1. 研究目的与意义（文献综述）

传感器是指能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器技术是当今世界令人瞩目的高新技术之一，是众多新技术革命的基础，是信息科学技术发展的一个重要的标志。传感器技术作为现代信息科学技术四大核心技术之一，早在20世纪80年代初各发达国家就将其列为优先发展的新技术，使得传感器技术在近30年来获得了前所未有的高速发展。

随着科学技术的不断发展，在基础学科研究中，传感器具有突出的地位。现代科学技术的发展进入了许多新领域，而在测距方面先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。激光测距传感器是以激光为传输信号对目标物体进行精确的测量。激光测距在工作开始瞬间向物体发射出一束很细的激光，并由接受端接收物体反射回来的激光束，同时计时器通过测定激光束从发射到接收的时间进而计算出从测量者到物体的距离。但该方法对使用环境要求较高，容易受恶劣的天气、污染等因素影响，使反射的激光束在一定功率上探测距离比可能探测的最大距离减少一半左右，损失很大，影响探测的精确度，所以应用范围较少。微波雷达测距技术为军事和某些工业开发采用的装备和振荡器等电路部分价格昂贵，现在几乎还没有开拓民用市场；超声波测距原理与激光测距原理相似，只不过是以声音为传输介质，但是此方法灵活性差、组件造价相对昂贵，在市场开拓空间并不大。

红外线作为一种特殊的光波，具有光波的基本物理传输特性—反射、折射、散射等，且由于其技术难度相对不太大，构成的测距系统成本低廉，性能优良，便于民用推广。红外线测距传感器有它的几个特点，远距离测量，在无反光板和反射率低的情况下能测量较远的距离；有同步输入端，可多个传感器同步测量；测量范围广，响应时间短； 外形设计紧凑，易于安装，便于操作；所以它的应用价值比较高。另外红外测距的应用越来越普遍。在很多领域都可以用到红外测距仪。红外测距一般具有精确度和分辨率高、抗干扰能力强、体积小、重量轻等优点，因而应用领域广、行业需求众多，市场需求空间大。当前红外测距仪的发展趋势是向测量更安全、测量精度高、系统能耗小、体积小型化方向发展。

2. 研究的基本内容与方案

本课题的基本内容：设计一款工业用红外测距传感器。本系统中通过stm32单片机控制红外线发射管发出的红外线，利用红外线照射到物体形成反射的原理，由于物体摭挡反射到红外线接收管，通过集成线路将信号发送给脉冲电磁阀，电磁阀接受信号后按指定的指令控制阀芯，传感器产生的电压信号经过多个运放等电子器件组成的信号处理电路将信号放大至0~5v输入到stm32单片机中进行处理，在pc机上显示测量的距离。

本课题的目标：能够精准的测量物体至红外线接收管的距离，完成硬件电路的设计及软件的编写并对整个系统进行软硬件调试。

本课题的基本技术方案：由stm32单片机产生一个晶振脉冲输出到红外传感器模块，使红外传感器发射端发射红外线，接收端接收到从物体反射回的红外线后产生电压信号，但是电压信号为mv级，而stm32单片机需要处理的电压信号为v级，所以需要运用运放等电子器件构成的信号处理电路来放大，然后输入到单片机中处理，在pc机上显示数据。系统的总体框图如图1：

3. 研究计划与安排

1～3周：查阅相关文献资料，明确研究方向，确定研究内容，完成开题报告；

4～7周：完成红外测距传感器硬件电路设计；

8～10周：完成红外测距传感器软件设计；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张洋，刘军.原子教你玩stm32(库函数版)[m].北京：北京航空航天大学出版社,2013

[2] 张福学 .《实用传感器手册》[m].电子工业出版社1988

[3] 蒙博宇. stm32自学笔记[m].北京：北京航空航天大学出版社,2014