【正文】 而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反。 2)為了僅僅對(duì)人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲泥爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。 1)這種探頭是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的。人體發(fā)射的 10 微米左右的紅外線通過(guò)菲泥爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。菲涅爾透鏡作用有兩個(gè) :一是聚焦作用，即將熱釋的紅外信號(hào)折射（反射）在 PIR 上，第二個(gè)作用是將警戒區(qū)內(nèi)分為若干 個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入警戒區(qū)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)，這樣 PIR 就能產(chǎn)生變化的電信號(hào)。 在人體紅外防盜傳感器中有兩個(gè)關(guān)鍵性的元件，一個(gè)是熱釋電紅外傳感器 (PIR)，它能將波長(zhǎng)為 8~ 12um之間的紅外信號(hào)變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并能對(duì)自然界中的白光信號(hào)具有抑制作用，因此在被動(dòng)紅外探測(cè)器的警戒區(qū)內(nèi)，當(dāng)無(wú)人體移動(dòng)時(shí)，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度，當(dāng)人體進(jìn)人警戒區(qū)，通過(guò)菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異信號(hào)，因此，紅外探測(cè)器的紅外探測(cè)的基本概念就是感應(yīng)移動(dòng)物體與背景物體的溫度的差異。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)，同時(shí)它的信號(hào)經(jīng)過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)處理后方便和 PC 機(jī)通信，便于多用戶(hù)統(tǒng)一管理和用戶(hù)操作。 就目前市面上裝備主要有壓力觸發(fā)式防盜報(bào)警器、開(kāi)關(guān)電子防盜報(bào)警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報(bào)警器等各種報(bào)警器，但這幾種比較常見(jiàn)的報(bào)警器都存在一些缺點(diǎn)。 1. 引言 前 言 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平得到很大的提高，對(duì)私有財(cái)產(chǎn)的保護(hù)意識(shí)在不斷的增強(qiáng)，因而對(duì)防盜措施提出了新的要求。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)。它還能將已獲得的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分割處理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、高速度、高精度傳無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 15 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄 1. 引言 15 前言 15 人體紅外防盜報(bào)警傳感器簡(jiǎn)述 15 2. 熱釋電紅外傳感器概述 16 PIR 傳感器簡(jiǎn)單介紹 16 PIR 的原理特性 17 PIR 的組成部分 17 熱釋電紅外傳感器的敏感元件和菲涅耳透鏡 17 敏感單元 17 場(chǎng)效應(yīng)管 18 濾光片 18 菲涅耳透鏡 18 PIR 結(jié)構(gòu)特性及安裝 20 單片機(jī)概述 22 AT89C51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 22 AT89C51 芯片的介紹 23 4．檢測(cè)信號(hào)放大電路設(shè)計(jì) 24 熱釋紅外線傳感器典型電路 24 紅外光敏二極管警燈電路 25 紅外線探測(cè)信號(hào)放大電路設(shè)計(jì) 26 28 系統(tǒng)概述 28 總體設(shè)計(jì) 28 系統(tǒng)硬件選擇 29 硬件電路實(shí)現(xiàn)和軟件設(shè)計(jì) 29 34 參考文獻(xiàn) 36 附錄總圖 37 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 16 人體防盜報(bào)警傳感器設(shè)計(jì) 摘要 ： 為了滿(mǎn)足現(xiàn)代住宅防盜的需要而設(shè)計(jì)的家庭式電子防盜系統(tǒng)。即傳感器獲得的數(shù)據(jù)自行處理，只送出必要的少量數(shù)據(jù)。眾多傳感器獲得的大量數(shù)據(jù)需要處理，顯然在飛船上安放大型電子計(jì)算機(jī)是不合適的。 為了進(jìn)行科學(xué)考察，需要進(jìn)行各種測(cè)試工作。飛船上天后需要知道其速度、位置、姿態(tài)等數(shù)據(jù)。 智能傳感器又叫靈巧（ Smart）傳感器?？梢哉f(shuō)智能傳感器是傳感器技術(shù)與大規(guī)模集成電路技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它的實(shí)現(xiàn)將取決于傳感技術(shù)與半導(dǎo)體集成化工藝水平的提高與發(fā)展。 傳感器與微處理機(jī)相結(jié)合，使之不僅具有檢測(cè)功能，還具有信息處理、邏輯判斷、自診斷、以及 “思維 ”等人工智能，就稱(chēng)之為傳感器的智能化。 把多個(gè)功能不同的傳感元件集成在一起，除可同時(shí)進(jìn)行多種參數(shù)的測(cè)量外，還可對(duì)這些參數(shù)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行綜合處理和評(píng)價(jià)，可反映出被測(cè)系統(tǒng)的整體狀態(tài)。 為同時(shí)測(cè)量幾種不同被測(cè)參 數(shù)，可將幾種不同的傳感器元件復(fù)合在一起，作成集成塊。主要元件是由 4 個(gè)正確設(shè)計(jì)安裝在一個(gè)基板上的懸臂梁組成的單片硅結(jié)構(gòu)， 9 個(gè)正確布置在各個(gè)懸臂梁上的壓阻敏感元件。 傳感器的多功能化也是其發(fā)展方向之一。國(guó)內(nèi)在這方面也有不少進(jìn)展，例如近年來(lái)研制集成熱電堆紅外傳感器等。 70 年代國(guó)外就出現(xiàn)了集成溫度傳感器，它基本上是利用晶體管作為溫度敏感元件的集成電路。由于采用了集成工藝，將壓敏部分和集成電路分為幾個(gè)芯片，然后混合集成為一體。自從壓阻效應(yīng)發(fā)現(xiàn)后，有人把 4 個(gè)力敏電阻構(gòu)成的全橋做在硅膜上，就成為一個(gè)集成化壓力傳感器。 隨著集成化技術(shù)的發(fā)展，各類(lèi)混合集成和單片集成式壓力傳感器相繼出現(xiàn)，有的已經(jīng)成為商品。 4 集成化、多功能化與智能化 傳感器集成化包括兩種定義，一是同一功能的多元件并列化，即將同一類(lèi)型的單個(gè)傳感元件用集成工藝在同一平面上排列起來(lái)，排成 1 維的為線性傳感器， CCD 圖象傳感器就屬于這種情況。一般說(shuō)來(lái)，它能適應(yīng)環(huán)境調(diào)節(jié)其靈敏度。 生物體材料的最突出特點(diǎn)是具有時(shí)基功能，因此這種傳感器特性是微分型的，它對(duì)變分部分比較敏感。合成物可以在任意高于居里溫度（約）下產(chǎn)生，這就使得發(fā)展快速響應(yīng)的溫度傳感器成為可能。 由于這類(lèi)材料靈敏度比坡莫合金高幾倍，這就可大大降低渦流損耗，從而獲得優(yōu)良的磁特性，這對(duì)高 頻更為可貴。非晶磁性材料具有導(dǎo)磁率高、矯頑力小、電阻率高、耐腐蝕、硬度大等特點(diǎn)，因而將獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 ③ 磁性材料 不少傳感器采用磁性材料。電壓敏陶瓷材料的發(fā)展方向是低壓用材料 和高壓用材料。熱敏陶瓷的主要發(fā)展方向是高溫陶瓷 。陶瓷敏感材料的發(fā)展趨勢(shì)是繼續(xù)探索新材料，發(fā)展新品種，向高穩(wěn)定性、高精度、長(zhǎng)壽命和小型化、薄膜化、集成化和多功能化方向發(fā)展。這些陶瓷在工業(yè)測(cè)量方面都有廣泛的應(yīng)用。具有電功能的陶瓷又叫電子陶瓷。 ② 陶瓷材料 陶瓷敏感材料在敏感技術(shù)中具有較大的技術(shù)潛力。很容易系列化、集成化。若在柵極上加一反向偏壓，偏壓的大小可控制漏極電流的大小。 在半導(dǎo)體傳感器中，場(chǎng)效應(yīng)晶體管的應(yīng)用令人矚目。非晶硅應(yīng)用于傳感器，主要有應(yīng)變傳感器、壓力傳感器、熱電傳感器、光傳感器（如攝像傳感器和顏色傳感器）等。 多晶硅壓力傳感器的發(fā)展十分引人注目。用這 3 種材料都可制成壓力傳感器，這些壓力傳感器大致可分為 4 種形式，即壓阻式、電容式、式和薄膜式。單晶硅最簡(jiǎn)單，非晶硅最復(fù)雜。半導(dǎo)體硅在力敏、熱敏、光敏、磁敏、氣敏、離子敏及其它敏感元件，具有廣泛用途。有復(fù)雜材料來(lái)制造性能更加良好的傳感器是今后的發(fā)展方向之一。此外，利用化學(xué)效應(yīng)和生物效應(yīng)開(kāi)發(fā)的、可供實(shí)用化學(xué)傳感器和生物傳感器，更是有待開(kāi)拓的新領(lǐng)域。世界各國(guó)都在物性型傳感器方面投入大量人力、物力加強(qiáng)研究，從而使它成為一個(gè)值得注意的發(fā)展動(dòng)向。結(jié)構(gòu)型傳感器，一般說(shuō)它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積偏大，價(jià)格偏高。傳 感器的工作機(jī)理是基于各種效應(yīng)和定律，由此啟發(fā)人們進(jìn)一步探索具有新效應(yīng)的敏感功能材料，并以此研制出具有新原理的新型物性型傳感器件，這是發(fā)展高性能、多功能、低成本和小型化傳感器的重要途徑。 傳感器的發(fā)展動(dòng)向 1 開(kāi)發(fā)新型傳感器 新型傳感器，大致應(yīng)包括： ① 采用新原理； ② 填補(bǔ)傳感器空白； ③ 仿生傳感器等諸方面。 為了提高傳感器性 能的穩(wěn)定性，應(yīng)該對(duì)材料、元器件或傳感器整體進(jìn)行必要的穩(wěn)定性處理。 穩(wěn)定性處理 傳感器作為長(zhǎng)期測(cè)量或反復(fù)使用的器件，其穩(wěn)定性顯 得特別重要，其重要性甚至勝過(guò)精度指標(biāo)，尤其是對(duì)那些很難或無(wú)法定期鑒定的場(chǎng)合。 對(duì)于傳感器特性，可以找出誤差的變化規(guī)律，或者測(cè)出其大小和方向，采用適當(dāng)?shù)姆椒右匝a(bǔ)償或修正。這種技術(shù)的運(yùn)用大致是針對(duì)下列兩種情況。不少傳感器由于采用了差動(dòng)技術(shù)，還可使靈敏度增大。為傳感器的性能，可采用下列技術(shù)途徑： 差動(dòng)技術(shù) 差動(dòng)技術(shù)是傳感器中普遍采用的技術(shù)。而現(xiàn)代們學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)則提供了堅(jiān)強(qiáng)的后盾。 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告 10 調(diào)研報(bào)告 傳感器在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。開(kāi)關(guān)電源的轉(zhuǎn)換不僅無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（英文翻譯） 9 提供了更高的效率，還為設(shè)計(jì)者提供了更多的方便。為了極大發(fā)揮各種功率器件的特性，使器件性能對(duì)開(kāi)關(guān)電源性能的影響減至最小，新型的電源電路拓?fù)浜托滦偷目刂萍夹g(shù)，可使功率開(kāi)關(guān)工作在零電壓或零電流狀態(tài)， 從而可大大的提高工作頻率，提高開(kāi)關(guān)電源工作效率，設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。隨著新型電力電子器件和適于更高開(kāi)關(guān)頻率的電路拓?fù)涞牟粩喑霈F(xiàn)，現(xiàn)代電源技術(shù)將在實(shí)際需要的推動(dòng)下快速發(fā)展。 在大規(guī)模集成電路下快速發(fā)展的動(dòng)力 ,是繼電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 EDA 技術(shù)外觀 ,我們絕對(duì)可以不需要任何電路模板 ,可在家中透過(guò)程式設(shè)計(jì) ,符合我們的要求來(lái)使用計(jì)算機(jī) , 但經(jīng)過(guò)電路設(shè)計(jì)模板將使電子產(chǎn)品功能較為 完善不 只用西醫(yī)的電路設(shè)計(jì)技術(shù) ,而且外觀電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 體積非常小 ,甚至只有一個(gè)廢棄集成電路、 這種電路設(shè)計(jì)、能耗很小 ,完全符合我們的要求 ,節(jié)約能源 。二極管的主要用途就是用作整流元件。二極管的伏安特性體現(xiàn)了這種單向?qū)щ娦浴?PN 節(jié)的重要特性是單向?qū)щ娦?，它是?gòu)成各種半導(dǎo)體 器件的基本結(jié)構(gòu)。 在純凈的半導(dǎo)體中摻入不同的有用雜志，可分別形成 P 型和 N 型兩種雜志半導(dǎo)體。如果在模擬電子電路的輸入端接入其他如氣敏的、濕敏的、磁敏的、光敏的熱敏的、壓敏的等敏感元件，人們就可以制作出煤氣報(bào)警器、去濕器、金屬裂紋探測(cè)器、自動(dòng)路燈控制器、溫度控制器、電子稱(chēng)等設(shè)備。這些為 2l 世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。事實(shí)上，許多功率電子節(jié)電設(shè)備，往往會(huì)變成對(duì)電網(wǎng)的污染源 :向電網(wǎng)注入嚴(yán)重的高次諧波電流，使總功率因數(shù)下降，使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰，甚至出現(xiàn)缺角和畸變。電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義 :首先是顯著節(jié)電， 這意味著發(fā)電容量 的節(jié)約，而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因，所以節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染 。但是，現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來(lái)越重要 ，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟，顯示出越來(lái)越多的優(yōu)點(diǎn) :便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾 (提高抗干擾能力 )、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào)，也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。這樣，不但提高了功率容量， 在有限的器件容量的情況下滿(mǎn)足了大電流輸出的要求， 而且通過(guò)增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)功率很小的冗余電源模塊，極大的提高系統(tǒng)可靠性，即使萬(wàn)一出現(xiàn)單模塊故障，也不會(huì)影響系統(tǒng)