【正文】 起的“尋寶熱”，也使手持式、便攜式金屬探測(cè)器得到長(zhǎng)足的發(fā)展。某些所謂生產(chǎn)廠商這種投入小、研發(fā)周期短的商業(yè)行為勢(shì)必導(dǎo)致產(chǎn)品的一致性差，可靠性低以及安檢產(chǎn)品社會(huì)信譽(yù)度降低，設(shè)備從根本上保證不了安檢要求。隨著國(guó)內(nèi)安全防護(hù)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，在安檢領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了多個(gè)金屬探測(cè)器生產(chǎn)廠商，但在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率上來(lái)看國(guó)外品牌占有80%的市場(chǎng)份額，民航市場(chǎng)也一直是國(guó)內(nèi)金屬探測(cè)器的禁區(qū)。也可用于探測(cè)隱藏于墻內(nèi)、護(hù)墻板內(nèi)側(cè)、空洞和土壤中的上述物品和其他金屬物[2]。目前，國(guó)外雖然己有較為完善的系列產(chǎn)品(如ElPaso,CeiaUSA,Rangeramp。 the environment temperature and humidity in site, the winding technology of coils and the stability of power supply are the factors effected on stability of instrument.KEY WORDS：SCM (Single Chip Micyoco) Metal detector Linear halleffect sensor Electricmagnetic induction sensitivity目 錄摘 要 IAbstract II第1章 分析探測(cè)金屬的理論依據(jù) 11．1 金屬探測(cè)器的研究意義 11．2 金屬探測(cè)器的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 11．3 金屬探測(cè)器理論依據(jù) 21．4 主要性能分析 3第2章 硬件電路設(shè)計(jì) 52．1 系統(tǒng)組成 52．2 電路原理圖 52．3 硬件電路功能描述 62．3．1 線性霍爾傳感器 72．3．2 放大和峰值檢波電路 92．3．3 A/D轉(zhuǎn)換電路 102．4 系統(tǒng)控制單元 132．5 顯示警告電路 152．6 電源電路 152．7 整機(jī)工作原理描述 16第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 173．1 軟件設(shè)計(jì)思想 173．2 數(shù)字濾波及算法說(shuō)明 173．3 主程序流程圖 193．4 主要子程序模塊設(shè)計(jì) 193．4．1 初始化子程序 193．4．2 中斷服務(wù)程序 203．4．3 數(shù)字濾波程序設(shè)計(jì) 213．4．4 發(fā)光與報(bào)警模塊 23第四章 結(jié)論與展望 254．1 結(jié)論 254．2 展望 25參考文獻(xiàn) 27致 謝 2828第1章 分析探測(cè)金屬的理論依據(jù)1．1 金屬探測(cè)器的研究意義金屬探測(cè)器作為一種最重要的安全檢查設(shè)備，己被廣泛地應(yīng)用于社會(huì)生活和工業(yè)生產(chǎn)的諸多領(lǐng)域。系統(tǒng)軟件采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。該金屬探測(cè)儀以AT89S52單片機(jī)為核心，采用線性霍爾元件UGN3503作為傳感器，來(lái)感應(yīng)金屬渦流效應(yīng)引起的通電線圈磁場(chǎng)的變化，并將磁場(chǎng)變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化，單片機(jī)測(cè)得電壓值，并與設(shè)定的電壓基準(zhǔn)值相比較后，決定是否探測(cè)到金屬。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 金屬探測(cè)儀 線性霍爾元件 電磁感應(yīng) 靈敏度 AbstractThis paper describes the positions of hardware and software, working principles and the functions of an intelligent metal detector which mainly consists of AT89S52 Single Chip Micyoco and linear HallEffect Sensor. The equipment adopts UGN3503U linear halleffect sensor as probe to detect the magnetic field change of the centre of a search coil resulted from eddy current effect and turn this magnetic field change into voltage change. The SCM measures the peak value of voltage and pares it with reference voltage. Then determine whether detect metal or not. In case of detection of a metallic mass, the Metal Detector provides an acoustical and optical alarm. The systems software drops the assembler language to be written. Inside the software, the digital filter technology is utilized to eliminate the jamming. So the stability of system and the measuring veracity are improved. The effect of all factors on sensitivity and stability of Metal Detector are discussed in this paper. It is concluded that the operating frequency, the size of the search coil and turns are the main factors affected on the sensitivity of the instrument。而為了能夠準(zhǔn)確判定金屬物品藏匿的位置，就需要金屬探測(cè)器具有較高的檢測(cè)精度。適用于對(duì)郵件、行李、包裹及人體夾帶的傷害性金屬物品(如：刀具、槍械、武器部件、彈藥和金屬包裝的炸藥等)的檢測(cè)，可用于海關(guān)、機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭的安全檢查。一個(gè)產(chǎn)品的出現(xiàn)帶動(dòng)了一個(gè)行業(yè)的發(fā)展，于是安檢這個(gè)既陌生又熟悉的行業(yè)開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)。但是，猶如其他電子類產(chǎn)品一樣，金屬探測(cè)器同樣出現(xiàn)了電路仿制、性能相同、功能繁多、華而不實(shí)的現(xiàn)象。發(fā)展到80年代，監(jiān)獄暴力案件呈直線上升趨勢(shì)，如何及早有效預(yù)防并阻止暴力案件發(fā)生成了監(jiān)獄管理工作中的重中之重，在依靠警員對(duì)囚犯加強(qiáng)管理的同時(shí)，金屬探測(cè)門(mén)再次成為了美國(guó)、英國(guó)、比利時(shí)等發(fā)達(dá)國(guó)家監(jiān)獄管理機(jī)構(gòu)必備的安檢設(shè)備，形成平均每300個(gè)囚犯便使用一臺(tái)金屬探測(cè)門(mén)應(yīng)用于安全檢查。無(wú)論是靈敏度、分辨率、探測(cè)精確度還是工作性能上都有了質(zhì)的飛躍。對(duì)于緊密纏繞N匝的線圈，線圈中心軸線上一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度則為[5]： （12）由公式(12)可知，當(dāng)線圈有效探測(cè)范圍內(nèi)無(wú)金屬物時(shí)，μr =1(非金屬的相對(duì)磁導(dǎo)率)，線圈中心磁感應(yīng)強(qiáng)度B保持不變，當(dāng)線圈有效探測(cè)范圍內(nèi)出現(xiàn)鐵磁性金屬物時(shí)，μr會(huì)變大，B隨μr也會(huì)變大。金屬的電導(dǎo)率σ越大，交變電流的頻率越大，則渦電流強(qiáng)度越大，對(duì)原磁場(chǎng)的抑制作用越強(qiáng)。正是本著這樣一個(gè)設(shè)計(jì)思路來(lái)構(gòu)建系統(tǒng)的硬件電路。探測(cè)器的靈敏度與探測(cè)線圈的尺寸大小有關(guān)，尺寸大即探測(cè)面積大，則線圈中心磁場(chǎng)強(qiáng)度低，在靠近線圈繞組附近磁場(chǎng)強(qiáng)度較高，霍爾元件固定在線圈中心，為了確保通過(guò)其磁通量，探測(cè)線圈的尺寸就不宜太大，具體尺寸通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。3．穩(wěn)定性分析Ⅰ.線圈的雜散電容與人體感應(yīng)電容均可引起頻率變化而產(chǎn)生偽信號(hào)。探測(cè)線圈放大電路多諧振蕩器 霍爾元件放大峰值檢波A/DCPUAT89S52報(bào)警顯示電源圖21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)塊圖2．2 電路原理圖根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)塊圖和金屬探測(cè)器的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)的整體電路圖如圖22所示圖22 基于單片機(jī)控制的智能型金屬探測(cè)器原理圖2．3 硬件電路功能描述（1）線圈振蕩電路圖23 線圈振蕩電路原理圖工作過(guò)程中，由555定時(shí)器構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，產(chǎn)生一頻率為24KHz、占空比為2/3的脈沖信號(hào)。2．3．1 線性霍爾傳感器在電路設(shè)計(jì)中，選用了美國(guó)ALLEGRO公司生產(chǎn)的UGN3503U線性霍爾傳感器，來(lái)檢測(cè)通電線圈L1周圍的磁場(chǎng)變化。如圖26所示，在一塊半導(dǎo)體薄片上兩端通一電流I，并加上和