熱釋電紅外報(bào)警器(編輯修改稿)
2025-02-02 15:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 K1f2g3e4d5K6c8DP7b9a10DS?Dpy GreenCCK1f2g3e4d5K6c8DP7b9a10DS?Dpy GreenCC470470470470470470470470470470470470470470470470GND1 2 3傳感器 1Header 3H1 2 3傳感器 2Header 3HQ?8550Q?8550Q?9013Q?9013200200GNDVCCGNDVCCVCCVCC100K1K22uFS?SWPBVCCGNDC1+1VS+2C13C2+4C25VS6T2OUT7R2IN8R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R1IN13T1OUT14GND15VCC16U?MAX232NVCCGNDRS_TX RS_RX RS_CTS RS_RTSVS6GND4GAIN8325BYP7GAIN1U?LM386N1LS?SpeakerC?CapC?Cap220uF10uF1KR?Res2GNDGNDGND復(fù)位SWPBGNDGNDD?LED0D?LED050050010KVCC 圖 4 熱釋電紅外報(bào)警系統(tǒng) 5 具體方案設(shè)計(jì)： 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖如圖 5所示，整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的紅外探頭將輻射的紅外光譜變換成脈沖電信號(hào)，經(jīng)過調(diào)理電路，送出 TTL電平至電平轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)送 AT89C52單片機(jī)。在單片 機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢及識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出人侵報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路將控制信號(hào)放大并推動(dòng)功放報(bào)警設(shè)備完成相應(yīng)動(dòng)作。若是檢測(cè)到有人走動(dòng)的情況，就會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，持續(xù) 5秒，要是偶爾有人路過，持續(xù)五秒后自動(dòng)停止，要是一直有人在走動(dòng)，則報(bào)警器會(huì)一直持續(xù)響，直到監(jiān)控人員通過按鍵手動(dòng)解除，并通數(shù)碼管顯示報(bào)警位置而且在上位機(jī)中顯示。鑒于本次試驗(yàn)僅僅是實(shí)驗(yàn)，所以并沒有做的更復(fù)雜，及多增加傳感器模塊和電平轉(zhuǎn)換模塊，本實(shí)驗(yàn)只用了兩個(gè)傳感器模塊和電平轉(zhuǎn)換模塊已實(shí)現(xiàn)更多的功能，如果需要可以繼續(xù)增加，靈活性較高。 如圖 5 所示，是本 次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖，亦即紅外熱釋電報(bào)警系統(tǒng)的這個(gè)工作流程圖 . . . 圖 5 單 片 機(jī) 系 統(tǒng) 監(jiān)測(cè)點(diǎn)1 傳感器模塊 電平轉(zhuǎn)換 監(jiān)測(cè)點(diǎn)n 傳感器模塊 電平轉(zhuǎn)換 數(shù)碼管顯示 上位機(jī)顯示 功放報(bào)警 熱釋電紅外報(bào)警系統(tǒng) 6 3． 3 硬件模塊設(shè)計(jì) 3． 3． 1．熱釋電傳感器 熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部的熱電元由高熱電系數(shù)的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成，其極化隨溫度的變化而變化。為了抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾 該傳感器在工藝上將兩個(gè)特征一致的熱電元反向串聯(lián)或 接成差動(dòng)平衡電路方式，因而能以非接觸式檢測(cè)出物體放出的紅外線能量變化 并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。熱釋電紅外傳感器在結(jié)構(gòu)上引入場(chǎng)效應(yīng)管的目的在于完成阻抗變換。由于熱電元輸出的是電荷信號(hào)，并不能直接使用 因而需要用電阻將其轉(zhuǎn)換為電壓形式 該電阻阻抗高達(dá)１０４Ｍ Ω，故引入的Ｎ溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)接成共漏形式 ， 源極跟隨器來完成阻抗變換。熱釋電紅外傳感器由傳感探測(cè)元、干涉濾光片和場(chǎng)效應(yīng)管匹配器三部分組成。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將高熱電材料制成一定厚度的薄片并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加電對(duì)其進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測(cè)元。由于 加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測(cè)元也是有正、負(fù)極性的。 圖 3是 一個(gè)雙探測(cè)元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。使用時(shí) 漏極 接電源正極， 源極 為信號(hào)輸出。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測(cè)元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個(gè)極性相反、大小相等的干擾信號(hào)在內(nèi)部相互抵消的原理來使傳感器得到補(bǔ)償。對(duì)于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測(cè)元上，從而使傳感器輸出電壓信號(hào)。 制造熱釋電紅外探測(cè)元的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測(cè)波長(zhǎng)范圍 為０．２～２０ μｍ。為了對(duì)某一波長(zhǎng)范圍的紅外輻射有較高的敏感度，該傳感器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片。這種濾波片除了允許某些波長(zhǎng)范圍的紅外輻射通過外，還能將燈光、陽光
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