【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 形成了一種專門用作探測(cè)人體輻射的紅外探頭，一旦有人侵入檢測(cè)區(qū)域，人體的紅外輻射通過(guò)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(hào)是不能被抵消的，信號(hào)經(jīng)處理后可以輸出適當(dāng)強(qiáng)度的電壓信號(hào)。 熱釋電紅外傳感器RE200B的簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)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(dāng)這種晶體表面受到紅外線照射時(shí)，會(huì)在晶體表面產(chǎn)生電荷，隨著光線對(duì)晶體照射的改變，電荷量也會(huì)發(fā)生改變。這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線,并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，同時(shí),它還能鑒別出運(yùn)動(dòng)的生物與其它非生物。 熱釋電紅外線傳感器RE200B實(shí)物圖和大多熱釋電紅外傳感器一樣，RE200B對(duì)于不同波長(zhǎng)的光線照射都能產(chǎn)生不同程度的響應(yīng)，因此我們看到的RE200B的封裝中有一個(gè)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(guò)這個(gè)菲涅爾系列濾光鏡片可以限定晶體對(duì)特定波長(zhǎng)的光線產(chǎn)生響應(yīng)，加菲涅爾系列濾光鏡片后，RE200B一般接收波長(zhǎng)在7μm～10μm，因此只接受接近人體輻射的紅外線波長(zhǎng)的輻射。，參照這些參數(shù)可利用RE200B設(shè)計(jì)相應(yīng)的紅外防盜電路。 RE200B的主要特性和部分技術(shù)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(hào)MIN Vpp（TYP Vpp）探測(cè)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(shè)計(jì)。 熱釋電紅外傳感器電路圖日常生活中對(duì)射式紅外傳感器也常用來(lái)進(jìn)行防盜監(jiān)控的設(shè)計(jì)。對(duì)射式紅外傳感器是利用當(dāng)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(shí)輸出電平改變，通過(guò)識(shí)別這個(gè)電平的變化來(lái)設(shè)計(jì)防盜系統(tǒng)。而本設(shè)計(jì)是利用熱釋電紅外傳感器RE200B進(jìn)行防盜電路設(shè)計(jì)，來(lái)檢測(cè)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(duì)射式紅外傳感器來(lái)設(shè)計(jì)防盜監(jiān)控，是因?yàn)椋瑢?duì)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(huì)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(zhǎng)的特性，加上菲涅爾系列濾光鏡片進(jìn)行濾光，就能基本準(zhǔn)確的判斷是否是人闖入，動(dòng)物等其它物體闖入時(shí)產(chǎn)生的電平和檢測(cè)到人時(shí)的電平存在著區(qū)別，誤判率比較小。，端口還通過(guò)連接一個(gè)電容接到地線，這樣便構(gòu)成一個(gè)降低射頻干擾的電路。一端接地，端口接負(fù)載電阻再接地。熱釋電紅外線傳感器輸出電信號(hào)的幅度和頻率主要取決于人體的溫度、探測(cè)背景、人與傳感器的距離、人的移動(dòng)速度和光學(xué)透鏡系統(tǒng)的焦距等。傳感器輸出通過(guò)阻容耦合后連到低噪聲運(yùn)放LM324，構(gòu)成帶通濾波和第一級(jí)放大電路的反向輸入端。再由電阻、電容耦合到第二級(jí)放大器的反相輸入端，進(jìn)行進(jìn)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(guān)的，當(dāng)輸入信號(hào)頻率為1Hz時(shí)，第一級(jí)放大增益約為：Au1= （33）第二級(jí)放大增益為：Au2= （34）根據(jù)式（31）和式（32）。根據(jù)式（33）和式（34）計(jì)算得放大后信號(hào)的總增益約為66dB。經(jīng)過(guò)放大后的信號(hào)連接到LM339的反相輸入端，，比較器LM339輸出電壓為高點(diǎn)平，此時(shí)便表示電路檢測(cè)到有人的移動(dòng)。 煙霧傳感器NIS09C的介紹本設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(biāo)參數(shù)如下：檢測(cè)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(shè)計(jì)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(jìn)行介紹。，該表是根據(jù)UL217標(biāo)準(zhǔn)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(shí)物圖 煙霧傳感器電路設(shè)計(jì)方案煙霧傳感器電路是對(duì)所監(jiān)控區(qū)域環(huán)境中的煙霧濃度信息進(jìn)行采集，通過(guò)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(jī)讀取。參照上一節(jié)中對(duì)NIS09C離子式煙霧傳感器進(jìn)行的詳盡闡述，利用NIS09C煙霧傳感器的參數(shù)信息對(duì)煙霧傳感器電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。 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(jī)讀取，所以不需要將煙霧傳感器NIS09C輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行放大，這也是為何選用次傳感器進(jìn)行設(shè)計(jì)的重要原因。將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)也是至關(guān)重要的一步，通常對(duì)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的處理采用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片結(jié)合軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的，但針對(duì)本設(shè)計(jì)。單片機(jī)讀的該高電平便表示讀取到環(huán)境中煙霧濃度超過(guò)警戒線，發(fā)生了火災(zāi)，接著單片機(jī)將進(jìn)行驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警等一系列操作。本系統(tǒng)采用的是MQ2可燃?xì)怏w傳感器。以其優(yōu)異的穩(wěn)定性，廣闊的測(cè)量范圍，高靈敏度等特點(diǎn)被廣泛的運(yùn)用于家庭，工廠的氣體泄漏監(jiān)測(cè)裝置。通過(guò)設(shè)置在廚房的MQ2可燃?xì)怏w傳感器，監(jiān)視燃?xì)夤艿?、灶具有無(wú)燃?xì)庑孤Ｈ缬腥細(xì)庑孤┘彝タ刂破靼l(fā)出報(bào)警信號(hào)，并聯(lián)動(dòng)關(guān)閉燃?xì)夤艿郎系碾姶砰y。因MQ2型氣敏原件對(duì)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(shí)，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(zhǔn)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?xì)怏w傳感器電路圖 方案一：采用蜂鳴器和發(fā)光二極管共同構(gòu)成聲光報(bào)警電路，這種方案材料容易取得，而且廉價(jià)，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(yǔ)音芯片ISD4004和發(fā)光二極管相配合的方案。ISD4004語(yǔ)音芯片采用SPI總線進(jìn)行操作，需要外加獨(dú)立鍵盤進(jìn)行錄音，程序控制簡(jiǎn)單，占用的I/O口資源較少，而且存儲(chǔ)空間相對(duì)較大，價(jià)格便宜。 方案三：采用BMP5008系列語(yǔ)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(huì)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(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，但是占用的I/O口資源相對(duì)較多，程序精簡(jiǎn)，但價(jià)格較貴。綜上考慮，考慮到從機(jī)I/O口資源相對(duì)緊張，操作簡(jiǎn)單價(jià)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(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)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(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等）發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)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(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，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(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。方案：采用帶字庫(kù)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(jiǎn)單，可以和單片機(jī)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(jī)交流。帶中文字庫(kù)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(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體 中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192 個(gè)16*16 點(diǎn)漢字，和128 個(gè)16*8 點(diǎn)ASCII 字符 、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示84 行1616 點(diǎn) 陣的漢字. 。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶 顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。 12864液晶電路圖 TC35模塊簡(jiǎn)介TC35是西門子公司推出的一種完整的無(wú)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)傳輸、短消息服務(wù)（Short Message Service）?！Ｔ撃K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(cè)等功能。常用工作模式有省電模式、IDLE、TALK等模式。通過(guò)獨(dú)特的40管腳ZIF連接器，實(shí)現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音信號(hào)、及控制信號(hào)的雙向傳輸。基帶處理器作為TC35的核心，主要處理GSM終端內(nèi)的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)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(yǔ)音編碼。 TC35的實(shí)物圖 TC35模塊與系統(tǒng)主機(jī)連接方式TC35模塊主要通過(guò)串口與系統(tǒng)主機(jī)進(jìn)行連接，從而系統(tǒng)主機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shè)計(jì)接口的簡(jiǎn)單性。對(duì)TC35模塊通信的控制可以通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用軟件實(shí)現(xiàn)控制具有使用靈活等特點(diǎn)，也很好地避免了過(guò)多硬件信號(hào)的檢測(cè)。對(duì)于TC35的其它管腳在不使用的時(shí)候，如果該管腳為輸出時(shí)，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(guò)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(jī)進(jìn)行連接，從而可以通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制TC35模塊的工作狀態(tài)。在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮TC35模塊的電源管腳并連在一起，由于TC35是一個(gè)功能完全的模塊，因此這里不需要做任何的信號(hào)處理和射頻處理。此外，TC35?？斓腎GT管腳是啟動(dòng)腳，與單片機(jī)的ALE管腳相連接。系統(tǒng)加電后為使TC35i進(jìn)入工作狀態(tài),必須在ALE管腳加一個(gè)大于100ms的低脈沖,電平下降持續(xù)時(shí)間不可超過(guò)1ms。以下為TC35模塊的接口設(shè)計(jì)。主機(jī)MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片TC35模塊電源 系統(tǒng)主機(jī)與TC35I的連接 NRFCC1100無(wú)線收發(fā)模塊 模塊性能及特點(diǎn) NRFCC1100工作在433/868/915MHZ的ISM頻段由一個(gè)完全集成的頻率調(diào)制器、一個(gè)帶調(diào)節(jié)器的接收器、一個(gè)功率放大器、一個(gè)晶體振蕩器和一個(gè)調(diào)節(jié)器組成。工作特點(diǎn)是自動(dòng)產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC可以很容易通過(guò)SPI接口進(jìn)行編程配置，電流消耗低。從機(jī)的傳感器檢測(cè)的所有信號(hào)都是通過(guò)NRFCC1100進(jìn)行發(fā)送的，使主機(jī)能夠?qū)崟r(shí)收到從機(jī)的相關(guān)信息，當(dāng)有火災(zāi)和偷盜發(fā)生時(shí)，NRFCC110向主機(jī)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，使得緊急事件能夠被及時(shí)處理，確保了宿舍人員是人身財(cái)物安全。無(wú)火災(zāi)和偷盜情況時(shí)，樓長(zhǎng)可以通過(guò)NRFCC1100發(fā)送的數(shù)據(jù)，查看每個(gè)宿舍的情況，方便控制和管理。(1) 433MHz免費(fèi)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(qiáng)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(cuò)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)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(duì)所有的支持頻率可達(dá)+10dBm (8) 支持低功率電磁波激活功能 (9) 支持傳輸前自動(dòng)清理信道訪問(wèn)（CCA），即載波偵聽系統(tǒng) (10) 快速頻率變動(dòng)合成器帶來(lái)的合適的頻率跳躍系統(tǒng) (11) 模塊可軟件設(shè)地址，