【正文】 R 上產(chǎn)生變化的信號，繼而傳感器就能產(chǎn)生控制信號。 PIR 廣泛的用在門鈴、警報器上。這種透鏡還能夠消除部分球形像差。 圖 4 菲涅爾透鏡 1 另外一種理解就是，透鏡連續(xù)表面部分“坍陷”到一個平面上。它具有短焦距、大孔徑及厚度小的特點，用菲涅爾透鏡可以獲得更為柔和、均勻的光分布照明狀態(tài)。 菲涅爾透鏡是由法國物理學家奧古斯汀 熱釋電 紅外傳感器其優(yōu)點是本身不發(fā)出各種類型的輻射，該器件的功耗小、隱蔽性好、價格低。人體溫度和探測區(qū)域背景的溫差越大，離傳感器越近，輸出電信號的幅值將越大。熱釋電紅外傳感器通常采用 3 引腳金屬封裝，各引腳分別為電源供電端 （ 內(nèi)部開關(guān)管 D 極， DRAIN） 、信號輸出端 （ 內(nèi)部開關(guān)管 S 極， SOURCE） 、接地端 （ GROUND） 。所謂雙元件就是在一個傳感器中有兩個反相串聯(lián)的敏感元件，其特點是： （ 1）當入射能量順序地射到兩個元件上時，其輸出要比單元件高一倍； （ 2）由于兩個元件逆向串聯(lián)，對于同時輸 入 的能量會相互抵消，可防止太陽或燈頭等紅外線引起誤動作； （ 3）可防止因環(huán)境溫度變化引起的檢測誤差； （ 4）常用的敏感元件還具有壓電效應，所以雙敏感元件還可以消除因振動引起的檢測誤差。這類材料具有強烈的自發(fā)極化特性，平時靠捕獲大氣中的浮游電荷保持平衡，當受到熱輻射而產(chǎn)生溫度變化時，介質(zhì)的極化狀態(tài)將隨之變化。 另外一個器件就是菲涅爾透鏡。熱釋電效應所產(chǎn)生的電荷△ Q 會被空氣中的離子所武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 7 結(jié)合而消失，即當環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時， △ T= 0，傳感器無輸出。一旦有人進入探測區(qū)域內(nèi)，人體輻射的紅外線就會通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元件接收。其結(jié)構(gòu)及內(nèi)部電路分別如圖 1 和圖 2 所示 [3] [4]。熱釋電紅外傳感器就是根據(jù)這種原理制成的。這類振動是由物體受熱引起的，在一般常溫下，所有物體都是紅外輻射的發(fā)射源，但發(fā)射的紅外波長不同。而熱釋電器件屬于后者，它工作在室溫條件下，檢測靈敏度很高，而且與輻射波長無關(guān)，可探測功率只受背景輻射的限制。 紅外傳感器主要分兩大類，一類是光電型，一類是熱敏型。過去，歐美曾是熱釋電紅外傳感器的主要生產(chǎn)者和主要應用市場。尤其是 20 年來 ， 無論從材料還是器件的研究方面都得到迅速發(fā)展。在電路原理圖中，通常采用字母“ PIR”表示。 感應式門鈴的應用范圍和設計要求決定了它應該是具有一個面的探測范圍，而且應該只對人體產(chǎn)生有效信號，這就排除了 主動式紅外傳感器。范圍內(nèi)進行 探測。 ，但作用距離較近。因為人臉部、膝部、手臂紅外輻射較強，正好對著上邊的透鏡。多波束型采用透鏡聚焦式光學系統(tǒng)，目前大都采用紅外塑料透鏡 —— 多層光束結(jié)構(gòu)的菲涅爾透鏡。單波束 PIR 采用反射聚焦式光學系統(tǒng)，利用曲面反射鏡將來自目標的紅外輻射匯聚在紅外傳感器上。被動紅外 傳感 器形成的警戒線一般可以達到數(shù)十米。當反射面的位置與方向發(fā)生變化或紅外發(fā)射光束和反射光束之一被阻擋而使接收機無法接收到紅外反射光束時 輸出有效信號 。但若對一個空間進行布防，則需有多個主動式 傳感器 ，價格昂貴。主動式紅外 傳感 器遇到小動物、樹葉、沙塵、雨、 雪、霧遮擋則不應 輸出有效信號 ，人或相當體積的物品遮擋將 輸出有效信號 。下面對這兩種傳感器的基本情況分別加以介紹，再結(jié)合本課題的設計要求，選擇一種最合適的紅外傳感器類型進行課題研究 。總的來說，感應技術(shù)的基本原理就是自動對特定的外界信號（包括物理、化學、生物等方面的各種信號）產(chǎn)生預定響應。要求重點在于掌握 設計 原理，并將書本所學與實際結(jié)合起來，提高實踐能力，熟悉 電路設計 的基本流程與方法，熟悉常用電子元器件、芯片的參數(shù)并能熟練使用它們，熟練運用 Protel 軟件對電路進行仿真。紅外式采用先進微電腦制造技術(shù)，無論白天黑夜都可正常使用，即可做門鈴使用，也可做獨立報警器使用。但光感門鈴 受 環(huán)境光照度 的影響 ，黑暗情況下不能正常使用。感應式門鈴的前身是電子防盜報警器 ， 事先人們用它來防盜的，但后來因為電子防盜報警器發(fā)出的聲音是刺耳的報警聲，對進店的顧客產(chǎn)生消極的影響，后來演變成比較悅耳的聲音，特別是叮咚聲，您好，歡迎光臨等音效備受用戶的青睞，顧客一進門就報出歡迎語音，起到了禮貌問候 的作用 ，從而做到提醒店員有人進店和迎賓的雙重作用。門鈴的類型由有線門鈴發(fā)展為無線門鈴，由單純的音樂門鈴發(fā)展到對講門鈴，遙控門鈴，可視門鈴等。 Pyroelectric infrared sensors 。 研究結(jié)果表明：本文敘述的電路設計方案能達到預想的效果，當人進入時，揚聲器立即發(fā)出問候語，而離開則不提示，并且可以進行功能拓展。它可根據(jù)顧客的進出情況作出不同的反應。 第 13－ 14 周：完成并修改畢業(yè)論文。 進度安排 第 1－ 3 周：查閱相關(guān)文獻資料，明確研究內(nèi)容，了解研究所需的理論知識。 在發(fā)聲模塊，采用內(nèi)置特定音樂的音樂芯片，搭配小功率喇叭，實現(xiàn)發(fā)聲功能。并且電路應具有一定的拓展空間，以便后續(xù)實現(xiàn)附加功能。 （ 2） 根據(jù)理論知識及實際需要 與成本限制，分析需要使用的模塊，構(gòu)建完整模型，進行模塊分析，設計出合理完善的技術(shù)方案，另外注意功能的拓展功能實現(xiàn)的難易程度，及拓展模塊與原電路的兼容性。 本次設計就是要根據(jù)現(xiàn)有紅外感應門鈴技術(shù)，在掌握其設計原理的基礎上，利用紅外探測器加上必要的芯片及元器件，制作一個簡易實用廉價的感應門鈴。探測器作為紅外整機系統(tǒng)的核心關(guān)鍵部件，探測、識別 和分析紅外信息。紅外式采用先 進微電腦制造技術(shù)，無論白天黑夜都可正常使用，即可做迎賓器使用，也可做獨立報警器使用。但光感迎賓器與環(huán)境光照度有關(guān)，黑暗情況下不能正常使用。 感應門鈴又稱迎賓器，是近年才有的常用于小型商鋪，超市起迎賓防盜作用的電子產(chǎn)品。門鈴的類型由有線門鈴發(fā)展為無線門鈴，由單純的音樂門鈴發(fā)展到對講門鈴，遙控門鈴，可視門鈴等。 4. 完成不少于 5000 漢字的英文文獻翻譯。完成對整個電路的仿真。本人授權(quán)省級優(yōu)秀學士論文評選機構(gòu)將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。武漢理工大學 畢業(yè)設計（論文） 感應式門鈴的設計 學院（系）： 專業(yè)班級： 學生姓名： 指導教師： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 年 月 日 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保障、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向有關(guān)學位論文管理部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。利用紅外感應探測技術(shù)來實現(xiàn)感應式門鈴的設計，其電路可以自動判別人體的進出方向并使門鈴做出不同的響應。 3. 使用熱釋電紅外傳感器及相關(guān)的元器件完成電路設計，并對其進行仿真實現(xiàn)。彼德魯?shù)吕梗娮蛹夹g(shù)完全實踐．科學出版社． 2021 [3] 黃繼昌，郭繼忠，張海貴等 . 數(shù)字集成電路應用 300 例 . 人民郵電出版 社． 2021 [4] 張曉東，吳有倉 . 電工實用電子制作 . 國防工業(yè)出版社． 2021 指導教師簽名： 系主任簽名： 院長簽名（章） 武漢理工大學 本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告 目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析） 門鈴歷史悠久，現(xiàn)代社會最常見的是電子門鈴。感應門鈴就是 在這種探索中產(chǎn)生。光 感門鈴是利用人體反射光線，光敏電阻得到足夠大變化的光線，電路產(chǎn)生變化電流觸發(fā)電路，靈敏度跟物體反射率有關(guān)。紅外感應式的相比價格較高，但優(yōu)點誤報極少，加上前面的菲涅爾透鏡窗口，從而將誤報率降至最低。紅外探測器是一種將不可見的紅外輻射轉(zhuǎn)換成可測量的信號的光敏器件。熱釋電紅外傳感器就是熱探測器的一種。了解可能使用的常見芯片及獨立元器件的價格。而在顧客離去時，門鈴不發(fā)聲。 在控制模塊，使用門電路，觸發(fā)器和獨立元器件，通過組合，使控制電路可以根據(jù)探測模塊產(chǎn)生的不同信號來判別顧客的進出，從而產(chǎn)生不同的控制信號，得到不同的響應功能。 功能實現(xiàn)后可考慮增加拓展模塊，如當顧客出門時發(fā)出另一種提示音，或者在商鋪無人時，模式改為報警門鈴等 。 第 7－ 12 周：根據(jù)所設計的方案，進行仿真，對不完善的地方進行調(diào)整修改，根據(jù)測試結(jié)果做必要的校正及拓展工作。在此基礎上，運用它們設計一個置于店鋪門口的用于迎接顧客的紅外感應式門鈴。通過對它的研究，掌握紅外 傳感器 的基本原理，電路設計制作流程以及常用元器件的應用情況。 關(guān)鍵詞： 感應技術(shù) ； 熱釋電紅外傳感器 ； D 觸發(fā)器 ； 紅外感應式門鈴 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） II Abstract The paper is based on grasping the pyroelectric infrared sensor’s basic principles and basic analog circuits, digital circuit theory of knowledge (including nongate, D flipflop, transistors, capacitors, resistors, speakers, etc.). Then it introduces a new infrared detection module HN911 and the mon usage of the D flipflop—CD4013. On this basis, using them to design a infrared sensing doorbell which places shop’s door to meet customers. According to case that customers’ pass in and out, it can make different reaction. Final, we use Protel to simulation experimental test. The simulation result shows that the design has good effect. There is no mistake if only a little outside interference. But the continuous sound time of speaker is shorter than the theoretical value of seconds, error of 9%. It does not affect the circuit. The paper mainly studies the typical application of infrared sensing technology in the daily life—sensing doorbell. Through this research, we should master the basic principle of infrared sensing technology, circuit design process and ponents application. The results show that this paper describes the circuit design to achieve the desired requirements. Ones the people entering the shop, the speaker immediately issued greeting. And the doorbell isn’t prompted when the people leave. The characteristics of this paper is: a simple circuit structure, easy to understand the principles and produce, have functional development. Overall, this paper describes the circuit design can meet the design requirements. For beginners to understand sensing doorbell, further deepening the theoretical knowledge and improve practical ability with a certain value. Key Words: Sensing technology 。早期 門鈴的作用就是單純地提醒主人有賓客來訪，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，門鈴的類型開始多樣化，功能作用也開始轉(zhuǎn)變。 感應式門鈴又稱迎賓器，是近年才有的常用于商鋪，寫字樓，工廠起迎賓防盜作用的電子產(chǎn)品。光感門鈴是利用人體反射光線，光敏電阻得到足夠大變化的光線，電路產(chǎn)生變化電流觸發(fā)電路，靈敏度跟物體反射率有關(guān)。紅外感應式的相比價格較高，但優(yōu)點 是 誤報極少，加上前面的菲涅爾透鏡窗口，