面向工程学生最后一年的基于传感器的项目创意

传感器是工厂自动化和机器人技术的支柱。将它们的输出连接到固件是工业应用中的重要领域之一。了解它们的参数对于设计控制系统非常重要。温度、气体、湿度、IR、超声波激光、PIR传感器等传感器广泛应用于各行业。开发涉及此类传感器的项目可以清楚地了解它们的用途和局限性。数据采集​​、SCADA、模糊逻辑控制是少数高级项目，通常采用嵌入式系统，需要软件领域知识，特别是“C”语言。本文概述了面向工程专业学生的基于传感器的项目。

面向工程学生的基于传感器的项目

下面将讨论面向工科学生的基于传感器的项目。

非接触式液位控制器

开发了一种水位控制机制，可以在不与水箱任何接触的情况下感应水箱中的水位，从而控制泵将水注入水箱。这里使用超声波传感器来感应水箱中的水位。

超声波传感器感应水箱中的液位并将此信息提供给微控制器。根据来自传感器的输入，微控制器相应地控制继电器开关的切换，在这种情况下，继电器开关是晶体管和 MOSFET 的组合。相应地控制继电器在水位较低时接通负载或在水位较高时断开负载。

将电视遥控器用作电脑的无线鼠标

该系统使用电视遥控器作为无线鼠标在计算机上执行操作。电视遥控器采用红外通信原理，通过控制单元将指令发送至计算机。

这里的命令是从电视遥控器以调制红外线的形式发送的。这些射线由红外接收器接收并转换为电信号，然后提供给微控制器。微控制器将这些信号转换为二进制指令，并通过电平转换器IC将这些指令以串行形式发送给计算机。

远程干扰设备

这里开发了一种产生红外线的装置，可以阻挡来自电视遥控器的射线。红外光的频率与电视遥控器的红外光频率相同。可以将其放置在电视接收器上，使遥控器接收到的光线与此设备发出的红外线叠加。

这里使用由电池供电的定时器产生频率等于远程输出信号频率和大于 50% 占空比的脉冲，以驱动晶体管，其在为红外二极管提供电源，因此红外二极管以该频率发射红外射线。

用于检测车辆上的皮疹驾驶的速度检查器

鲁莽驾驶是导致道路交通事故的主要原因之一。如果控制了鲁莽驾驶，大多数道路交通事故是可以避免的。这是通过监控车辆的速度来实现的，并相应地在车辆速度增加时发出警告。这里设计了一个测速系统，测量车辆从高速公路上的一个地点到另一个地点所花费的时间，并据此计算出车辆的速度。

这里在两个不同的位置使用了两个红外传感器。使用两个定时器来接收来自两个传感器的输入。两个定时器的输出驱动一个与非门，如果速度超过设定的限制，该门又驱动另一个定时器触发蜂鸣器。十进制计数器显示输出脉冲的时间计数或对时钟脉冲进行计数，即从 IR 传感器位置移动到另一个位置所花费的时间。设置了速度限制并且两个地点之间的距离是固定的。如果计时计数小于设定的时间限制，则已知超速，相应蜂鸣器开始鸣响提示。

超声波传感器测距

超声波传感器可用于测量任何物体距某个位置的距离。传感器发射超声波，被物体反射。计算波来回传播所需的时间并乘以声速得到距离测量值。

优化能源管理系统

该系统用于优化管理能源消耗。它定义了一种简单的节能方法，即仅根据进入房间的人数来控制房间内负载的切换。该项目采用红外传感器感知进出房间的人员，从而控制单元控制负载的切换。

带遥控装置的感应电机双向旋转

家中使用的排风扇仅用于排出房间内的热空气。这些风扇使用分相感应电机运行，该电机由直接获得主电源的主绕组和通过电容器获得主电源的辅助绕组组成。通过交换两个绕组之间的电源，可以互换绕组并改变电机的方向。本项目就是利用这个原理实现了电机的双向旋转。所需方向的命令由电视遥控器给出，相应地，电机向所需方向旋转。

检测车辆运动时发光的路灯

使用 LED 作为路灯的主要优点是可以通过控制 LED 的电源来控制其强度。通过感知车辆的到来，可以使LED路灯仅在车辆经过时开启。这有助于节省相关数量的能源。该项目开发了一种方法来实现这一点，即使用一组 LED 来表示路灯，并使用一对红外传感器来感应路上的车辆数量。

使用 PIC 微控制器的基于密度的交通信号系统

该系统定义了另一种优化能源使用并克服交通拥堵问题的方法。通过感应路口每一侧的车辆数量，可以相应地控制交通信号灯亮红灯的时间。该项目通过使用 LED 作为路口每一侧的交通灯并在每一侧使用红外传感器来感知车辆数量来实现这一点。

无微控制器的基于传感器的项目

下面讨论了没有微控制器的基于传感器的项目列表。

使用酒精传感器测试酒精度

该项目用于测试酒精水平，以测试车辆驾驶员是否醉酒。该电路工作在+5V电源下。该系统使用非常简单，成本低。酒精指示可以通过不同的LED灯来确定。

使用运动传感器的安全灯

项目安全灯可以设计一个运动传感器。该项目主要用于感知房间内人的运动。一旦通过运动传感器检测到运动，室内灯就会自动打开。该电路使用 PIR 传感器和模拟和数字电路。在这里，该传感器检测人的运动，而模拟和数字电路会在特定时间段内打开灯。

风扇开启超温报警

所提议的系统用于监控超温并使用温度传感器生成警报。该系统设置为温度控制点的最高限制。当温度升高到固定温度时，它会发出声音提醒用户注意。

无微控制器的红外障碍物传感器

该项目用于在不使用微控制器的情况下设计障碍传感器。这种传感器用于许多应用，而且价格低廉。此外，该项目还可以通过更换传感器来增强火灾报警系统。

不使用微控制器的自动水龙头

建议的系统即智能水龙头用于减少水龙头的水浪费。当我们不使用它时，此水龙头会自动关闭。该项目可以设计有两个红外接近传感器，其中一个传感器检测靠近水龙头的手，从而可以阻止水流。同样，另一个传感器放置在水龙头的顶部。该传感器主要检测水位。

一旦此水龙头检测到任何靠近水龙头的手/玻璃杯，它就会在桶装满后自动关闭。该系统用于自动售货机和工业自动化。

基于传感器的生物医学项目

基于传感器的生物医学项目列表如下。

使用罗盘传感器跟踪腿部运动

该项目的主要功能是设计一种用于在虚拟情况下跟踪身体运动的设备。人体运动跟踪主要吸引了来自不同领域的主要关注，例如动画制作、运动医学、生物医学分析和人体工程学。借助加速度计可以检测人体运动，但在检测运动方面存在一些局限性。

一个加速度计无法注意到水平运动。罗盘传感器用于补偿加速度计的局限性。为了检测人体不同部位的运动，需要三个加速度计。使用加速度计的陀螺仪将大大提高结果，但陀螺仪价格昂贵。但在未来，强烈推荐这些。

救护车事故检测系统和救援系统

由于人口众多，交通拥堵和道路事故是城市地区的主要问题。目前还没有检测事故的技术，但由于交通繁忙而延误救护车到达事故区域，可能导致受害者死亡。为了克服这个问题，这里有一个解决方案，即使用传感器的事故检测系统。

该市所有医院的数据库存储在主服务器中。车内的 GSM &GPS 模块会将事故位置共享给主要服务器，以便救护车从最近的医院到达事故现场。使用射频通信，可以控制救护车路径中的交通灯信号。这样可以减少救护车到达医院的时间。

救护车中的患者监护系统会将患者的重要参数发送到相关医院。该系统是全自动的，可以及时发现事故现场，帮助到达医院。

用于监测个人健康的无线心电图检测

通过使用该项目，可以使用包括 BSN（身体传感器网络）和节能 LSN（本地传感器网络）的 IIHMS（交互式智能医疗保健和监控系统）检查个人健康状况。用于BSN应用的生物信号的采集可用于通过ZigBee通信获取真实人体的数据。另有带ARM的RF接收器、基于ARM的A/D混合模式板卡和显示器用于演示数值。

用于在战场上通过 PIR 传感器检测活人的探测器机器人

目前，自动化系统灵活、准确、可靠。因此，由于这种需求，在每个领域都使用自动化系统。这些系统主要用于电子领域，因为它们具有良好的性能。在战争领域，机器人在减少人员伤亡方面发挥着关键作用。该提议系统的主要目的是在 PIR 传感器的帮助下检测受伤人员以进行救援行动。如果受伤人员发现，根可以在射频的帮助下通过无线技术通知。

使用心跳传感器的麻醉控制系统

在任何手术中，在特定剂量下对患者进行麻醉是非常重要的。一旦医生给病人麻醉，病人在手术过程中就不会感到任何疼痛。根据手术的持续时间，仅剂量取决于，否则会导致严重的健康问题。为了克服这种情况，所提出的系统被设计为带有 Arduino Uno 的自动麻醉控制器

麻醉剂量可由麻醉师设定。通过使用开关面板，麻醉师可以开始该过程。一旦通过 Arduino Uno 获得启动信号，它就会调节整个系统并向电机驱动器发送命令以使电机运行。一旦电机开始运转，就可以注入麻醉剂了。

可以将固定量的麻醉剂注入患者体内，并在此过程中检查患者的心跳。可以根据患者的心跳计数注射第二剂麻醉剂。心跳可以由管理部门检查。如果他们观察到任何异常，他们将停止注射。

基于传感器的项目理念

下面列出了面向工科学生的基于传感器的项目创意。

• 运动感应自动开门系统
• BLDC 电机的闭环控制
• 非接触式转速计
• 使用微控制器的直线跟随机器人车辆
• BLDC 电机的预定义速度控制
• 工业温度控制器
• 基于微控制器的速度检查器系统
• 多台电机的速度同步
• 通过红外遥控器控制碟子定位
• 红外障碍物检测以驱动负载
• 多台电机的速度同步
• 精确的数字温度控制
• 自动无线健康监测系统
• 具有 7 段显示的对象计数器
• 避障机器人车
• 篡改电表传感系统
• 太阳能管理系统
• 超声波检测物体
• 红外控制的机器人车辆
• 通过红外遥控器控制晶闸管功率
• 使用土壤传感器的先进无线自动数字式农业抽水系统
• 用于早期预警的先进无线地震警报系统
• 寺庙安全系统 - 带有频率干扰器的高端寺庙安全系统
• 将工业监控智能安防系统与 WAP 和自动拨号器集成
• 使用眨眼传感器预防驾驶员疲劳事故
• 眼球控制自动轮椅
• 多传感器 – 基于烟雾、火灾、温度、气体、金属和入侵者的安全机器人 – Zigbee
• 支持射频的 ICU Care Taker – 生命支持系统
• 基于美国手语的手势识别和表演
• 图书馆机器人——使用微控制器的人工智能路径引导机器人系统
• 具有远程警报和传感器的先进无线银行安全系统，适用于现代安全应用
• 基于传感器网络的铁路自动化系统的设计与实现
• 运动检测、机器人指导和接近

不同类型的基于传感器的项目

有不同类型的传感器可用，如温度、接近度、加速度计、红外线、压力、光、超声波、烟雾、酒精、气体、触摸、颜色、湿度、倾斜、流量和液位传感器。下面列出了基于不同类型传感器的工科学生项目。

基于红外传感器的项目

IR/Infrared Sensor 是一种光传感器，用于不同的应用，即所有手机中的物体检测和接近检测。红外传感器项目列表如下。

• 具有低成本无线功能的非接触式数字转速计设计
• 使用红外负载开关检测障碍物
• 带红外传感器和微控制器的线跟随机器人
• 使用红外线和自动射频的付费停车管理系统
• 基于红外传感器的路灯通过车辆检测发光
• 使用红外传感器控制碟子位置
• 通过红外传感器和微控制器基于密度的交通信号系统
• 使用红外传感器调整信号和检测交通密度
• 通过红外传感器有效监控和控制银行安全
• 穿梭于不同车站之间的自动地铁列车门
• 通过 WSN 的基于红外传感器的停车场系统
• 在高速公路上使用 Speed Checker 检测鲁莽驾驶
• 使用红外传感器和微控制器自动开门系统
• 使用红外传感器自动控制铁路闸门
• 使用家用红外遥控器控制信号解码器
• 使用遥控装置双向旋转感应电机

基于超声波传感器的项目

超声波传感器用于通过产生超声波并将反射的声音信号转换为电信号来检测目标与物体的距离。下面列出了工科学生基于超声波传感器的项目。

• 基于 Arduino 的超声波声纳或监测雷达项目
• 盲人超声波导航
• 通过蜂鸣器指示使用 Android 的超声波测距仪
• 使用第三只眼的盲人超声波振动器手套
• 使用超声波传感器的盲人手杖
• 使用 PIC 微控制器的超声波雷达
• 使用超声波传感器的距离测量系统
• 基于超声波传感器的液位控制系统
• 通过 HCSR04 和 Arduino 实现超声波的声悬浮
• 通过超声波传感器和 MCU ESP8266 基于物联网的智能罐
• 使用超声波传感器自动分配洗手液
• 基于超声波传感器和ESP8266 MCU的智能停车系统
• 基于超声波传感器的机器人避障

基于温度传感器的项目

一种传感器，用于检测周围环境的温度并将输入数据转换为电子数据以进行监控、记录等。下面列出了工科学生基于温度传感器的项目列表。

• 使用温度传感器和 Arduino 进行工业故障监控
• 通过蜂鸣器使用微控制器和温度传感器的过热检测器
• 用于煤矿工人的智能头盔
• 使用 Arduino Uno 和 IoT 对患者进行健康监测和跟踪
• 使用GSM的变压器参数故障检测
• 使用 Arduino Uno 报告天气系统项目
• 通过数字和GSM的气象站
• 使用 GSM 的家庭安全系统
• 用于控制温室环境的机器人
• 电力变压器状态监测
• 采用 IoT 和 Arduino 的家庭安全系统
• 使用物联网监控温室
• 带烟雾的火灾报警系统，使用 Arduino 的温度传感器
• 基于 GPS 和 GSM 的救护车跟踪
• 风力发电机组系统故障诊断与监测
• 带有微控制器的温度控制器
• 通过微控制器监控电池系统

基于湿度传感器的项目

湿度传感器用于检测、测量和报告空气温度和湿度。湿度对环境和人体都起着至关重要的作用。下面列出了工科学生基于湿度传感器的项目。

• 天气报告信息系统
• 使用湿度传感器和物联网的天气报告系统
• 基于 GPS 和 GSM 的士兵跟踪系统
• 基于物联网和 Arduino 的患者健康监测系统
• 使用微控制器的 4 通道数据采集系统
• 基于 GSM 的婴儿保温箱
• 使用 GSM 的数字气象站
• 基于 GPS 和 GSM 的救护车跟踪
• 使用物联网的微控制器温室监控系统的数据记录器
• 连接 DHT11 温度传感器、Arduino 和湿度传感器
• 温湿度传感器
• 基于 Arduino 的温湿度测量
• 通过 HUMIDEX 感知大气舒适度
• 湿度传感器的校准
• 基于 iShield 的气象站
• 监控工作区的环境

接近传感器项目

接近传感器或距离传感器用于通过反射的红外光束在距离传感器的预定范围内检测物体或人的存在。下面列出了面向工科学生的基于接近传感器的项目列表。

• 使用接近传感器和 Arduino 自动实现铁路道口水平
• 基于PLC和接近传感器的归档系统
• 将接近传感器与 PLC 连接以控制电机速度
• 多用途军用机器人
• 通过颈部运动控制残废的轮椅
• 基于振动的距离传感器
• 基于距离传感器的 PopPet
• 使用 Arduino 的测距仪
• 使用距离传感器停车辅助
• 基于距离传感器的 DolphinView
• 使用距离传感器测量地掷球的距离测量器
• 使用距离传感器的尖叫大锅

湿度传感器项目

土壤水分传感器是一种用于测量土壤水分（含水量）的传感器。一旦土壤水分干燥，则模块输出高，否则输出低。工科学生使用的基于土壤水分传感器的项目列表如下。

• 使用土壤湿度传感器的灌溉系统
• 使用 8051 微控制器通过报警系统检测植物土壤水分及其 pH 值
• 使用 Arduino 的土壤湿度传感器
• 电容式湿度传感器
• 检测土壤水分
• 使用无线远程和物联网监测和感知土壤水分
• 通过使用物联网的警报系统进行山体滑坡检测及其远程雪崩避免
• 通过远程和物联网的自动化灌溉控制系统

LDR 传感器项目

术语 LDR 代表光敏电阻器，是一种光敏电阻器。它的工作原理是光电导原理。通常，这是一个电阻器，一旦光强度降低，该电阻器的电阻值就会降低。这些传感器用于路灯、相机测光表、光束警报器、时钟收音机、户外时钟和反射式烟雾警报器。请参阅此链接以了解有关 LDR 传感器项目的更多信息。

触摸传感器项目

触摸传感器主要用于检测和记录物理触摸。触摸基于传感器的Arduino项目列表 列在下面。

• 使用触摸传感器的调光器开关电路
• 与 Arduino Uno 接口的电容式和金属触摸传感器
• 使用 Arduino 通过触摸控制光
• 通过 FDC1004 进行非接触式电容式液位检测
• 使用 Arduino 和电容式传感器的纸控制器
• 使用 Arduino Leonardo 和电容式触控的键盘扩展
• 基于电容式触摸传感器和 Arduino 的接近灯
• 使用电容式传感器和 Arduino 的栖息地
• 使用电容式传感器的 Arduino Synth
• 使用电容式触摸传感器的网格
• 由 Arduino Uno 和 TTP229-BSF 触摸板控制的 MeArm
• 使用 TTP223 触摸传感器和 Arduino UNO 控制家居灯

基于 PIR 传感器的项目

被动红外传感器（如 PIR）是一种电子传感器，用于测量从周围物体辐射的红外光。工科学生PIR项目列表如下。

• 基于 PIR 传感器的手势和轻松运动检测
• 基于 PIR 传感器的安全系统
• 通过被动红外传感器触发远程摄像头
• 通过开关和 PIR 触发的接收器照明
• 使用蓝牙的星际迷航 LCARS 安全系统
• 使用 PIR 传感器的警报器
• 由 USB 供电的马里奥蘑菇的唱歌和闪烁
• 使用 PIR 传感器的智能手机通知
• 超级马里奥兄弟基于Arduino的房间迎宾员
• 通过 BS1 和 PIR 的万圣节问候
• 使用 PIR 传感器的屏幕保护程序

因此，这完全是关于面向工程学生的不同类型基于传感器的项目的概述，其中包括基于 IR、基于超声波、基于温度传感器、接近度、湿度、LDR 和触摸传感器。这里有个问题请教您，IoT Sensor 的功能是什么？