基于热释电红外线传感器的自动报警器课程（本科）毕业论文设计.doc

课程设计（论文） 题目：基于热释电红外线传感器随着电子技术的不断发展，。价格低廉热释电红外传感得到了很大的普及。热释电红外传感本次设计热释电传感器报警器。光敏电阻感受到光亮越少电阻越大。热释电传感器在无人或动物进入探测区域时，现场的红外辐射稳定不变，一旦有人体红外线辐射进来，经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号，而发出。经过分析后，本次的电路设计达到了课程设计的要求。555定时器 目录 第1章 绪论 1 第2章 方案论证 3 2.1 热释电传感器报警器设计要求 3 2.2 系统设计方案选择 3 2.2.1方案一 3 2.2.2方案二 3 第3章 电路设计 6 3.1 传感器电路设计 6 3.2 光敏电路设计 8 3.3 555定时器电路设计 9 3.4 报警电路设计 9 3.5 电源电路设计 11 第4章 仿真与调试 12 第5章 课程设计总结 15 参考文献 16 附录Ⅰ 17 附录Ⅱ 18  第1章 绪论 热释电红外传感器是一种非常有应用潜力的传感器。它能检测人或某些动物发射的红外线并转换成电信号输出。早在1938年，有人就提出利用热释电效应探测红外辐射，但并未受到重视。直到六十年代，随着激光、红外技术的迅速发展，才又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用开发。近年来，伴随着技术的飞速发展，以及对该传感器的特性的深入研究，相关的专用集成电路处理技术也迅速增长。目前国内、外使用的各类防盗、安保报警器大多采用的是以超声波、主动式红外发射/接收以及微波等技术为基础。它们均采用的是监测接收到的经反射回来的信号有无异常来判断有无入侵者。识别效率低，容易误报警，而热释电红外传感器(简称PIR)是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路，如作电源开关控制、防盗防火报警、自动览测等。 热释电红外传感器主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出10~20米范围内人的行动。 菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而增强其能量幅度。 人体辐射的红外线中心波长为9~10um，而探测元件的波长灵敏度在0.2~20um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为7~10um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。 一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。菲泥尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离），从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。 被动式热释电红外探头具有本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉。防小动物干扰：探测器安装在推荐地使用高度，对探测范围内地面上地小动物，一般不产生报警。抗电磁干扰：探测器的抗电磁波干扰性能符合GB10408中4.6.1要求，一般手机电磁干扰不会引起误报。抗灯光干扰：探测器在正常灵敏度的范围内，受3米外H4卤素灯透过玻璃照射，不产生报警。 热释电红外线传感器1）可实现非法入侵报警； （2）使用光敏电阻控制，白天不报警，晚上自动开始工作； （3）当有人靠近时热释电传感器报警，无人靠近时不报警。 2.2 系统设计方案选择 2.2.1方案一 目前最为流行的防盗报警装置大多采用的是主动式探测仪，例如超声波探测仪、对射式红外线传感器和微波等技术。因此，方案一采用对射式红外线传感器，经过具备检波、放大、滤波和后期处理的信号处理电路后，输入到报警装置，报警装置的工作与否由另外的定时开关控制。可基本实现报警器设计要求。 2.2.2方案二 光敏电阻属半导体光敏器件，除具灵敏度高，反应速度快，光谱特性及r值一致性好等特点外，在高温，多湿的恶劣环境下