【正文】 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 參考文獻(xiàn) ： 《傳感器原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)指南》 —— 何金田，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社； 《傳感器原理及應(yīng)用技術(shù)（第二版）》 —— 劉篤仁 ，西安電子科技大學(xué)出版社； 《 紅外技術(shù)應(yīng)用 光電、光子器件及傳感器 》 —— ［美］ ， 化學(xué)工業(yè)出版社 ； 《 基于熱釋電紅外傳感器的車(chē)流檢測(cè)裝置 》 —— 肖興達(dá) ， 李繼方 ，《 激光與紅外 》2020 年 02 期 ； 《紅外線與超聲波遙控》 —— 蘇長(zhǎng)贊，人民郵電出版社； 《紅外線與超聲波控制電路》 —— 肖景和、趙健，人民郵電出版社； 《 Study of infrared weak small target enhancement methods based on image fusion》 —— Application Research of Computers 《模擬電子技術(shù)》 —— 華成英、童詩(shī)白 ，高等教育出版社； 《電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分（第四版）》 —— 康華光，高等教育出版社； 《 高頻電子電路 （ 第三版 ）》 —— 張肅文 、 陸兆文 ， 高等教育出版社 ； 1《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》 —— 胡健，機(jī)械工業(yè)出版社； 1《單片機(jī)原理及接口技術(shù)（第三版）》 —— 李朝清，北京航天航空大學(xué)出版社； 1《 單片機(jī)與可編程控制技術(shù) 》 —— 郝萬(wàn)新 ， 化學(xué)工業(yè)出版社 ； 1《信號(hào)與系統(tǒng)》 —— 鄭君里，高等教育出版社； 1《 Signals and Systems》 —— A. V. Oppenheim, A. S. Willsky with S. H. Nawab，PrenticeHall。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。 大學(xué)四年生活馬上結(jié)束了，在最后這一個(gè)學(xué)期里，我真的學(xué)到了太多知識(shí)，這些都是書(shū)本上永遠(yuǎn)沒(méi)有的！ 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 謝辭 ： 首先我要感謝昆明理工大學(xué)、應(yīng)用技術(shù)學(xué)院、各位領(lǐng)導(dǎo)、 各位 老師給了我這一個(gè)學(xué)習(xí)和展示的舞臺(tái)。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。經(jīng)過(guò)幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，該系統(tǒng)工作情況 基本 穩(wěn)定。通過(guò)可重復(fù)觸發(fā)方式即可實(shí)現(xiàn)。 （ 2） 可重復(fù)觸發(fā) 方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有車(chē)輛在其感應(yīng)范圍活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到車(chē)輛離開(kāi)后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖剑ǜ袘?yīng)模塊檢測(cè)到車(chē)輛的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn) )。 兩種觸發(fā)方式： （ 1） 不可重復(fù)觸發(fā)方式 :即感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間段一結(jié)束，輸出將自動(dòng)從高電平變?yōu)榈碗娖剑? 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 這種方式用于對(duì)車(chē)流量計(jì)數(shù)。 ： 調(diào)節(jié)距離電位器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，感應(yīng)距離增大（約 7米），反之，感應(yīng)距離減小（約3米）。最終選擇了 紅外感應(yīng)模塊 DYPME003。而價(jià)格是紅外感應(yīng)模塊的 10倍。% 讀數(shù)或者 177。/1176。 ℃ (3℉ ),0℃ (32℃ ),(1℃ (2℉ )177。 價(jià)格： 150 RMB 溫度范圍 ： 32℃ ~350℃ (26℉ ~662℉ ) 頻譜范圍 ： 8到 14 微米 精度 ： 177。 紅外測(cè)溫儀： 采用全新低功耗芯片設(shè)計(jì)，輔以科學(xué)算法，采用自主軟件創(chuàng)新，自主電路改良，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)同類(lèi)產(chǎn)品精度、穩(wěn)定性、性價(jià)比的超越，實(shí)現(xiàn)為用戶創(chuàng)造價(jià)值的設(shè)計(jì)。 出于價(jià)格方面的考慮，沒(méi)有采用。 六、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等指標(biāo)的對(duì)比分析 紅外感應(yīng)模塊 DYPME003： 此次設(shè)計(jì)采用的 熱釋紅外感應(yīng)模塊 DYPME003，價(jià)格低廉， 靈敏度高，響應(yīng)時(shí)間短。而當(dāng)氣溫高于 23 攝氏度時(shí)，探頭則可以放置的更遠(yuǎn)一些。最小距離為 9M 左右（ 否則講 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 感應(yīng)到人體，導(dǎo)致誤測(cè) ） 。 較高溫度的熱源 感應(yīng)成功。人體感應(yīng)成功。 編號(hào)名稱 型號(hào) 數(shù)量 R1 電阻 47K 1 C10 電解電容 470u/25V 1 R2 電阻 1M 1 C11 瓷片 電容 1 R3 電阻 1K 1 VD1－ VD5 整流二極管 IN4001 5 R4 電阻 1 U 全橋 2A/50V 1 R R R R1 R1 R15 電阻 100K(R12 為線性微調(diào)電阻 ) 6 VT1 晶體三極管 9014 1 R R R1 R17 電阻 10K 4 VT2 晶體三極 MPSA13 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 R R16 電阻 300K 2 VT3 晶體三極管 8050 1 R14 電阻 470K 1 R18 電阻 1 IC2 運(yùn)算放大器 LM358 1 R19 電阻 220Ω 1 IC3 比較 器 LM393 1 R20 電阻 560K 1 IC4 三端穩(wěn)壓器 78L06 1 C C C C C9 電解電容 47u/16V 5 C C5 電解電容 22u/16V 2 T 電源變壓器 12V/5W 1 C4 瓷片 電容 1 S 鈕子開(kāi)關(guān) 1 C7 電解電容 220u/16V 1 熱釋紅外感應(yīng)模塊 1 簡(jiǎn)單計(jì)算器 1 表 1 元器件列表 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、安裝布置設(shè)計(jì) 圖 12 放大電路元件排版 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 圖 13 電壓比較電路與延時(shí)電路元件排版 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 圖 14 紅外感應(yīng)模塊與計(jì) 數(shù)器 放大電路單獨(dú)排版，延時(shí)電路、電壓比較電路安排在一塊電路板上。 4. 運(yùn)算放大器 LM358 LM358 內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無(wú)關(guān)。 1 V ~ 177。C 。 LM393 和 LM393A 的工作溫度范圍是 0176。它的電源可以由寬范圍的單個(gè)正電壓供電，也可以由正負(fù)兩個(gè)電壓供電。調(diào)節(jié)延時(shí)電位器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，感應(yīng)延時(shí)加長(zhǎng)（約 300S），反之，感應(yīng)延時(shí)減短（約 5S） 。為了增加感應(yīng)角度范圍，本模塊采用圓形透鏡，也使得探頭四面都感應(yīng)，但左右兩側(cè)仍然比上下兩個(gè)方向感應(yīng)范圍大、靈敏度強(qiáng)，安裝時(shí)仍須盡量按以 上要求。 （ 2） 應(yīng)盡量避免燈光等干擾源近距離直射模塊表面的透鏡，以免引進(jìn)干擾信號(hào)產(chǎn)生誤動(dòng)作；使用環(huán)境盡量避免流動(dòng)的風(fēng)，風(fēng)也會(huì)對(duì)感應(yīng)器造成干擾。 （ 6） 工作電壓范圍寬：默認(rèn)工作電壓 。此功能可以實(shí)現(xiàn) “ 感應(yīng)輸出時(shí)間 ” 和 “ 封鎖時(shí)間 ” 兩者的間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測(cè)產(chǎn)品；同時(shí)此功能可有效抑制負(fù)載切換過(guò)程中產(chǎn)生的各種干擾。 （ 4） 兩種觸發(fā)方式：（可跳線選擇） :即感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間段一結(jié)束，輸出將自動(dòng)從高電平變?yōu)榈碗娖剑? ：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有 車(chē)輛 在其感應(yīng)范圍活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到 車(chē)輛 離開(kāi)后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖剑ǜ袘?yīng)模塊檢測(cè)到 車(chē)輛 的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn) )。 （ 2） 光敏控制：可設(shè)置光敏控制，白天或光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)。 菲涅爾透鏡作用有兩個(gè)：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號(hào)折射（反射）在PIR上，第二個(gè)作用是將探測(cè)區(qū)域內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入探測(cè)區(qū)域的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在 PIR 上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)。 10mA（ VDD=5V） 工作溫度： 10℃ ~+70℃ 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 存放溫度： 65℃ ~+150℃ 電參數(shù)（ TA=25℃ Vss=0V） DYPME003 圖 10 熱釋紅外感應(yīng)模塊 特點(diǎn) 菲涅爾透鏡 (Fresnel lens) 多是由聚烯烴材料注壓而成的薄片，也有玻璃制作的，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓，它的紋理是利用光的干涉及擾射和根據(jù)相對(duì)靈敏度和接收角度要求來(lái)設(shè)計(jì)的，透鏡的要求很高，一片優(yōu)質(zhì)的透鏡必須是表面光潔，紋理清晰，其厚度隨用途而變，多在 1mm左右，特性為面積較大，厚度薄及偵測(cè)距離遠(yuǎn)。在 Tx 時(shí)間內(nèi)，只要有 Vs 得上跳變，則 Vo 將從 Vs 上跳變時(shí)刻算起繼續(xù)延長(zhǎng)一個(gè) Tx 周期；若 Vs 保持為“ 1”狀態(tài)，則 Vo 一直保持有效狀態(tài)；若 Vs 保持為“ 0” 狀態(tài)，則在 Tx 周期結(jié)束后 Vo 恢復(fù)為無(wú)效狀態(tài)，并且在封鎖時(shí)間 Ti時(shí)間內(nèi)，任何 Vs 的變化都不能觸發(fā) Vo 為有效狀態(tài)。 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 圖 9可重復(fù)觸發(fā)工作方式下各點(diǎn)的波形 在 Vc=“ 0”、 A=“ 0”期間， Vs 不能觸發(fā) Vo 為有效狀態(tài)。這一功能 的設(shè)置，可有效抑制負(fù)載切換過(guò)程中產(chǎn)生的各種干擾。當(dāng) A 端接“ 0”電平時(shí)，Tx 時(shí)間結(jié)束時(shí)， Vo 下跳回低電平，同時(shí)啟動(dòng)封鎖時(shí)間定時(shí)器而進(jìn)入封鎖周期 Ti。 COP3 是一個(gè)條件比較器。由于 VH≈ VDD、 VL≈ VDD，所以，當(dāng) VDD=5V 時(shí)，可有效 地抑制177。 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)用紙 圖 8 不可重復(fù)觸發(fā)工作方式下各點(diǎn)的波形 首先，由使用者根據(jù)實(shí)際需要，利用運(yùn)算放大器 OP1 組成傳感信號(hào)預(yù)處理電路，將信號(hào)放大。 Tx≈ 24R2C2。 Tx≈ 49152R1C1。 在輸出延時(shí)間 Tx 之外和無(wú) Vs 上跳變時(shí) Vo 為低電平狀態(tài)。 Vo— 控制信號(hào)輸出端。 A— 可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)控制端。一般接 VDD。 VR≈ 。 Vc— 觸發(fā)禁止端。 2IN— 第二級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸出端。 11N+— 第一級(jí)運(yùn)放放大器的同相輸入端。經(jīng) RB 接 VSS 端， RB 取值為 1MΩ 左右。一般接 0V。范圍為 3~5V?？蓮V泛應(yīng)用于多種傳感器和延時(shí)控制器。外界元件由使用者根據(jù)需要選擇。 （ 7） 采用 16腳 DIP封裝。 （ 5） 內(nèi)置參考電壓。 （ 3） 雙向鑒幅器，可有效抑制干擾。 三、元器件及設(shè)備選型 紅外傳感信號(hào)處理器 特點(diǎn) （ 1） CMOS數(shù)?；旌蠈?zhuān)用集成電 路 。 對(duì)于此次設(shè)計(jì)，在我經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)后，基本能達(dá)到監(jiān)測(cè)車(chē)流量的預(yù)期目標(biāo)。而當(dāng)氣溫高于 23攝氏度時(shí)，探頭則可以放置的更遠(yuǎn)一些。 當(dāng)感應(yīng)距離設(shè)置為最遠(yuǎn)距離（ 7M）時(shí)，降紅外探頭放置在離車(chē)輛 911M 時(shí)，可以感應(yīng)到車(chē)輛。 此次設(shè)計(jì)猶豫經(jīng)費(fèi)和時(shí)間的限制，我選擇了一款價(jià)格低、靈敏度高（ 1 秒響應(yīng)）、距離可調(diào)（最遠(yuǎn)距離 7M）、延時(shí)可調(diào)的熱釋紅外傳感器。從這一點(diǎn)出發(fā)，只要降紅外探測(cè)器放置在探測(cè)最大距離以外，理論上就能實(shí)現(xiàn)探測(cè)到車(chē)輛的溫度且不受人體及其他熱源的干擾。汽車(chē) 發(fā)動(dòng)機(jī)工作的最佳溫度是 8090 攝氏度。在傳感器頂端開(kāi)設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通 過(guò)光的波長(zhǎng)范圍為 7~10um，正好適合于人體紅外輻射的探測(cè)，而對(duì)其它波長(zhǎng)的紅