(毕业论文)凌空翻页器的设计应用[精品].doc

1 引言 1.1 研究背景与意义 目前高校的多媒体投影教室的装备和使用也越来越多，由于其图、声、文并茂深得学校和学生的喜欢，但是其使用也暴露出一个问题，为了控制演示进度，老师必须亲自用键盘或鼠标近距离操作电脑，因此在演示过程中，老师一直都只能活动在电脑附近很小的区域，甚至就坐在电脑旁边。这样不仅局限了老师自身的活动空间，还增大了老师与学生的距离，使得原本生动的多媒体演示缺乏重要的亲和力和沟通性，也使得老师的思维由于要进行键盘操作而影响到讲课的连贯性，另外，老师的肢体语言也没有充分表现出来。能否有一种装置解决上述问题呢?根据这个问题，研制出了基于USB接口的短距离无线翻页控制系统设备，目的主要是为了解决传统的演示操作方式带来的种种弊端，使得老师彻底摆脱空间的束缚。在教学的整个过程中，老师可以在教室里边随意走动，可以走到学生当中，进行沟通，从而实现演示无线，沟通无限的最佳演示效果，使得多媒体教学更加方便灵活，整个教学过程更加自然、亲和、人性化。 1.2凌空翻页器的基本原理 人体都有恒定的体温, 一般在37 °C, 所以会发出特定波长10μm 左右的红外线, 热释电红外探头就是靠探测人体发射的10μm 左右的红外线而进行工作的。人体发射的10 μm 左右的红外线通过菲泥尔透镜增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件, 这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡, 向外释放电荷, 后续电路经检测处理后就能通过USB传到PC机中，从而使PPT发生翻页。又因为翻页器分左右翻，所以需要两个完全相同的热释电红外传感器，分别作为左感应手和右感应手。 1.3 红外线概述 1.3.1红外线简介 近二十年来，红外辐射技术已成为一门迅速发展的新兴技术科学。它已广泛应用于生产，科研，军事，医学等各个领域。红外辐射技术是发展测量技术、遥感技术和空间科学技术的重要手段。 红外辐射俗称红外线，又称红外光，它是一种人眼看不见的光线。但实际上它和其他任何光线一样，也是一种客观存在的物质。任何物体，只要它的湿度高于绝对零度，就有红外线向周围空间辐射。它的波长介于可见光和微波之间，它的波长范围大致在0.75um~100um的频谱范围之内。相对应的频率大致在4×1014~3×1011之间，红外线与可见光、紫外线、χ射线、γ射线和微波、无线电波一起构成了整个无限连续的电磁波谱，在红外技术中，一般将红外辐射分为四个区域，即近红外区、中红外区、远红外区和极远红外区。0.77um~3um为近红外区，3um~30um为中红外区，30um~1000um为远红外区。这里所说的远近是指红外辐射在电磁波谱中与可见光的距离。 红外辐射的物理本质是热辐射。物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，红外辐射的能量就越强。研究发现，太阳光谱各种单色光的热效应从紫色光到红色光是逐渐增大的，而且最大的热效应出现在红外辐射的频率范围内，因此人们又将红外辐射称为热辐射或热射线。 红外线在通过云雾等充满悬浮离子的物质时不易发生散射，有较强的穿透能力，还具有抗干扰能力强、易于产生、对环境影响小、不会干扰临近的无线电设备的特点，因而被广泛应用。 目前红外发射器件（红外发光二极管）发出的是峰值波长0.88um~0.94um之间的近红外光，红外接收器件（光敏二极管、光敏三极管）的受光峰值波长为0.88um~0.94um之间， 恰好与红外发光二极管的光峰值波长相匹配。 红外光具有反射、折射、散射、干涉、吸收等特性。能全部吸收投射到它表面的红外辐射的物体称为黑体；能全部反射的物体称为镜体；能部分反射、部分吸收的物体称为灰体。严格地讲，在自然界中，不存在黑体镜体和透明体。 1.3.2红外传感器的分类 常见红外传感器可分为热传感器和光子传感器。 a) 热传感器 热传感器是利用入射红外辐射引起传感器的温度变化，进而使有关物理参数发生相应的变化，通过测量有关物理参数的变化来确定红外传感器所吸收的红外辐射。 热探测器的主要优点是相应波段宽，可以在室温下工作，使用简单。但是，热传感器相应时间较长，灵敏度较低，一般用于低频调制的场合。 热传感器主要类型有：热敏传感器型，热电偶型，高莱气动型和热释放电型四种。 1) 热敏电阻型传感器 热敏电阻是由锰、镍、钴的氧化物混合后烧解而成的，热敏电阻一般制成薄片状，当红外辐射照射在热敏电阻上，其温度升高，电阻值减少。测量热敏电阻值变化的大小，即可得知入射的红外辐射的强弱，从而可以判断产生红外辐射物体的温度。 2)热电偶型传感器 热电偶是由热电功率差别较大的两种材料构成。当红外辐射到这两种金属材料构成的闭合回路的接点上时，该接点温度升高。而另一个没有被红外辐射辐照的接点处于较低的温度，此时，在闭合回路中将产生温差电流。同时回路