【文章內容簡介】 USB接口定義如圖 32所示。由圖 32可知，本設計只用到 4管腳，并將它們分別作為電源的正負極；而 3管腳為數據接口，本設計不會用到。 第 5 頁 圖 32 USB接口定義 本設計中光學系統(tǒng)采用菲涅爾透鏡（如圖 33所示）。 圖 33 菲涅爾透鏡 菲涅爾透鏡多是由聚烯烴材料注壓而成的薄片，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓。它將 入射光的波長限制到 10μm左右（人體紅外線輻射的峰值） 。在很多時候相當 于紅外線及可見光的凸透鏡，效果較好，但成本較普通的凸透鏡低很多。其作用有兩個：一是聚焦作用；二是將探測區(qū)域內分為若干個明區(qū)和暗區(qū)， 以提高它的探測接收靈敏度。當有人從透鏡前走過時，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從 “盲區(qū) ”進入 “高靈敏區(qū) ”，這樣就使接收到的紅外信號以忽強忽弱的脈沖形式輸入，從而增強其能量幅度。使進入探測區(qū)域的移動物體能以溫度變化的形式在 PIR上產生變化熱釋紅外信號。 熱釋電紅外傳感器如圖 34所示。 第 6 頁 圖 34熱釋電紅外傳感器 熱釋電紅外傳感器是一種能檢測人體發(fā)射的紅 外線而輸出電信號的傳感器，它能組成防入侵報警器或各種自動化節(jié)能裝置。主要是由一種高熱電系數的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為 2*1mm的探測元件。在每個探測器內裝入兩個探測元件，并將兩個探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產生的干擾。人體都有恒定的體溫，一般在 37度，所以會發(fā)出特定波長 10μm左右的紅外線，被動式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的 10μm左右的紅外線而進行工作的。一旦人侵入探測區(qū)域內，人體發(fā)射的 10μm左右的紅外線通過菲涅爾透鏡增強后聚集到紅外探測元件。紅外探測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)電路經檢測處理后就能產生報警信號。它和放大電路相配合，可將信號放大 70分貝以上，這樣就可以測出 10～ 20米范圍內人的行動。 被動式熱釋電紅外探頭的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好，價格低廉。 缺點： *容易受各種熱源、光源干擾 ； *被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收 ； *環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈。 抗干擾性能： ① 防小動物干擾：探測器安裝在推 薦地使用高度（ 2～ 3米），對探測范圍內地面 上地 小動物，一般不產生報警 ； ② 抗電磁干擾：探測器的抗電磁波干擾性能符合 GB10408中 ，一般手機電磁干擾不會引起誤報 ； ③ 抗燈光干擾：探測器在正常靈敏度的范圍內，受 3米外 H4 鹵素燈透過玻璃照射，不產生報警。 第 7 頁 紅外線熱釋電傳感器對人體的敏感程度還和人的運動方向關系很大。紅外線熱釋電傳感器對于徑向移動反應最不敏感 ,而對于橫 切方向 (即與半徑垂直的方向 )移動則最為敏感（如圖 35所示）。在現場選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報、求得最佳檢測靈敏度極為重要的一環(huán)。 圖 35 傳感器敏感度 一旦有人侵入監(jiān)控區(qū)域時熱釋電紅外傳感器將和菲涅爾透鏡共同作用，對紅外信號接收后送交信號處理電路。其工作原理如圖 36所示。 圖 36 人體通過傳感器時產生的信號 信號處理及放大電路設計如圖 37所示 。 圖 37（ a） 信號處理及放大電路 第 8 頁 圖 37（ b） 信號處理及放大電路 圖 37（ a）構成的信號 處理及放大電路理論上是能夠實現報警功能的，但在做實物的過程中發(fā)現這種方案是不可行的，因此，最終選用圖 37（ b）作為信號處理及放大電路。 信號處理電路用到的關鍵器件為 BISS0001。它是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路。它為 CMOS數?；旌蠈Ｓ眉呻娐?；具有獨立的高輸入阻抗運算放大器，可與多種傳感器匹配進行信號處理；帶有雙向鑒幅器，可有效抑制干擾；內設延遲時間定時器和封鎖時間定時器；結構新穎，穩(wěn)定可靠，調解范圍寬；內置參考電壓，工作電壓范圍為 2～ 6V。在信號處理電路的輸出端 2接一個 NPN三 極管，構成放大電路。 單片機的工作原理：當單片機的 BISS0001傳來的上升沿信號后，觸發(fā)單片機的 交替輸出高低 電平，發(fā)出報警聲音。 單片機復位電路：單片機在啟動時都需要復位，以使 CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。 89系列單片機的復位信號是從 RST引腳輸入到芯片內的施密特觸發(fā)器中的。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 RST引腳上有一個高電平并維持 2個機器周期 (24個振蕩周期 )以上，則 CPU就可以響應并將系統(tǒng)復 位。單片機系統(tǒng)的復位方式有：手動按鈕復位和上電復位。本設計采用手動按鈕復位。單片機上電后 Vcc不斷給 C2 充電， 第 9 頁 一旦 SW1按下 C2 放電電流由 Vcc流經 R R2，由于 R0 的分壓作用，使得 RST為高電平，進而實現單片機復位。 晶振電路：本設計中采用 12M晶振，它與單片機內部電路結合產生單片機所需的時鐘頻率。時鐘頻率越高，單片機運行速度越快。同時，它也直接決定單片機運行的穩(wěn)定性。 單 片機最小系統(tǒng)如圖 38所示。 圖 38 單片機最小系統(tǒng) BISS0001 BISS0001是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構成被動式的熱釋電紅外開關。它能自動快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動門、電風扇、烘干機和自動洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場、庫房及家庭的過道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動燈光、照明和報警系統(tǒng)。 特 點 : *CMOS工藝 ； *具有獨立的高輸入阻抗運算放大器 ； *內部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾 ； *內設延遲時間定時器和封鎖時間定時器 。 BISS0001管腳圖如圖 39所示。 第 10 頁 圖 39 BISS0001管 腳圖 表 31 BISS0001管腳說明 引腳 名稱 I/O 功能說明 1 A I 可重復觸發(fā)和不可重復觸發(fā)選擇端。當 A為 “1”時，允許重復觸發(fā)；反之，不可重復觸發(fā) 2 Vo O 控制信號輸出端。由 VS 的上跳變沿觸發(fā)，使 Vo 輸出從低電平跳變到高電平時視為有效觸發(fā)。在輸出延遲時間 Tx之外和無 VS 的上跳變時， Vo 保持低電平狀態(tài)。 3 RR1 輸出延遲時間 Tx的調節(jié)端 4 RC1 輸出延遲時間 Tx的調節(jié)端 5 RC2 觸發(fā)封鎖時間 Ti 的調節(jié)端 6 RR2 觸發(fā)封鎖時間 Ti 的調節(jié) 端 7 VSS 工作電源負端 8 VRF I 參考電壓及復位輸入端。通常接 VDD，當接 “0”時可使定時器復位 9 Vc I 觸發(fā)禁止端。當 VcVR時禁止觸發(fā)；當 VcVR時允許觸發(fā) (VR≈) 10 IB 運算放大器偏置電流設置端 11 VDD 工作電源正端 12 2OUT O 第二級運算放大器的輸出端 13 2IN I 第二級運算放大器的反相輸入端 14 1IN+ I 第一級運算放大器的同相輸入端 15 1IN I 第一級運算放大器的反相輸入端 16 1OUT O 第一級運算放大器的輸出端