【正文】 r = U0 / P式中 r — 響應(yīng)率(V/W)；U0 — 輸出電壓(V)；P — 紅外輻射功率(W)。（3）被動紅外探頭，其傳感器包含兩個互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。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)生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后輸出控制信號。[12]所以這種傳感器檢測人體或者動物的活動傳感。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，在元件兩個表面做成電極，在探測器的警戒區(qū)內(nèi)，當(dāng)無人體移動時，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度，當(dāng)人體進(jìn)人警戒區(qū)，通過菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異信號ΔT，熱釋電效應(yīng)會在兩個電極上產(chǎn)生電荷ΔQ，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱的電壓ΔV。[11]在熱釋電紅外傳感器中有兩個關(guān)鍵性的元件，一個是熱釋電紅外敏感單元(PIR)，它能將波長為7~14um之間的紅外信號變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺⒛軐ψ匀唤缰械陌坠庑盘柧哂幸种谱饔?。濾光窗：在一塊玻璃上鍍的多層濾光薄膜，對陽光、電 燈光抗干擾，僅對人體發(fā)出的紅外線(波長7~14um)最敏感自然界任何高于 273K的物體都將產(chǎn)生紅外光譜，溫度不同對應(yīng)的紅外線波長也不同。等)、壓電陶瓷（PZT等）及高分子薄膜（PVFZ等）。通常，晶體自發(fā)極化所產(chǎn)生的束縛電荷被來自空氣中附著在晶體表面的自由電子所中和，其自發(fā)極化電矩不能表現(xiàn)出來。兩者的區(qū)別在于：前者先把紅外光能轉(zhuǎn)變?yōu)樘綔y元自身的溫度變化，再利用熱電效應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的電信號，這種方式有較寬的紅外波長響應(yīng)范圍，價格較便宜，但靈敏度低，響應(yīng)速度慢；后者在受到紅外光照時，器件的電阻值或兩端的電動勢會產(chǎn)生變化，從而直接產(chǎn)生電信號。實踐證明，溫度愈低的物體輻射的紅外線波長愈長，人體的溫度在37℃左右，所發(fā)射的紅外波長為9～10um（屬于遠(yuǎn)紅外區(qū)），加熱到400～700℃的物體其發(fā)射的紅外線波長為3～5um（屬于中紅外區(qū)），因此，熱釋電紅外傳感器可根據(jù)物體的表面溫度不同而發(fā)出不同波段的紅外光而進(jìn)行溫度檢測的。這類震動是由物體受熱引起的。菲涅爾透鏡窄帶（視窗）的設(shè)計一般都是不均勻的，自上而下分為幾排，上面較多、下邊較少，一般中間密集、兩側(cè)疏。[9]菲涅爾透鏡的主要作用就是將探測空間的紅外線有效地集中到傳感器上。本電路選用單向可控硅，其最大工作電流（1A）和最高工作電壓（400V）完全能滿足本電路的需要，控制極電流在10uA～30uA之間，故觸發(fā)靈敏度很高。這時JJJ3三個結(jié)均處于正偏，可控硅便進(jìn)入正向?qū)щ姞顟B(tài)通態(tài)，此時，它的特性與普通的PN結(jié)正向特性相似，見圖32中的BC段 可控硅的觸發(fā)導(dǎo)通在控制極G上加入正向電壓時（見圖35）因J3正偏，P2區(qū)的空穴時入N2區(qū)，N2區(qū)的電子進(jìn)入P2區(qū)，形成觸發(fā)電流IGT。此時，可控硅會發(fā)生永久性反向擊穿。由于BG1和BG2所構(gòu)成的正反饋作用，所以一旦可控硅導(dǎo)通后，即使控制極G的電流消失了，可控硅仍然能夠維持導(dǎo)通狀態(tài)，由于觸發(fā)信號只起觸發(fā)作用，沒有關(guān)斷功能，所以這種可控硅是不可關(guān)斷的。此時，如果從控制極G輸入一個正向觸發(fā)信號，BG2便有基流ib2流過，經(jīng)BG2放大，其集電極電流ic2=β2ib2。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見光）的強(qiáng)弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達(dá)1~10MΩ；在強(qiáng)光條件（100LX）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千歐姆。 光敏電阻優(yōu)缺點：光敏電阻具有光譜特性好、允許的光電流大、靈敏度高、使用壽命長、體積小等優(yōu)點，所以應(yīng)用廣泛。 溫度特性：光敏電阻溫度變化影響光敏電阻的光譜響應(yīng)。硫化鎘光敏電阻的光譜響應(yīng)的峰值在可見光區(qū)域，常被用作照度計的探頭。光敏電阻不宜用作測量元件，但可用于自動控制中的光電開關(guān)；光電靈敏度：單位光通量入射時光敏電阻輸出的光電流單位外加電壓下的光電靈敏度稱相對靈敏度。(2) 光譜范圍：對應(yīng)于一定敏感程度的波長響應(yīng)區(qū)間。要使價帶電電子躍遷到導(dǎo)帶，入射光子的能量滿足剛好發(fā)生內(nèi)光電效應(yīng)的臨界波長。為了提高靈敏度，光敏電阻的電極一般采用梳狀圖案，光敏電阻結(jié)構(gòu)，光敏電阻電極，光敏電阻接線圖光敏電阻工作原理內(nèi)光電效應(yīng)。制作光敏電阻的材料一般是金屬硫化物和金屬硒化物，通常采用涂敷、噴涂等方法，在陶瓷基片上涂上半導(dǎo)體薄膜，經(jīng)燒結(jié)而成。由于不同元件在不同的電壓下工作，考慮器件允許通過最大電流和最大耗散功率。而雙元型熱釋電紅外傳感器具有兩個完全相同的敏感元件，它們按照極化方向反相串聯(lián)或并聯(lián)，其中只有一個敏感元件是用來檢測紅外線，而另一個要在表面蒸上紅外反射膜，它的作用是用來補(bǔ)償噪聲。（3）管理節(jié)能：通過提供設(shè)備運行的各種數(shù)據(jù)，使管理者準(zhǔn)確掌握系統(tǒng)的運行狀況，為管理工作提供人性化服務(wù)，并且，由于設(shè)施設(shè)備的自控及保護(hù)功能提高，可相應(yīng)的減少運行維護(hù)人員的數(shù)量，進(jìn)一步減少開支。人體感應(yīng)傳感器：該裝置適用于酒店內(nèi)的小型會議室、會客室、衛(wèi)生間等場所。整個電路由傳感器、放大電路、濾波電路、電壓比較器、及延時電路組成。而更值得一提的是智能照明控制系統(tǒng)是一個開放式的系統(tǒng)，通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口可方便地與BAS系統(tǒng)聯(lián)接，實現(xiàn)智能大樓的計算機(jī)系統(tǒng)集成。而智能照明控制采用調(diào)光模塊，通過燈光的調(diào)光在不同使用場合產(chǎn)生不同的燈光效果，營造出不同的舒適的視覺氛圍?；诩t外傳感器的衛(wèi)生間智能化照明系統(tǒng)的設(shè)計就是利用動靜探測功能來實現(xiàn)人來燈亮，人走燈滅的自動控制方式，從而實現(xiàn)節(jié)約能源，提高工作效率，延長燈具壽命，減少用戶維護(hù)費用。智能照明控制系統(tǒng)還能保證辦公區(qū)域和公共區(qū)域協(xié)調(diào)的工作。當(dāng)一個工作日結(jié)束時，在智能時鐘管理器的作用下，系統(tǒng)將自動地調(diào)暗各區(qū)域的燈光，進(jìn)入晚上工作狀態(tài)。通過配置的“智能時鐘管理器”可預(yù)先設(shè)置若干基本工作狀態(tài)，通常分為白天、晚上、清掃、安全、午飯等，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時間段可自動的在各種狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。辦公大樓按照功能區(qū)域劃分，通常會有辦公區(qū)、門廳、會議室、多功能廳等，各個功能區(qū)域的照明具有不同的特點。一個現(xiàn)代化的智能辦公大樓，不僅要有足夠的工作照明，更應(yīng)營造一個舒適的視覺環(huán)境，使員工在其中工作保持心情舒暢，提高辦公效率。（4）提高管理水平，減少維護(hù)費用。（3）可觀的節(jié)能效果?？傊?，無論在什么場所或天氣如何變化，系統(tǒng)均能保證室內(nèi)照度維持在預(yù)先設(shè)定的水平。此外，還可以通過編程隨意改變各區(qū)域的光照度，以適應(yīng)各種場合的不同場景要求。相比之下，智能照明系統(tǒng)體現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)越性，它在智能建筑中的應(yīng)用越來越廣泛。本設(shè)計涉及到還有一個比較關(guān)鍵性的問題就是：如何將光敏電阻接入電路中，光敏電阻要控制開關(guān)，檢測信號也要控制開關(guān)，如何才能把兩者統(tǒng)一起來，及如何將光敏電阻與熱釋電紅外傳感器、放大器、電壓比較器、延時電路及執(zhí)行電路有效的結(jié)合起來。通過以上對熱釋電紅外傳感器優(yōu)越性的介紹我們知道，在智能化照明系統(tǒng)中選擇熱釋電紅外傳感器可以使照明電路更簡單，能實現(xiàn)自動控制。 論文解決的關(guān)鍵問題熱釋電紅外傳感器是目前在防盜報警、火災(zāi)檢測、自動門、自動水龍頭、自動電梯、自動照明及非接觸溫度測量等領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的傳感器。除此之外，為了確定系統(tǒng)能準(zhǔn)確無誤的執(zhí)行既定的功能，最后對元器件進(jìn)行調(diào)試。其次，確定總體設(shè)計方案，分析智能化照明系統(tǒng)主要由哪幾個模塊組成，擬定系統(tǒng)總體設(shè)計框架；然后再從具體模塊著手，分析每個模塊的功能及其基本組成和工作原理，需要對每個模塊進(jìn)行細(xì)致入微的分析，不能遺留問題。 論文的研究方法任何一個復(fù)雜的問題都是從最簡單的方面著手，循序漸進(jìn)，才能突破一個復(fù)雜的系統(tǒng)。研究如何在照明電路中，增加紅外感應(yīng)對電路的控制。電視機(jī)能判斷無人觀看或觀眾已經(jīng)睡覺后自動關(guān)機(jī)的機(jī)構(gòu)。近年來，伴隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，以及對該傳感器的特性的深入研究，相關(guān)的專用集成電路處理技術(shù)也迅速增長。隨著生活水平的提高，居住小區(qū)正朝著節(jié)能、環(huán)保、生態(tài)化方向發(fā)展。(1)智能化照明系統(tǒng)進(jìn)一步加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的功能。智能化照明系統(tǒng)依賴于信息技術(shù)的發(fā)展及人民生活水平和文化水平的提高。綠色照明是指所用照明產(chǎn)品高效率、長壽命、節(jié)電、節(jié)能、低噪音、低諧波、低電磁干擾。它是一個集多種照明控制方式、現(xiàn)代化數(shù)字控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一身的控制系統(tǒng)。在一些建筑物中的重要場所，簡單地開關(guān)控制己無法滿足要求。（3）智能控制系統(tǒng)照明階段二十一世紀(jì)是一個網(wǎng)絡(luò)化時代，數(shù)字控制技術(shù)不斷提高，網(wǎng)絡(luò)化管理正逐漸滲透至各種傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中。自動照明控制方式與傳統(tǒng)照明控制方式相比，主要解決的問題是集中控制的問題，自動化程度相對提高，但由于DDC系統(tǒng)本身固有的技術(shù)特點，使得DDC在照明控制系統(tǒng)中表現(xiàn)出明顯不足，不僅無法實現(xiàn)調(diào)光控制，而且也很難實現(xiàn)燈光場景等預(yù)設(shè)置和場景管理等功能。圖12 自動照明控制方式（2）自動控制方式照明階段這種控制方式利用數(shù)字控制技術(shù)來遙控?zé)艟叩拈_關(guān)。常見的有以下幾種:其一，利用設(shè)置在燈具配電回路中的開關(guān)(配電回路中的保護(hù)開關(guān)或手動開關(guān)等)來控制配電回路的通斷，從而實現(xiàn)燈具開關(guān)控制。氣體放電光源，即利用氣體或蒸氣的放電而發(fā)光的光源。 智能化照明系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r在當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)全球化和區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化的形式下，隨著信息行業(yè)和計算機(jī)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展、人們物質(zhì)與精神生活水平的迅速提高，人們對工作和生活環(huán)境的靈活性、高效性和舒適性要求越來越高，傳統(tǒng)的工作、居住環(huán)境受到了強(qiáng)有力地挑戰(zhàn)，智能建筑，智能小區(qū)，智能家居等應(yīng)運而生，樓宇自動化(BA)、通信自動化(CA)、辦公自動化(OA)、家庭自動化(HA)等各種自動化系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，人們對照明的要求也越來越高，傳統(tǒng)的照明技術(shù)受到了時代的強(qiáng)烈沖擊，現(xiàn)代照明技術(shù)發(fā)生了深刻的變化，“智能照明”技術(shù)隨之出現(xiàn)，并迅速地向前發(fā)展，以致形成照明技術(shù)發(fā)展的幾個重要階段。由于敏感元件的輸出阻抗極高，而且輸出電壓極其微弱，故在傳感器內(nèi)部裝有場效應(yīng)管及偏置厚膜電阻（RG、RS）,構(gòu)成信號放大及阻抗變換電路。紅外線是不可見光，這樣就可以在環(huán)境不發(fā)生任何變化的情況下有效的利用了資源和節(jié)約了能量。就目前而言，利用熱釋電紅外傳感器對運動物體探測原理的走廊樓道自動照明控制系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，其主要功能是：當(dāng)傳感器探測到有人經(jīng)過，則控制照明燈開啟，延時一段時間后再控制照明燈關(guān)閉，既實現(xiàn)了自動控制又不會造成電力浪費，是對傳統(tǒng)的手動開關(guān)、手動的延時開關(guān)的改進(jìn)[2]。這是因為紅外探測比紅外測量要復(fù)雜的多，紅外測量是個獨立的被測量，而人體探測卻受到其他因素的影響，紅外探測與大氣壓強(qiáng)，溫度呈一定規(guī)律的函數(shù)關(guān)系。常用的自動照明控制主要是利用人體經(jīng)過熱釋電紅外傳感器時，所造成的紅外線的變化被紅外傳感器接收到并轉(zhuǎn)換成一定的電信號，而利用該電信號就可實現(xiàn)照明控制。紅外傳感器是其中較為常見的一種，廣泛應(yīng)用于機(jī)場、賓館等處的自動門，自動照明控制，保安防盜等各個方面?！　≡诔Ｒ?guī)的環(huán)境參數(shù)中，人體感應(yīng)是最難進(jìn)行探測的一個參數(shù)，過去用光敏電阻或紅外探測管來探測人體的方法，早已無法滿足現(xiàn)代科技發(fā)展的需要。如何去除環(huán)境的影響，將人體紅外信號有效地檢測出來將成為一個值得研究的話題。將其作為探測器不需要外界提供能量，因為探測器本身不發(fā)出任何形式的能量，只是靠接收人體發(fā)出的紅外線能量變化來完成非接觸探測目的。熱釋電紅外傳感器多用于檢測人體發(fā)射的紅外線，其檢測區(qū)呈球形，所以采用它不用擔(dān)心角度問題。熱釋電紅外傳感器自身的接收靈敏度較低，一般檢測距離僅2米左右，為了增加探測距離，需要在紅外探頭前加一菲涅爾透鏡，采用菲涅爾透鏡后可使有效檢測距離達(dá)12米左右，傳感器的靈敏度提高10倍以上，白天在有光照的情況下，衛(wèi)生間不需要開啟燈光照明，考慮到陰天，有時光線特別暗的情況下就需要照明，正對此種情況，可利用光敏電阻組值隨光照發(fā)生變化的特性將其用于電路中，這樣就可以在需要的時候自動開啟衛(wèi)生間的照明燈，從而實現(xiàn)了衛(wèi)生間智能化照明系統(tǒng)的節(jié)能與智能控制方式。熱輻射光源，即利用電能使物體加熱到白熾程度而發(fā)光的光源。通過控制鎮(zhèn)流器的輸出電壓的頻率和電壓來調(diào)節(jié)光源的光通量輸出自愛迪生發(fā)明第一個燈泡開始，傳統(tǒng)照明控制方式就己經(jīng)產(chǎn)生，這種控制方式多以手動控制為主。但它過多依賴控制者的個人能力，控制相對分散和無法有效管理，其實時性和自動化程度太低。其控制原理如圖12所示。盡管集散控制系統(tǒng)(DCS )逐步取代DDC系統(tǒng)，而且實現(xiàn)了分散控制與集中管理功能，但對于底層的設(shè)備來說，仍然是傳統(tǒng)的DDC技術(shù)，唯有把現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)場設(shè)備級管理后，這個問題才能得到根本性解決。二十世紀(jì)90年代初，智能建筑己不再簡單地等同于樓宇設(shè)備自動管理。同時該方式不僅具備開關(guān)燈控制，而且還能對光源進(jìn)行調(diào)光控制。正確的