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速条件是0.1m/s）。
表3.1 NIS-09C灵敏度特性
烟雾浓度（%） 输出电压（V） 误差（ΔV）
0
1 2 3 4 5
5.6±0.4 5.3±0.5 5.0±0.5 4.7±0.5 4.4±0.5 4.2±0.5
0
0.3±0.1 0.6±0.1 0.9±0.2 1.2±0.2 1.4±0.2
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NIS-09C的灵敏度特性在表3.1中有所标识，该表是根据UL217标准制定的（风
NIS-09C的电源电压特性在表3.2中有所标识。
表3.2 NIS-09C电源电压特性（温度：25℃；湿度：60%RH）
电源电压（V） 输出电压（V）
6
9 12 15 18
3.3±0.3 5.6±0.4 8.0±0.7 10.0±0.85 13.0±1.0
NIS-09C的温度特性在表3.3中有所标识。
表3.3 NIS-09C温度特性（湿度：60%）
温度℃ 输出（V） 0
25 50
5.15±0.4 5.6±0.4 5.85±0.4
NIS-09C的湿度特性在表3.4中有所标识。
表3.4 湿度特性（温度：25℃）
湿度（%C） 输出（V）
30
60 90
5.75±0.5 5.6±0.4 5.45±0.4
NIS-09C的实物图如图3.5所示。
NIS-09C
图3.5 NIS-09C的实物图如所示。
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3.3.3 烟雾传感器电路设计方案
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烟雾传感器电路是对所监控区域环境中的烟雾浓度信息进行采集，通过合理的方法将采集到放大调理和模数转换后才送单片机读取。参照上一节中对NIS-09C离子式烟雾传感器进行的详尽阐述，利用NIS-09C烟雾传感器的参数信息对烟雾传感器电路进行设计。
基于NIS-09C传感器的烟雾传感器电路图如图3.6所示。
图3.6 基于NIS-09C传感器的烟雾传感器电路图
图3.6中标识有“NIS-09C”字样的芯片便是我们选用的烟雾传感器传感器NIS-09C。将NIS-09C的1脚和4脚接到+9V直流电源上，3脚接地。工作在+9V直流电压下时2脚将输出5.6V±0.4V的电压，其电平大小足以给单片机读取，所以不需要将烟雾传感器NIS-09C输出的模拟信号进行放大，这也是为何选用次传感器进行设计的重要原因。将采集到的模拟信号转化成数字信号也是至关重要的一步，通常对模拟信号到数字信号的处理采用模数转换芯片结合软件来实现A/D转换的，但针对本设计，使用采用运放LM339搭建电压比较器电路，利用比较器翻转特性，将采集的模拟信号转换为数字信号的方法更为高明和方便。设定当环境中烟雾浓度≥2%时，表明出现险情，参照表3.1，可设计报警阀值为+4.5V。如图3.6所示，传感器NIS-09C的输出端通过电阻接到LM339的反相输入端，经过分流分压后得到的阀值电压Ur1接到LM339的正相输入端，Ur1的值为+4.5V。当环境中烟雾浓度＜2%时，LM339反相输入端取得电压＞+4.5V，比较器输出端输出为低电平；当环境中烟雾浓度＞2%时，LM339反相端取得电压≤+4.5V，比较器输出发生翻转，输出高电平。单片机读的该高电平便表示读取到环境中烟雾浓度超过警戒线，发生了火灾，接着单片机将进行驱动声光报警等一系列操作。
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3.4 热释电红外传感器电路设计
3.4.1 热释电红外线原理和特性
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热释电红外线传感器发展于80年代，是一种新型高灵敏度探测元件，它能在检测到人体发射的红外线后输出相应强度的电信号，市场中常利用热释电红外传感器组成防入侵报警器或各种自动化节能装置[6]。热释电红外传感器以非接触形式检测出人体辐射出的红外线，产生电量的变化，转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大就可以驱动各种控制电路。
热释电红外传感器是基于热电效应原理的热电型红外传感器，它是由高热点系数材料制成的探测元件，在探测器内部装两个探测元件，将这两个探测元件反相串联起来，从而抑制元件自身温度升高产生的干扰。由于热电器件输出的信号一般为电荷信号，不能直接被其他器件所接受或使用，因而热释电红外传感器中装入了一个场效应管，利用场效应管实现阻抗变换，使其最终输出为电压信号。
人体辐射的红外线中心波长约在9μm～10μm左右，而通常的红外探测元件的波长灵敏度在0.2μm～20μm范围内，所以需要在传感器顶端开设一个装有菲涅尔系列滤光镜片的窗口，经过滤光片滤光后，探测元件能够接收的辐射波长约在7μm～10μm的范围内，滤光片将其它的波长的红外线予以吸收，装有菲涅尔滤光片的热释电红外探测元件就刚好适合人体红外辐射的探测，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外探头，一旦有人侵入检测区域，人体的红外辐射通过滤光片滤波并聚焦，被热释电红外探头接受，误判率很低。由于两片热释电元接收到的热量不同，电信号是不能被抵消的，信号经处理后可以输出适当强度的电压信号。 3.4.3 热释电红外传感器RE200B的简介
本设计选用的RE200B是一款热释电红外传感器，这种传感器是由一种晶体材料做成，当这种晶体表面受到红外线照射时，会在晶体表面产生电荷，随着光线对晶体照射的改变，电荷量也会发生改变。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。图3.7为热释电传感器RE200B的实物图。
图3.7 热释电红外线传感器RE200B实物图
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和大多热释电红外传感器一样，RE200B对于不同波长的光线照射都能产生不同程度的响应，因此我们看到的RE200B的封装中有一个像玻璃似的小窗，这就是加了一块菲涅尔系列滤光镜片[6]。通过这个菲涅尔系列滤光镜片可以限定晶体对特定波长的光线产生响应，加菲涅尔系列滤光镜片后，RE200B一般接收波长在7μm～10μm，因此只接受接近人体辐射的红外线波长的辐射。
表3.5中列出了热释电红外传感器RE200B的主要特性和部分技术参数，参照这些参数可利用RE200B设计相应的红外防盗电路。
表3.5 RE200B的主要特性和部分技术参数 封装 工作电压
TO-5式封装
3V～10V（Rs=47kΩ）
电源电压 0.3V～1.5V（VD=5V，Rs=47kΩ） 输出信号 MIN 2.5 Vp-p（TYP 4.0 Vp-p） 探测视角
水平方向张角138°
垂直方向张角125°
3.4.4 热释电红外传感器电路的设计
基于RE200B热释电红外传感器的传感器电路如图3.8所示，参照图3.8对电路进行连接。
图3.8 热释电红外传感器电路图
日常生活中对射式红外传感器也常用来进行防盗监控的设计。对射式红外传感器是利用当有障碍物阻断红外发射头发送至红外接受头的红外线，从而红外接受头接收不到红外时输出电平改变，通过识别这个电平的变化来设计防盗系统。而本设计是利用热释电红外传感器RE200B进行防盗电路设计，来检测区域是否有人闯入的参数的，我们之所以选择热释电红外传感器，而不选用对射式红外传感器来设计防盗监控，是因为，对射式传感器只要任意一种障碍物阻断红外线的发送路径，就会产生电平的变化，相反采用热释电红外传感器，利用人体自身波长的特性，加上菲涅尔系列滤光镜片进行滤光，就能基本准确的判断是否是人闯入，动物等其它物体闯入时产生的电平
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