际意义。
由于中国的经济实力不足, 研究手段比不上美国等一些发达国家, 因此在传感器研究方面存在不小差距。具体的讲, 表现在以下几个方面:
1) 科研实验设备落后。中国许多科研院所的实验设备老化, 科研经费投入不足, 制约了新型敏感材料的开发。在物性传感器领域与西方发达国家差距较大, 例如在汽车尾气检测传感器上, 尽管中国内部厂家已经研制出手持式检测传感器, 但其核心的尾气敏感元件依然依赖进口。
2)产品制造工艺水平落后。中国的生产技术工艺水平落后许多, 特别是在半导体制造领域, 当前难以制出与国外产品质量相当的敏感元件和集成电路芯片, 严重影响国产传感器小型化, 智能化的进程。
3)科研管理体制的差异。中国长期实行计划经济, 一些科研院所的设置过于单一、 专门化。现代传感器往往涉及多种学科, 单靠某种学科无法完成新型传感器的研制开发的。
2、 多种传感器
2.1 光电传感器
器件结构与原理: 光电式传感器(Photoelectric Sensor)是以光为测量媒介、 以光电器件为转换元件的传感器, 它具有非接触、 响应快、 性能可靠等卓越特性。 近年来, 随着各种新型光电器件的不断涌现, 特别是激光技术和图像技术的迅猛发展, 光电传感器已成为各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件, 在传感器领域的扮演着重要角色, 在非接触测量领域占据绝对统治地位。 当前, 光电式传感器已在国民经济和科学技术各个领域得到广泛的应用, 并发挥着越来越重要的作用。光电传感器的一般组成形式如图 1, 主要包括光源、 光通路、 光电元件和测量电路四个部分组成。

　　其中, 光电器件是将光能转换为电能的一种传感器件, 并负责把光信号(红外、 可见及紫外光辐射)转变成为电信号。 光电器件响应快、 结构简单、 使用方便, 而且有较高的可靠性, 因此在自动检测、 计算机和控制系统中, 应用广泛。光电式传感器既能够测量光信号, 也能够测量其它非光信号;它能够实现对直接引起光源变化的被测量进行测量, 也能够对使光路产生变化的被测量进行测量;测量电路对光电器件输出的电信号进行放大或转换。国内外研究现状与应用实例: 光电传感器在当前科研领域的运用范围很广, 影响力巨大。 特别是基于光电传感器技术原理研发和制造出的新型光电传感器已成为当今传感器市场的主流。在国外, 光电传感器技术已广泛地运用到各国军事技术、 航空航天、 检测技术以及车辆工程等诸多领域。 例如, 军事上, 国外激光制导技术迅猛发展, 使导弹发射的精度和射中目标的准确性大幅度提高;美国在航空航天领域, 研制出了新型高精度高耐性红外测温传感器, 使其在恶劣的环境中仍能高精度测量出运行中的飞行器各部分温度;国外的城市交通管理也大多运用电子红外光电传感器进行路段事故检测和故障排解的指挥;同时, 国外现有汽车中常装载有新型光电传感器, 如激光防撞雷达、 红外夜视装置、 测量发动机燃料特性、 压力变化并用于导航的光纤陀螺等。
　　当前中国的光电式传感器在现代研究实力和影响范围上虽不及日本和欧美一些国家, 但却在研究的种类和样式上取得重大的突破, 总体上可分为光电式数字转速表, 光电式物位传感器, 视觉传感器以及细丝类物件的在线检测。同时, 基于光电传感器技术的科技设备已在中国被广泛地应用于多种军事领域。 其中较为广泛的应属紫外告警系统, 它为探测来袭导弹提供了一个极其有效的手段。紫外告警系统技术关键是紫外探测器。紫外探测器的主要特性是绝对光谱灵敏度,其光谱灵敏度决定于光学窗材料的透射率、 探测器阴极灵敏度和探测器的管子结构。用于紫外告警系统的探测器当前主要有两类:紫外光电倍增管探测器,以多元或面阵器件为核心的紫外探测器。紫外光电倍增管有分离打拿极紫外光电倍增管(如图 2),单阳极和多阳极微通道板紫外光电倍增管以及日盲型紫外光电倍增管等多种形式。

紫外告警系统由于性能独特,现在已成为电子战技术开发的新热点,开创了新型传感技术的又一个颇具影响力与竞争力的领域。 当前诸如紫外告警系统的新型光电传感技术已成为装备量最大的来袭导弹告警系统之一。
2.2 光标阅读机

光标阅读机( OMR即是”Optical Mark Reader”) , 是用光学扫描的方法来识别按一定格式印刷或书写的标记, 并将其转换为计算机能接受的电信号的设备。其原理是采用光,机,电等手段.让信息卡平稳的利用机械手段经过光电头下面,而光头采用发光,反射,接收的方法,获取卡上指定点阵的不同亮度值.再根据参数文件指定的参数采取运算,输出指定内容的信息数据.作为一种新的计算机外设, 它是一种快速、 准确的信息输入设备。利用光标阅读机能够将信息迅速输入到计算机, 计算机便能够对各种信息快速准确地进行分析、 处理, 取代了过去利用键盘把数据一个个敲入计算机的传统输入方式, 使大量数据录入计算机的难题得以解决。光标阅读机的特点是阅读准确( 即对涂点的识别有极高的精确度, 误码率小 于千万分之一)、 阅读速度快, 每秒钟能够处理一千多个信息点( 处理速度以A4幅面计, 每小时五千张) , 就快速和准确而言, 当前计算机输入设备中, 还没有一种设备能和光标阅读机相比拟; 随着计算机价格的下降、 计算机广泛的应用, 光标阅读机已成为计算机外设中的新贵。国产光标阅读机的误码率、 卡纸率、 双张率、 读卡速度等各项指标均达或超过国外的同类产品, 而价格却仅为进口机的十分之一。

2.3 机械手

机械手就是能模仿人手和臂的某些动作功能, 用以按固定程序抓取、 搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人, 也是最早出现的现代机器人, 在现今的高科技进展之下,机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化, 能在有害环境下操作以保护人身安全, 其作业的准确性和环境中完成作业的能力都非常高。因此机械手臂的应用也就越来越广泛。
机械手主要由手部、 运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件( 或工具) 的部件, 根据被抓持物件的形状、 尺寸、 重量、 材料和作业要求而有多种结构形式, 如夹持型、 托持型和吸附型等。运动机构, 使手部完成各种转动( 摆动) 、 移动或复合运动来实现规定的动作, 改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、 伸缩、 旋转等独立运动方式, 称为机械手的自由度 。为了抓取空间中任意位置和方位的物体, 需有6个自由度。自由度是机 械手设计的关 键参数。自由 度越多, 机械手的灵活性越大, 通用性越广, 其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。控制系统是经过对机械手每个自由度的电机的控制, 来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息, 形成稳定的闭环控制。
机械手能够减省工人、 提高效率、 降低成本、 提高产品品质、 安全性好、 提升工厂形象。多关节机械手的优点是:动作灵活、 运动惯性小、 通用性强、 能抓取靠近机座的工件, 并能绕过机体和工作机械之间的障碍物进行工作.随着生产的需要, 对多关节手臂的灵活性, 定位精度及作业空间等提出越来越高的要求。多关节手臂也突破了传统的概念, 其关节数量能够从三个到十几个甚至更多, 其外形也不局限于像人的手臂, 而根据不同的场合有所变化, 多关节手臂的优良性能是单关节机械手所不能比拟的。随着网络技巧的发展, 机械手的联网操作问题也是以后发展的方向。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可经过编程来完成各种预期的作业任务, 在构造和性能上兼有人和机器各自的优点, 特别体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力, 在国民经济各领域有着广阔的发展前景。

机械手是在机械化, 自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中, 机械手被广泛的运用于自动生产线中, 机械人的研制和生产已成为高技术邻域内, 迅速发展起来的一门新兴的技术, 它更加促进了机械手的发展, 使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然还不如人手那样灵活, 但它具有能不断重复工作和劳动, 不知疲劳, 不怕危险, 抓举重物的力量比人手力大的特点, 因此, 机械手已受到许多部门的重视, 并越来越广泛地得到了应用。中国塑料机械已成为机械制造业发展最快的行业之一, 年需求量在不断的加大。中国塑料机械产业的高速发展主要有以下两个大因素: 一是对高技术含量装备的需求所带来的设备更新及陈旧设备的淘汰;二是海内塑料加工产业的高速发展, 对塑料机械的需求旺盛。
2.4 RFID射频识别技术
射频识别技术是一项利用射频信号经过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触资讯传递并经过所传递的资讯达到识别目的的技术。射频识别系统一般由电子标签(射频标签)和阅读器组成。电子标签记忆体有一定格式的电子数据, 常以此作为待识别物品的标识性资讯。应用中将电子标签附着在待识别物品上, 作为待识别物品的电子标记。阅读器与电子标签可按约定的通信协议互传资讯, 一般的情况是由阅读器向电子标签发送命令, 电子标签根据收到的阅读器的命令, 将记忆体的标识性数据回传给阅读器。这种通信是在无接触方式下, 利用交变磁场或电磁场的空间耦合及射频信号调制与解调技术实现的。电子标签具有各种各样的形状, 但不是任意形状都能满足阅读距离及工作频率的要求, 必须根据系统的工作原理, 即磁场耦合(变压器原理)还是电磁场耦合(雷达原理), 设计合适的天线外形及尺寸。电子标签一般由标签天线(或线圈)及标签晶片组成。标签晶片即相当于一个具有无线收发功能再加存贮功能的单片系统(SoC)。从纯技术的角度来说, 射频识别技术的核心在电子标签, 阅读器是根据电子标签的设计而设计的。虽然, 在射频识别系统中电子标签的价格远比阅读器低, 但一般情况下, 在应用中电子标签的数量是很大的, 特别是物流应用中, 电子标签由可能是海量而且是一次性使用的, 而阅读器的数量则相对要少的多。

3、 设计部分
3.1传感器的设计
本文将互联网无人车间看作是一个系统, 该系统是由以下实体元素组成: 原材料信息系统、 材料、 黑白机器人。以黑白机器人为核心, 它在无人车间中与其它对象( 材料、 车间、 管理员) 协同合作, 共同完成黑白分别并分开的工作。图一为其工作示意图。
原材料
原材料信息系统

黑白机器人

车间管理员

图3 黑白机器人协同工作示意图

系统中的机器人是一种全自动机器人, 机器人主体是一个自动引导车(Automatic Guided Vehicle,AGV), 车上安装有机械手臂, 机械手臂前端装有摄像头和识别器。当接收信号时, 该机械手臂会自动捏取其正前方的材料, 将其取出后, 放置在特定的位置上。
3.2 识别器的设计
对于光电头感应出来的黑白, 利用数字电子技术中的编码器, 将”白”转化成”1”信号, 将”黑”转化成”0”信号, 即光电头感应出来黑白信号就转化成了”1””0”这样的高低信号, 以利于信号的传输。图4为其示意图。

编

码

器

”白”信号
高信号

”黑”信号

低信号

图4 编码器示意图

3.3 目的地的设计
由于当材料被放回目的地后, 机械手臂仍要返回其原始状态, 因此在目的地的侧壁上装有光电门, 只要该机械手经过侧壁, 则说明目标已经被放回目的地, 则同时启动机械手自动返回原处的开关和关闭该光电门, 当机械手再次接受到”1”信号时, 就会再次启动光电门和自动捏取功能, 依次循环下去。
3.4 无人车间自动化流程剖析
在黑白机器人的核心下, 无人车间主要由以下2个自动化流程:
（1） 自动存放材料流程
机器
管理员
当有工作需求时, 将此需求输入到原材料信息系统, 由此引发了图5所示信息发生。
材料
机器人
机器人搬运

运用视觉
送入
引导
送入材料指令

图5

（2） 自动取出材料功能
当材料达到一定量时, 这时会有信号发生, 此时管理员会取出材料。
3.5机械手的模糊定位
视觉识别系统是黑白机器人的重要子系统, 其性能的优劣直接关系到机器人机械手臂抓取材料的准确性和效率。以自助取材为例, 本系统实现材料视觉识别的方法是: 当机器人被引导进入到目标材料所在区域后, 机械手臂上的读写器受控发出微波查询信号, 目标材料上的电子标签收到读写器的查询信号后, 将此信号与标签中的数据信息合成后反射回机械手臂读写器。反射回的微波合成信号携带有目标电子标签数据信息, 这些信息被读写器内部的微处理器处理后分离读取出来, 机械手控制程序根据分离出的数据计算出目标材料所在的”模糊位置空间”, 引导机械手移动到相应的位置。

4、 结论
综上所述,国外传感器市场正在不断的变化创新中呈现快速增长之势。未来5 年,传感器市场由于互联网和电子商务的迅速发展将进一步面临价格的压力.与此同时,以市场需求为导向,积极调动各方面力量,以促进中国传感器行业的产业化进程。黑白机器人机械手的精确定位问题实质上是如何利用传感器反馈信号准确引导机械手到达目标位置问题。实践证明, 单纯依赖机器视觉或RFID射频识别技术, 都不能使黑白机器人机械手实现精确定位。这种综合利用两种技术的方法所花费的代价比较大。本文所设计的黑白机器人、 是充分利用视觉识别优势, 并巧妙设计RFID电子标签数据格式, 提出一种由模糊到精确定位的机械手定位方法, 采用多源信息融合法提高定位的鲁棒性, 实验分析结果表明, 机械手可实现精确定位与快速抓取。

致谢
经过了几个月的查阅文献, 阅读资料和实验, 今天终于顺利的完成了毕业论文。在书写论文的过程中, 有许许多多的人给予了我无私而又巨大的帮助。
首先要感谢石老师对我悉心而又详细的指导, 她严谨的工作作风, 渊博的专业知识, 诲人不倦的高尚师德, 平易近人的人格魅力都对我产生了巨大的影响。在此, 谨向石老师表示衷心的感谢和崇高的敬意, 非常的感谢石老师对我的关怀和帮助。
同时要感谢我的同学杨鹏, 她在我的实验、 论文方面提供了很大的帮助, 给了我很多的文献资料, 而且每次都非常认真的指点我犯的每一个错误, 让我能够顺利的完成实验和这篇论文。
在这次毕业论文的写作过程中, 我学到了很多, 得到了很多, 为四年的大学旅程划上了一个完美的句号, 也为将来的人生之路做了一个坚实的铺垫。
最后, 再次感谢我在大学传授给我知识以及给我帮助和鼓励的老师, 同学和朋友, 谢谢你们!

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