【文章內(nèi)容簡介】 濾光后，探測元件能夠接收的輻射波長約在7μm～10μm的范圍內(nèi)，濾光片將其它的波長的紅外線予以吸收，裝有菲涅爾濾光片的熱釋電紅外探測元件就剛好適合人體紅外輻射的探測，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外探頭，一旦有人侵入檢測區(qū)域，人體的紅外輻射通過濾光片濾波并聚焦，被熱釋電紅外探頭接受，誤判率很低。由于兩片熱釋電元接收到的熱量不同，電信號是不能被抵消的，信號經(jīng)處理后可以輸出適當強度的電壓信號。 熱釋電紅外傳感器RE200B的簡介本設計選用的RE200B是一款熱釋電紅外傳感器，這種傳感器是由一種晶體材料做成，當這種晶體表面受到紅外線照射時，會在晶體表面產(chǎn)生電荷，隨著光線對晶體照射的改變，電荷量也會發(fā)生改變。這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線,并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，同時,它還能鑒別出運動的生物與其它非生物。 熱釋電紅外線傳感器RE200B實物圖和大多熱釋電紅外傳感器一樣，RE200B對于不同波長的光線照射都能產(chǎn)生不同程度的響應，因此我們看到的RE200B的封裝中有一個像玻璃似的小窗，這就是加了一塊菲涅爾系列濾光鏡片。通過這個菲涅爾系列濾光鏡片可以限定晶體對特定波長的光線產(chǎn)生響應，加菲涅爾系列濾光鏡片后，RE200B一般接收波長在7μm～10μm，因此只接受接近人體輻射的紅外線波長的輻射。，參照這些參數(shù)可利用RE200B設計相應的紅外防盜電路。 RE200B的主要特性和部分技術參數(shù)封裝TO5式封裝工作電壓～（Rs=47kΩ）電源電壓～（VD=5V，Rs=47kΩ）輸出信號MIN Vpp（TYP Vpp）探測視角水平方向張角138176。垂直方向張角125176。 熱釋電紅外傳感器電路的設計。 熱釋電紅外傳感器電路圖日常生活中對射式紅外傳感器也常用來進行防盜監(jiān)控的設計。對射式紅外傳感器是利用當有障礙物阻斷紅外發(fā)射頭發(fā)送至紅外接受頭的紅外線，從而紅外接受頭接收不到紅外時輸出電平改變，通過識別這個電平的變化來設計防盜系統(tǒng)。而本設計是利用熱釋電紅外傳感器RE200B進行防盜電路設計，來檢測區(qū)域是否有人闖入的參數(shù)的，我們之所以選擇熱釋電紅外傳感器，而不選用對射式紅外傳感器來設計防盜監(jiān)控，是因為，對射式傳感器只要任意一種障礙物阻斷紅外線的發(fā)送路徑，就會產(chǎn)生電平的變化，相反采用熱釋電紅外傳感器，利用人體自身波長的特性，加上菲涅爾系列濾光鏡片進行濾光，就能基本準確的判斷是否是人闖入，動物等其它物體闖入時產(chǎn)生的電平和檢測到人時的電平存在著區(qū)別，誤判率比較小。，端口還通過連接一個電容接到地線，這樣便構成一個降低射頻干擾的電路。一端接地，端口接負載電阻再接地。熱釋電紅外線傳感器輸出電信號的幅度和頻率主要取決于人體的溫度、探測背景、人與傳感器的距離、人的移動速度和光學透鏡系統(tǒng)的焦距等。傳感器輸出通過阻容耦合后連到低噪聲運放LM324，構成帶通濾波和第一級放大電路的反向輸入端。再由電阻、電容耦合到第二級放大器的反相輸入端，進行進一步濾波和放大。濾波的上限截止頻率為： f1== （31）濾波的下限截止頻率為： f2== （32）電路增益與頻率是密切相關的，當輸入信號頻率為1Hz時，第一級放大增益約為：Au1= （33）第二級放大增益為：Au2= （34）根據(jù)式（31）和式（32）。根據(jù)式（33）和式（34）計算得放大后信號的總增益約為66dB。經(jīng)過放大后的信號連接到LM339的反相輸入端，，比較器LM339輸出電壓為高點平，此時便表示電路檢測到有人的移動。 煙霧傳感器NIS09C的介紹本設計選用的煙霧傳感器是NIS09C煙霧傳感器，這是一款離子式煙霧傳感器，是日本NEMOTO公司設計的新型煙霧傳感器。NIS09C離子式傳感器的工作方式及部分重要指標參數(shù)如下：檢測方式： 離子式； 放射源： 镅241；電源電壓范圍： ～； 溫度： 40℃～+50℃；典型電源電壓： 9V； 輸出電壓： 177。；電流損耗： 27pA177。3pA； 靈敏度： 177。要利用此傳感器設計良好的煙霧傳感器電路還需要了解部分NIS09C煙霧傳感器的其它特性參數(shù)，下面將進行介紹。，該表是根據(jù)UL217標準制定的（）。 NIS09C靈敏度特性煙霧濃度（%）輸出電壓（V）誤差（ΔV）0177。01177。177。2177。177。3177。177。4177。177。5177。177。 NIS09C電源電壓特性（溫度：25℃；濕度：60%RH）電源電壓（V）輸出電壓（V）6177。9177。12177。15177。18177。 NIS09C溫度特性（濕度：60%）溫度℃輸出（V）0177。25177。50177。 濕度特性（溫度：25℃）濕度（%C）輸出（V）30177。60177。90177。 。NIS09C NIS09C的實物圖 煙霧傳感器電路設計方案煙霧傳感器電路是對所監(jiān)控區(qū)域環(huán)境中的煙霧濃度信息進行采集，通過合理的方法將采集到放大調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換后才送單片機讀取。參照上一節(jié)中對NIS09C離子式煙霧傳感器進行的詳盡闡述，利用NIS09C煙霧傳感器的參數(shù)信息對煙霧傳感器電路進行設計。 基于NIS09C傳感器的煙霧傳感器電路圖“NIS09C”字樣的芯片便是我們選用的煙霧傳感器傳感器NIS09C。將NIS09C的1腳和4腳接到+9V直流電源上，3腳接地。工作在+177。，其電平大小足以給單片機讀取，所以不需要將煙霧傳感器NIS09C輸出的模擬信號進行放大，這也是為何選用次傳感器進行設計的重要原因。將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號也是至關重要的一步，通常對模擬信號到數(shù)字信號的處理采用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片結(jié)合軟件來實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的，但針對本設計。單片機讀的該高電平便表示讀取到環(huán)境中煙霧濃度超過警戒線，發(fā)生了火災，接著單片機將進行驅(qū)動聲光報警等一系列操作。本系統(tǒng)采用的是MQ2可燃氣體傳感器。以其優(yōu)異的穩(wěn)定性，廣闊的測量范圍，高靈敏度等特點被廣泛的運用于家庭，工廠的氣體泄漏監(jiān)測裝置。通過設置在廚房的MQ2可燃氣體傳感器，監(jiān)視燃氣管道、灶具有無燃氣泄漏。如有燃氣泄漏家庭控制器發(fā)出報警信號，并聯(lián)動關閉燃氣管道上的電磁閥。因MQ2型氣敏原件對不同種類，不同濃度的氣體有不同的阻值。因此在使用此類型氣敏元件時，靈敏度的調(diào)整是很重要的。建議使用1000PPM氫氣或1000PPM者丁烷校準傳感特性參數(shù)：電源電壓是6V（DC），+，加熱電壓是5V，加熱功耗900mW。工作環(huán)境：電源電壓是612V（DC）， 溫度：080℃， 保存溫度：1070℃。 MQ2可燃氣體傳感器電路圖 方案一：采用蜂鳴器和發(fā)光二極管共同構成聲光報警電路，這種方案材料容易取得，而且廉價，占用的I/O口資源較少。 方案二：采用ISD公司生產(chǎn)的專業(yè)語音芯片ISD4004和發(fā)光二極管相配合的方案。ISD4004語音芯片采用SPI總線進行操作，需要外加獨立鍵盤進行錄音，程序控制簡單，占用的I/O口資源較少，而且存儲空間相對較大，價格便宜。 方案三：采用BMP5008系列語音模塊和發(fā)光二極管相互組合的方式。采用專用錄音控制芯片（BLR3808）外加SPI接口的NOR FLASH，可以獲得從30秒－32分鐘的錄音容量，且錄音信息掉電后不會丟失。可外接多種音源錄音，音質(zhì)好，音量可調(diào)，可靠性和抗干擾性能強，操作簡單，但是占用的I/O口資源相對較多，程序精簡，但價格較貴。綜上考慮，考慮到從機I/O口資源相對緊張，操作簡單價格低廉的原因，所以確定方案一為最佳的方式。 蜂鳴器和發(fā)光二極管電路圖蜂鳴器是一種一體化結(jié)構的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標準用“FM”、“LB”、“JD”等）發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片，在P型半導體和N型半導體之間有一個過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電式發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。 當它處于正向工作狀態(tài)時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。方案：采用帶字庫的LCD顯示。12864液晶能顯示圖形漢字，顯示信息豐富。接口電路簡單，可以和單片機直接相連，可以采用串行傳輸，節(jié)省了I/O口資源。LCD的全中文界面顯示，使得顯示內(nèi)容豐富，易于人機交流。帶中文字庫的128X64 是一種具有4 位/8 位并行、2 線或3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體 中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192 個16*16 點漢字，和128 個16*8 點ASCII 字符 、方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示84 行1616 點 陣的漢字. 。由該模塊構成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶 顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。 12864液晶電路圖 TC35模塊簡介TC35是西門子公司推出的一種完整的無線GSM模塊，主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊（ASIC）、閃存、ZIF連接器、天線接口、SIM卡支架七部分組成。它可以快速、安全可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)傳輸、短消息服務（Short Message Service）?！?。該模塊有AT指令集接口，支持文本和PDU模式的短消息第三組的二類傳真等。此外，該模塊還具有電話簿功能、多方通話、漫游檢測等功能。常用工作模式有省電模式、IDLE、TALK等模式。通過獨特的40管腳ZIF連接器，實現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語音信號、及控制信號的雙向傳輸?；鶐幚砥髯鳛門C35的核心，主要處理GSM終端內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)信號，并涵蓋了蜂窩射頻設備中所有的模擬和數(shù)字功能。在不需要額外硬件電路的前提下，可支持FR、HR和EFR語音編碼。 TC35的實物圖 TC35模塊與系統(tǒng)主機連接方式TC35模塊主要通過串口與系統(tǒng)主機進行連接，從而系統(tǒng)主機實現(xiàn)對TC35模塊的控制。雖然TC35的串口提供了許多控制線，但由于考慮到設計接口的簡單性。對TC35模塊通信的控制可以通過軟件來實現(xiàn)，采用軟件實現(xiàn)控制具有使用靈活等特點，也很好地避免了過多硬件信號的檢測。對于TC35的其它管腳在不使用的時候，如果該管腳為輸出時，一般將該管腳懸空；如果該管腳為輸入管腳，則需要將該管腳通過10Ω的電阻上拉。另外由于/IGT管腳是控制TC35模塊工作的管腳，所以需要將該管腳上拉，并且將該管腳與單片機進行連接，從而可以通過單片機來控制TC35模塊的工作狀態(tài)。在設計時需要考慮TC35模塊的電源管腳并連在一起，由于TC35是一個功能完全的模塊，因此這里不需要做任何的信號處理和射頻處理。此外，TC35?？斓腎GT管腳是啟動腳，與單片機的ALE管腳相連接。系統(tǒng)加電后為使TC35i進入工作狀態(tài),必須在ALE管腳加一個大于100ms的低脈沖,電平下降持續(xù)時間不可超過1ms。以下為TC35模塊的接口設計。主機MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片TC35模塊電源 系統(tǒng)主機與TC35I的連接 NRFCC1100無線收發(fā)模塊 模塊性能及特點 NRFCC1100工作在433/868/915MHZ的ISM頻段由一個完全集成的頻率調(diào)制器、一個帶調(diào)節(jié)器的接收器、一個功率放大器、一個晶體振蕩器和一個調(diào)節(jié)器組成。工作特點是自動產(chǎn)生前導碼和CRC可以很容易通過SPI接口進行編程配置，電流消耗低。從機的傳感器檢測的所有信號都是通過NRFCC1100進行發(fā)送的，使主機能夠?qū)崟r收到從機的相關信息，當有火災和偷盜發(fā)生時，NRFCC110向主機發(fā)送報警信號，使得緊急事件能夠被及時處理，確保了宿舍人員是人身財物安全。無火災和偷盜情況時，樓長可以通過NRFCC1100發(fā)送的數(shù)據(jù)，查看每個宿舍的情況，方便控制和管理。(1) 433MHz免費ISM頻段免許可證使用 (2) 最高工作速率500kbps，支持2FSK、GFSK和MSK調(diào)制方式 (3) 可軟件修改波特率參數(shù)： 高波特率：更快的數(shù)據(jù)傳輸速率 低波特率：更強的抗干擾性和穿透能力 (4) 高靈敏度（，1％數(shù)據(jù)包誤碼率） (5) 內(nèi)置硬件CRC 檢錯和點對多點通信地址控制 (6) 較低的電流消耗（RX中，，433MHz） (7) 可編程控制的輸出功率，對所有的支持頻率可達+10dBm (8) 支持低功率