資源描述：
《紅外報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、1.2紅外報(bào)警器的原理被動(dòng)紅外報(bào)警器主要是根據(jù)外界紅外能量的變化來判斷是否有人在移動(dòng)。人體的紅外能量與環(huán)境有差別，當(dāng)人通過探測區(qū)域時(shí)，報(bào)警器收集到的這個(gè)不同的紅外能量的位置變化，進(jìn)而通過分析發(fā)出報(bào)警。人體都有恒定的體溫，一般在37度左右，會(huì)發(fā)出特定波長10μm左右的紅外線，被動(dòng)紅外報(bào)警器就是靠探測人體發(fā)射的10μm左右的紅外線而進(jìn)行工作的。人體發(fā)射的10μm左右的紅外線通過菲涅爾濾光片增強(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，這種元件在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，后續(xù)電
2、路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。被動(dòng)紅外報(bào)警器是以探測人體輻射為目標(biāo)的，所以熱釋電元件對(duì)波長為10μm左右的紅外輻射必須非常敏感。為了僅僅對(duì)人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲涅爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。其傳感器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元件。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是報(bào)警器無信號(hào)輸出。一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同
3、不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警。用它制作的防盜報(bào)警器與目前市場上銷售的許多防盜報(bào)警器材相比，具有如下特點(diǎn)：1.不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源。2.靈敏度高、控制范圍大。3.隱蔽性好，可流動(dòng)安裝。1.3設(shè)計(jì)意義及要求通過對(duì)紅外線報(bào)警器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析，用集成運(yùn)放LM324、紅外傳感器、二極管等器件設(shè)計(jì)電路，可監(jiān)視幾米到幾十米范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)的人體，當(dāng)有人在該范圍走動(dòng)時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。并且運(yùn)用multisim軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真。二、電路組成及框圖2.1電路組成及框圖紅外線報(bào)警器可監(jiān)視幾米到幾十米范圍內(nèi)移動(dòng)的人體，當(dāng)有人在該范圍內(nèi)走動(dòng)時(shí)
4、，發(fā)出報(bào)警。其電路的組成框圖如圖2-1所示。比較器傳感器電源基準(zhǔn)電壓指示電路放大濾波圖2-1報(bào)警器電路的組成圖圖2-2報(bào)警器電路圖1．電源：通過交流電經(jīng)變壓器的變壓、橋式二極管的整流、電容的濾波、穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓得到5V的直流電壓。2．傳感器：傳感器主要是用來采集人體的紅外線信號(hào)并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件。3．放大濾波：是由集成運(yùn)算放大器LM324和電容構(gòu)成對(duì)傳感器的信號(hào)進(jìn)行放大和濾波供下一級(jí)電路使用。4．比較器：這里采用的是雙限電壓比較器，把電路中的基準(zhǔn)電壓U1和U2作為參考電壓（U1>U2）與比較器輸出的電壓作比較控
5、制指示電路指示是否有人進(jìn)入的情況。三、單元電路設(shè)計(jì)3.1電源電路設(shè)計(jì)直流電源（DCpower）有正、負(fù)兩個(gè)電極，當(dāng)兩個(gè)電極與電路連通后，能夠使電路兩端之間維持恒定的電位差，從而在外電路中形成由正極到負(fù)極的電流來為電路工作提供能量。在設(shè)計(jì)采用的是5V的芯片，所以電路設(shè)計(jì)為5V的電源。3.1.1整流濾波電路1．整流電路晶體二極管是由兩種具有不同導(dǎo)電性能的n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體結(jié)合形成的pn結(jié)構(gòu)成的，如圖3-1（a）所示，pn結(jié)具有單向?qū)щ姷奶匦?，常用符?hào)表示如圖3-1（b）。圖3-1二極管的pn結(jié)構(gòu)及符號(hào)圖3-2二極管的特
6、性曲線當(dāng)pn結(jié)加上正向電壓（p區(qū)接正、n區(qū)接負(fù)）時(shí)，外電場使pn結(jié)的阻擋層變薄，形成比較大的電流，二極管的正向電阻很小；當(dāng)pn結(jié)加上反向電壓時(shí)，外電場使pn結(jié)的阻擋層變厚，形成極小的反向電流，表現(xiàn)為反向電阻非常大。晶體二極管的正反向特性曲線如圖3-2所示，即二極管具有單向?qū)щ娦?。利用二極管的單向?qū)щ娦?，可將交流電變成脈沖直流電，其過程稱為整流。如圖3-3是橋式整流濾波電路，其整流過程如下：當(dāng)交流電為正半周時(shí)，M點(diǎn)電壓高于N點(diǎn)電壓，D2、D4截止，而D2、D5導(dǎo)通，電流將從交流電源依次通過D2、RL、D5回到電源；當(dāng)交流
7、電為負(fù)半周時(shí)，N點(diǎn)電壓高于M點(diǎn)電壓，D2、D5截止，而D3、D4導(dǎo)通，電流將從交流電源依次通過D3、RL、D4回到電源。這樣通過RL的電流方向是固定的，UA始終大于UB，且UAB隨交流電的起伏而波動(dòng)。如果將RL兩端接入示波器會(huì)觀察到如圖3-4的整流波形②。整流電路是把交流電變成直流電的電路，電路是二極管的單向?qū)щ娦杂伤膫€(gè)二極管構(gòu)成橋式整流電路，如圖3-3所示。圖3-3橋式整流圖3-4交流、整流及濾波波形2．濾波電路電容（或電容量,Capacitance）指的是在給定電位差下的電荷儲(chǔ)藏量；記為C，國際單位是法拉（F）。一
8、般來說，電荷在電場中會(huì)受力而移動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體之間有了介質(zhì)，則阻礙了電荷移動(dòng)而使得電荷累積在導(dǎo)體上；造成電荷的累積儲(chǔ)存，最常見的例子就是兩片平行金屬板，也是電容器的俗稱。在負(fù)載RL兩端并接上電容值較大的電解電容，如圖3-3所示，可將脈沖直流電過濾成較平穩(wěn)的直流電，稱為濾波。波形②將會(huì)變得較為平滑或成一條直線③。濾波的基本原理：電容C兩端
