紅外報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論-文庫吧
2025-05-15 11:22 本頁面
【正文】 術(shù)一樣實(shí)現(xiàn)同讀出電路的大規(guī)?；虺笠?guī)模集成，實(shí)現(xiàn)了高密度、小型化、便攜和易于操作的紅外熱像儀，同時(shí)這種技術(shù)也適合采用目前硅大規(guī)模集成電路制作技術(shù)批量生產(chǎn)，使紅外熱攝像儀成本低廉化，去除了紅外熱攝像系統(tǒng)長(zhǎng)期以來價(jià)格居高不下的問題，搬去了阻礙紅 外熱攝像儀技術(shù)廣泛推廣應(yīng)用，特別是進(jìn)入廣闊民用市場(chǎng)的障礙，成為當(dāng)今紅外成像技術(shù)最引人矚目的突破之一。 我國從上世紀(jì) 80 年代后期陸續(xù)開始了紅外焦平面探測(cè)器的研制。盡管國內(nèi)的第二代、第三代紅外焦平面技術(shù)在材料、器件工藝、讀出電路、杜瓦和致冷等方面取得一些進(jìn)展，完成了少數(shù)器件的研制，但還有許多關(guān)鍵技術(shù)還沒有完全突破，可靠性、工程化、通用化與標(biāo)準(zhǔn)化水平有待進(jìn)一步提高；第四代產(chǎn)品還剛開始進(jìn)行技術(shù)突破，到目前為止，只有為數(shù)很少的工程化產(chǎn)品提供軍方使用。目前實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的焦平面探測(cè)器組件相當(dāng)于西方國家較早一段時(shí)期的水平。 紅外探測(cè)器技術(shù)總體水平與西方發(fā)達(dá)國家相比仍有較大差距。 沈陽理工大學(xué)信息學(xué)院綜合課程設(shè)計(jì)說明書 5 本次設(shè)計(jì)主要介紹了紅外報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 。利用 Proteus 進(jìn)行電路仿真 。 利用 Keil進(jìn)行軟件仿真 。同時(shí)了解紅外探測(cè)的工作原理，編寫數(shù)據(jù)處理程序加載到單片機(jī)里。最后根據(jù)電路圖焊接電路板，用燒錄器把程序燒錄到單片機(jī)里，最后進(jìn)行實(shí)物仿真調(diào)試。在此過程中熟悉 Keil 和 Proteus 的使用，學(xué)會(huì)焊接電路板。 沈陽理工大學(xué)信息學(xué)院綜合課程設(shè)計(jì)說明書 6 第 2 章 原理分析與設(shè)計(jì) 相關(guān)理論 紅外線 紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，由德國科學(xué)家赫歇爾于 1800 年發(fā)現(xiàn)，又稱為紅外熱輻射，他將太陽光用三棱鏡分解開，在各種不同顏色的色帶位置上放置了溫度計(jì)，試圖測(cè)量各種顏色的光的加熱效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，位于紅光外側(cè)的那支溫度計(jì)升溫最快。因此得到結(jié)論：太陽光譜中，紅光的外側(cè)必定存在看不見的光線，這就是紅外線。也可以當(dāng)作傳輸之媒介。 太陽光譜上紅外線的波長(zhǎng)大于可見光線，波長(zhǎng)為～ 1000μm。 紅外線可分為三部分，即近紅外線，波長(zhǎng)為 ()～ ()μm之間；中紅外線，波長(zhǎng)為 ()～ (2540)μm之間；遠(yuǎn)紅外線，波長(zhǎng)為 (2540)～ l000μm 之間。 紅外探測(cè) 被動(dòng)式紅外探測(cè)器不需要附加紅外輻射光源，本身不向外界發(fā)射任何能量，而是由探測(cè)器直接探測(cè)來自移動(dòng)目標(biāo)的紅外輻射。由光學(xué)系統(tǒng)、熱傳感器（也稱紅外傳感器）及報(bào)警控制器等組成。也稱被動(dòng)紅外報(bào)警器。紅外感光管是由光敏二極管組成的，其管芯是一個(gè)具有紅外光敏特征的 PN 節(jié)，具有單向?qū)щ娦?，因此工作時(shí)需加上反向電壓。無紅外光照時(shí)，又很小的飽和反向漏電流，此時(shí)光敏二極管截止。當(dāng)受到紅外光照射時(shí)，飽和反向漏電流大大增加，形成光電流，它隨入射光強(qiáng)度的變化而變化。 被動(dòng)式紅外器的核心部件是紅外探測(cè)器件（紅外傳感器），通過光學(xué)系統(tǒng)的配合作用，它可以探測(cè)到位某一個(gè)立體防范空間內(nèi)的熱輻射的變化。當(dāng)防范區(qū)域內(nèi)沒有移動(dòng)的人體等目標(biāo)時(shí)，由于所有背景物體（如墻、家具等）在室溫下紅外輻射的能量比較小，而且基本上是穩(wěn)定的，所有不能觸發(fā)報(bào)警。當(dāng)有人體在探測(cè)區(qū)域內(nèi)走動(dòng)時(shí)，就會(huì)造成紅外熱輻射能量的變化。紅 外傳感器將接收到的活動(dòng)人體與背景物體之間的紅外熱輻射能量的變化轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幚砗?，送往?bào)警控制器，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 紅外傳感器的探測(cè)波長(zhǎng)范圍是 814μm，由于人體的紅外輻射波長(zhǎng)正好在此探測(cè)波長(zhǎng)范圍之內(nèi)，因此能較好地探測(cè)到活動(dòng)的人體。紅外傳感器前的光學(xué)系統(tǒng)可以將來自多個(gè)方向的紅外輻射能量經(jīng)反射鏡反射或特殊的透鏡透射后全都集中在紅外傳感器上。這樣，一方面可以提高紅外傳感器的熱電轉(zhuǎn)換效力，另一方面還起到了加長(zhǎng)探測(cè)距離、擴(kuò)大警戒視場(chǎng)的作用。 沈陽理工大學(xué)信息學(xué)院綜合課程設(shè)計(jì)說明書 7 相關(guān)器件分析 AT89C2051 AT89C2051 的引腳圖如圖 。 圖 AT89C2051引腳圖 AT89C2051 是一帶有 2K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ EEPROM）的低電壓，高性能 8 位 CMOS 微型計(jì)算機(jī)。它采用 Atmel 的高密非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造并和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MCS－ 51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。通過在單塊芯片上組合通用的 CPLI和閃速存儲(chǔ)器，Atmel AT89C2051 是一強(qiáng)勁的微型計(jì)算機(jī)，它對(duì)許多嵌入式控制應(yīng)用提供一定高度靈活和成本低的解決辦法。 ? AT89C2051 的管腳介紹： ? VCC：電源電壓。 ? GND：地。 (1)P1 口的介紹 ： P1 口是一個(gè) 8 位雙向 I/O 口。口引腳 ~ 提供內(nèi)部上拉電阻， 和 要求外部上拉電阻。 和 還分別作為片內(nèi)精密模擬比較器的同相輸入 (ANI0)和反相輸入 (AIN1)。 P1 口輸出緩沖器可吸收 20mA 電流并能直接驅(qū)動(dòng) LED顯示。當(dāng) P1 口引腳寫入 “1”時(shí)，其可用作輸入端，當(dāng)引腳 ~ 用作輸入并被外部拉低時(shí)，它們將因內(nèi)部的寫入 “1”時(shí)，其可用作輸入端。當(dāng)引腳 ~ 用作輸入并被外部拉低時(shí)，它們將因內(nèi)部的上拉電阻而流出電流。 (2)P3 口的介紹： P3 口的 ~、 是帶有內(nèi)部上拉電阻 的七個(gè)雙向 I/O 口引腳。 用于固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號(hào)并且它作為一通用 I/O引腳而不可訪問。P3口緩沖器可吸收 20mA 電流。當(dāng) P3 口寫入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可用作輸入端。用作輸入時(shí)，被外部拉低的 P3 口腳將
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