设计论文111

摘要

随着社会的不断进步,电子技术的不断发展,人们生活水平得到了很大的改善,许多高科技产品的使用越来越成为家庭生活的主旋律,因此人们对自己所处环境的安全需求就越来越高,特别是家居安全,不得不时刻留意不速之客的光顾。为此许多小区、家庭都安装了报警系统,这有效的保证了居民的人身财产安全。在本文中,介绍一种利用热释电红外传感器进行安全检测监控报警的系统的设计。系统概述该报警器主要由热释电红外传感器及其检测电路、接收模块、报警电路等组成。本人主要承担传感器部分、信号放大部和驱动部分的设计。

本设计中,详细的介绍了热释电红外报警器的检测部分的整个制作过程,也按本设计内容成功的做了实物

：介绍了热释红外传感器的工作原理)给出了一种被动型热释电红外报警器的结构原理及其应

用电路。这种电路把红外线的隐蔽性很好地应用于报警系统中，从而实现了防盗报警功能，达到了

安全防护之目的。

关键词：被动式红外报警器； 热释电红外*+,-.传感器； 双精度单稳多频振荡器

关键词： 热释电红外传感器 菲涅尔透镜 红外报警器

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目录

第一章 绪论 ....................... 错误！未定义书签。

1.1 开发背景及意义 .......................... 错误！未定义书签。

1.2 国内外历史和现状 ........................ 错误！未定义书签。 1.3 本文所要解决的问题 ...................... 错误！未定义书签。

第二章 报警器的总体介绍

2.1 设计要求 2.2 设计方案

第三章 元件选择及其参数计算

3.1红外传感器............................... 错误！未定义书签。 3.2同相比例运算放大器?????????????????????

第四章 电路图

4.1 开关电路图????????????????????????? 4.2总体仿真电路原理图....................... 错误！未定义书签。

第五章 电路调试 ...................................

5.1 信号比较。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

5.2 硬件调试???????????????????????????????? 5.2.1调试环境（仪器）、测试对象??????????????????

5.2.2调试方法?????????????????????????? 5.2.3调试步骤?????????????????????????? 5.2.4 测试数据记录???????????????????????? 5.2.5 数据分析

第六章 总结与展望 .................. 错误！未定义书签。 结束语............................ 错误！未定义书签。 致谢 ............................. 错误！未定义书签。 参考文献 .......................... 错误！未定义书签。 附录1 ............................ 错误！未定义书签。 附录2 ............................ 错误！未定义书签。

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第一章 绪论

1.1 背景及意义

随着时代的不断进步，人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不时刻留意那些不速之客。现在很多小区都安装了智能报警系统，因而大大提高了小区的安全程度，有效保证了居民的人身财产安全。由于红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。此外，在电子防盗、人体探测等领域中，被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。

目前国内使用的各类防盗、保安报警器基本都是以超声波、主动式红外发射／接收以及微波等技术为基础。而这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件——热释电红外传感器。这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，它还能鉴别出运动的生物与其它非生物。热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域。用它制作的防盗报警器与目前市场上销售的许多防盗报警器材相比，具有如下特点：

●不需要用红外线或电磁波等发射源。

●灵敏度高、控制范围大。

●隐蔽性好，可流动安装

1.2 国内外历史与现状

测物表面发射的红外波段辐射能量通过光学系统汇聚到红外探测原件上，使其产生一个电压信号，经过放大、模/转换等环节处理，最后以数字形式直接在显示屏上显示温度值。红外测温仪由光学部分和信号处理部分组成，其体积小，便于携带，操作简单，在各行各业中得到广泛应用。

[1]红外测温仪已经有了几十年的发展历史，最早出现的是隐丝式光学高温计，它出现在上世纪初，直到现在仍在高温(800℃以上使用)测量领域被使用

[2]。它的结构简单、使用方

便、测温范围广，但是在使用光学高温计的过程中，经常需要用人的眼睛进行亮度平衡，手动调节灯丝的温度，使高温计灯丝瞄准区域均匀地消失在辐射源或被测物体的背景上，但是由于生理限制，人眼的辨别能力会带来一定的观察误差，不适合于自动控制系统．长期以来，三个方面的问题困扰了红外测温仪的发展，第一个是微弱信号的放大和抗干扰问题；二是信号与所需要的温度值的非线性对应问题；三是探头所处温度对信号的影响．自二次大战以来，光电导和光伏探测器及红外透光材料的高速发展，促使了红外测温和红外技术应用的发展

[3]。20世纪60年代后，由于各种高灵敏度红外探测器、干涉滤光片以及数字信号处理

技术的发展。大大促进了红外技术的应用的进程

[4]。在60年代中期，出现了以光电倍增管

作为检测器的光电高温仪，具有较高的灵敏度和精度。在70年代初，硅光电探测器由于稳定性、线性度及灵敏度优良，结构牢固，逐渐受到重视，意大利国家计量院IMGC首先制成了用硅光电二极管作为检测元件的高精度光电高温计

[5]。与此同时，辐射温度计的工作波

长也从单波长逐步发展为多波长，仪器的功能也渐趋智能化，测量精度、响应速度、稳定性和分辨率都达到了相当高的水平

[6]，测温范围也从以往的中高温延伸到室温或更低温度，

辐射测温仪的使用范围也越来越广．例如在煤矿生产中的胶带输送机在运行过程中，可用红外测温仪来检测胶带与滚筒的温度，避免发生胶带与滚筒因长时间摩擦发热直至引发火灾等事故

[7]；在工业生产中，可利用红外测温仪对运行着的带电设备，如导线、供电装置等定

期检测，防止不良事故的发生；在钢铁企业的热轧生产过程中，需要采用红外测温仪对钢坯表面温度进行测量。以严格控制工艺参数，确保钢材的质量．由于当年非典型肺炎爆发，高精度的红外测温也从原来的工业领域走进了医疗领域和日常生活.

1.3 本文所要解决的问题

应用该方法设计的系统在反应速度、误报率、漏报率以及抗干扰能力方面都具有较好性能。本系统利用热释电红外传感器的红外辐射与红外探测的原理，设计的新型探测器，测量范围广, 响应速度快, 灵敏度高，抗干扰能力强，安全可靠 。并采用单片机89C51作为人体探测系统的核心，以热释电红外线为数据采集部件，经过比较放大之后，输入单片机进行数据判断及处理。当检测到有被测物体进入测量范围时，系统自动发出声光报警信号，等待一段延迟时间后自动消除报警信号，并可手动解除报警信号。当有主人在家系统无需报警时,可开启楼道灯控制系统，即传感器探测到有人经过时照明灯亮,等待一段延迟时间后自动熄灭,并可手动来控制延迟时间的长短。系统的另外一个功能是检测人数及最大容量人数控制，当探测头探测到有人经过时,系统自动计数加一，并可以通过键盘控制最大容量人数，如果探测到的人数超过最大容量人数时则发出自动报警信号，并通过LED显示检测到的人数与最大容量报警人数。系统使用单片机与PC机通信原理，把采集到的数据传输给计算机统一处理。

第二章报警器的总体介绍

2.1 设计要求

这个红外报警器的总体设计要求是由红外探测放大电路和比较延时报警电路两部分组成。探测放大电路通过热释电红外传感器探测人体的红外辐射信号，然后将信号通过集成运放电路进行放大，将微弱的电信号放大为可以利用示波器方便观察的信号；比较延时报警电路是利用比较器将已放大的信号比较出高低电平，然后通过二级管将比较后的信号送入定时器，输出高电平或低电平驱动报警装置进行延时报警。

2.2 设计方案