紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究報(bào)告

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1、紅外人體報(bào)警器設(shè)計(jì)報(bào)告一、課題意義隨著社會(huì)地發(fā)展,科學(xué)技術(shù)地進(jìn)步和安全防范意識(shí)地增強(qiáng),人們?cè)絹?lái)越注重自身所處地環(huán)境是否安全.當(dāng)家中無(wú)人或者僅有老人孩子在家時(shí),必須考慮家庭成員生命和財(cái)產(chǎn)地絕對(duì)安全.目前,許多住宅小區(qū)地安防主要依靠安裝防盜窗、防盜門(mén)以及人工防范.這樣不僅有礙美觀,不符合防火地要求,而且不能有效地防止壞人地侵入.本課題研究紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng),它集紅外報(bào)警、溫濕度測(cè)量顯示、實(shí)時(shí)時(shí)鐘為一體,簡(jiǎn)單實(shí)用,抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠,具有較高地應(yīng)用價(jià)值.二、課題要求及系統(tǒng)功能紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)由紅外熱釋電傳感器、溫濕度傳感器、DS1302時(shí)鐘電路、EE

2、PROM存儲(chǔ)電路、液晶屏和鍵盤(pán)組成.其主要功能有：1、紅外熱釋電傳感器獲取人體入侵信息,當(dāng)監(jiān)控功能打開(kāi)并且有人入侵時(shí),驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警,LED報(bào)警燈亮.2、報(bào)警時(shí)間自動(dòng)存儲(chǔ)至EEPROM存儲(chǔ)器,當(dāng)按查詢(xún)按鈕時(shí)顯示上次報(bào)警時(shí)間.3、不間斷測(cè)量當(dāng)前溫度和濕度數(shù)據(jù),并在液晶屏上實(shí)時(shí)顯示.4、具備不間斷時(shí)鐘電路,當(dāng)前時(shí)間在液晶屏顯示.時(shí)鐘電路具有后備電池,系統(tǒng)掉電后始終依然運(yùn)行,再次上電顯示當(dāng)前時(shí)間,無(wú)須重新調(diào)時(shí).5、四鍵鍵盤(pán)可以調(diào)校時(shí)鐘初始值,具體方法是連續(xù)按設(shè)置鍵直至“年”、“月”、“日”、“時(shí)”、“分”、“秒”相應(yīng)地位置閃爍,再通過(guò)Up鍵和Down鍵調(diào)整數(shù)值,

3、調(diào)整完畢繼續(xù)按設(shè)置鍵進(jìn)入正常狀態(tài).6、可以通過(guò)設(shè)置鍵打開(kāi)或關(guān)閉監(jiān)控報(bào)警功能.7、可以查詢(xún)上次報(bào)警時(shí)間,再次按查詢(xún)鍵退出查詢(xún)狀態(tài).三、課題理論基礎(chǔ)1、熱釋電效應(yīng)原理熱釋電傳感器是一種將熱量變化轉(zhuǎn)換為電量變化地能量轉(zhuǎn)換器件.因紅外線具有很強(qiáng)地?zé)嵝?yīng),當(dāng)交互變化地紅外線照射到晶體表面時(shí),晶體溫度迅速變化,這時(shí)會(huì)發(fā)生電荷地變化,從而形成一個(gè)明顯地外電場(chǎng),這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱釋電效應(yīng).熱釋電紅外傳感器內(nèi)部地?zé)後岆娋w地極化,隨著溫度地變化而變化.當(dāng)恒定地紅外輻射照射在探測(cè)器探頭上時(shí),熱釋電晶體溫度不變,晶體對(duì)外呈電中性,探測(cè)器沒(méi)有電信號(hào)輸出,因而恒定地紅外輻射不能被檢測(cè)到

4、.另外熱釋電晶體輸出地是電信號(hào),不能直接使用,需要用電阻將其轉(zhuǎn)換為電壓形式,該電阻阻抗高達(dá)104M歐,故引入N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管接成共漏形式來(lái)完成阻抗變換.熱釋電紅外線元件是一種典型地?zé)崃總鞲衅?常用紅外光發(fā)射能量作為整個(gè)防盜報(bào)警裝置中檢測(cè)入侵者及其活動(dòng)地手段.2、被動(dòng)式熱釋電傳感器防盜報(bào)警工作原理熱釋電人體紅外線傳感器是上世紀(jì)80年代末期出現(xiàn)地一種新型傳感器件,現(xiàn)在電子防盜報(bào)警設(shè)備研制中已得到廣泛地應(yīng)用.通常我們采用地?zé)後岆妭鞲衅鞣辣I報(bào)警電路,是利用該電路檢測(cè)到有人進(jìn)入防范區(qū)時(shí)通過(guò)能量變化導(dǎo)致產(chǎn)生電信號(hào),最終電聲報(bào)警.其工作原理如下：一般人體體溫是37℃,

5、所以會(huì)發(fā)出波長(zhǎng)10um左右地紅外線,被動(dòng)式紅外傳感器探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射地10um左右地紅外線進(jìn)行工作地.人體發(fā)射地10um左右地紅外線通過(guò)菲涅耳濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上,紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件,這種元件接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡,向外釋放電荷,經(jīng)后續(xù)電路檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)了.在紅外探頭中有兩個(gè)關(guān)鍵性地器件,一個(gè)是熱釋電紅外傳感器,它能將波長(zhǎng)為8~12um之間地紅外信號(hào)地變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),并對(duì)自然界中地可見(jiàn)光信號(hào)具有抑制作用,因此在紅外探測(cè)器地有效警戒區(qū)內(nèi),當(dāng)無(wú)人體移動(dòng)時(shí),熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到地只是背景溫度,沒(méi)

6、有信號(hào)變化,所以不能產(chǎn)生電信號(hào),也不會(huì)報(bào)警；當(dāng)人體進(jìn)人警戒區(qū),通過(guò)菲涅耳透鏡,熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到地是人體溫度與背景溫度地差異信號(hào),此時(shí)產(chǎn)生電信號(hào),從而報(bào)警.另外一個(gè)器件就是菲涅耳透鏡,它具有聚焦--即將熱釋電地紅外信號(hào)反射在紅外傳感器上地作用,還能將警戒區(qū)內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū),使進(jìn)入警戒區(qū)地移動(dòng)物體能以溫度變化地形式在熱釋電紅外傳感器上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào),這樣熱釋電紅外傳感器產(chǎn)生變化地電信號(hào),后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后產(chǎn)生報(bào)警信號(hào).3、被動(dòng)式紅外報(bào)警器組成結(jié)構(gòu)被動(dòng)式紅外報(bào)警器主要由菲涅耳光學(xué)系統(tǒng)、熱釋電紅外傳感器、信號(hào)濾波和放大電路、信號(hào)處理和報(bào)警電路等

7、幾部分組成(如圖1所示).圖1被動(dòng)式紅外報(bào)警器組成框圖菲涅爾透鏡一般采用聚乙烯塑料片制成,顏色為乳白色或黑色,呈半透明狀,但對(duì)波長(zhǎng)為10Lm左右地紅外線來(lái)說(shuō)卻是透明地.菲涅耳透鏡地焦點(diǎn)一般為5厘米左右,除有聚焦作用還可形成可見(jiàn)區(qū)和盲區(qū),實(shí)際應(yīng)用時(shí)一般把菲涅耳透鏡固定在傳感器正前方1~5厘米地地方.當(dāng)物體射出地紅外線通過(guò)菲涅耳透鏡后,傳到熱釋電紅外探測(cè)器,這時(shí)熱釋電紅外探測(cè)器將輸出脈沖信號(hào),脈沖信號(hào)經(jīng)放大和濾波后,由電壓比較器將其與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較,當(dāng)輸出信號(hào)達(dá)到一定值時(shí),報(bào)警電路發(fā)出警報(bào).被動(dòng)式熱釋電紅外探頭地優(yōu)點(diǎn)是本身不發(fā)生各種類(lèi)型地輻射,器件地功耗小、隱

8、蔽性好、價(jià)格低.缺點(diǎn)是具有容易受各種熱源、光源及射頻輻射地干擾；被