【正文】 10nFC8P or tou t pu t+52N 39 04Q1L M 32 4L M 32 41091213 圖 9 電壓比較電路圖 李永勝： 室內(nèi)防盜智能控制系統(tǒng) 第 10 頁 共 29 頁 如圖 9所示 ,在 比較器后加上開關(guān)管 2N3904,整個電路不但工作可靠 ,且輸出電流大 ,能驅(qū)動后級的執(zhí)行電器工作。在信號負半周時，上、下比較器輸出電平剛好相反，即⑻腳輸出低電平，⒁腳輸出高電平， VD2 導通。靜態(tài)時 , LM324 的⑻、⒁均為低電平，開關(guān)管截止， IC2 的⑵腳仍為高電平，延時電路不工作。 電壓比較器部分修改后的電路如圖 9 所示。 在圖 8電路中 ,NE555 為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 ,⑵腳一旦有下降沿脈沖觸發(fā) ,則定時器就工作 ,③腳就輸出高電平。此時 ,電壓比較器輸出端⑻、⒁均為低電平 。當紅外傳感器檢測到人體的活動 ,其 產(chǎn)生的微弱電壓信號經(jīng)過放大 ,傳送到 LM324 的⑽、⒀腳時 ,用示波器可以檢測到峰值約為 5V 的正弦波 ,那么無論是信號的正半周還是負半周 ,兩個比較器中必有一個輸出為低電平 ,使 IC2的⑵腳由高電平跳成低電平 ,以便控制延時電路工作。故將 R6 改為 200ｋΩ ,將 R10 改為 1MΩ ,此時的總增益為 AＶ =20 100=2021=66dB,比較符合實際應用 ,能保證電路工作可靠。按圖 8 所示參數(shù)計算得到 ,第一級放大增益為 :AＶ 1=R6/R4=220,第二級放大增益為 :AＶ 2=R10/R9=270,總放大增益為 :AＶ =220 270=59400=。如圖 7所示。 06 級電氣自動化技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 第 7 頁 共 29 頁 如下圖 6 為系統(tǒng)總體電路圖 112233445566D DC CB BA AT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 20 04 5 29 S he e t o f F i l e : D : \ P r og r a m F i l e s \ ..\ 21 .S c hD oc D r a w n B y :100uFC1220uFC 11100nFC 10100pFC910uFC 1710uFC347uFC51KR1100KR3100KR7220KR 11560KR 1247KR2100kR5100kR 1868KR9200KR668KR 12220KR 13L M 32 4L M 32 4L M 32 4L M 32 410kR41KR91M KR 1010nFC710nFC4D1D2T R I G2OUT3R S T4C V O L T5T H R6D I S C7V C C8GND1N E 55 510nFC8470uFC2DSE+5E A / V P31X119X218R E S E T9I N T 012I N T 113T014T115P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 0. 039P 0. 138P 0. 237P 0. 336P 0. 435P 0. 534P 0. 633P 0. 732P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728RD17WR16P S E N29A L E / P30T X D11R X D1089 C 51abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD P Y _7 S E GD S 1abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD P Y _7 S E GD S 6abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD P Y _7 S E GD S 2abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD P Y _7 S E GD S 4abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD P Y _7 S E GD S 3abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefgD P Y _7 S E GD S 5D I O D ED36MY30pFC230pFC1116R 7A116R 5A88 8 8 8 8 8116500 x 8R nAP or t0 0 0 0 0 0S W P BS4S W P BS3S W S P S TS247OR2+52N 39 04Q168KR 15S P E A K E RA l a r mS W S P S TS?t R e s T he r m a lR T ?D i od eD?2N 39 04Q210 m H220V21K+5Ml i gh t1091213325617 3． 2 單片機系統(tǒng) 本系統(tǒng)采用了 89C51,由 進行數(shù)據(jù)采集，并通過 P0傳輸數(shù)據(jù)到 LED 顯示，同時用 ～ 進行動態(tài)掃描控制。同時 ,還可把整個系統(tǒng)變?yōu)樽詣娱_關(guān)燈系統(tǒng) ,當有主人在時 ,可用手動解除報警功能 ,并且可以開啟開關(guān)燈執(zhí)行電路 ,在探測頭感應到有人時執(zhí)行電路執(zhí)行開燈。相應動作，當報警延遲一段時間后自動解除，也可人工手動解除報警信號。設(shè)置在監(jiān)測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，經(jīng)測量放大電路、 比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出下 TTL 電平至 89C51 單片機 .在單片機內(nèi)，經(jīng)軟件查詢，統(tǒng)計平均及識別判決等環(huán)節(jié)實時發(fā)出人侵報警狀態(tài)控制信號。 圖 4 菲涅爾透鏡外形圖 李永勝： 室內(nèi)防盜智能控制系統(tǒng) 第 6 頁 共 29 頁 第三章 總體電路設(shè)計 3． 1 系統(tǒng)組成 系統(tǒng)組成如圖 5 所示。 菲涅爾透鏡不僅可以形成亮區(qū)和盲區(qū)， 而且還有聚焦作用，其焦距一般在 5cm 左右 菲涅爾透鏡一般由聚乙烯塑料片制成，呈乳 白色半透明狀。菲涅爾透鏡實際是一個透鏡組，每個單元一般都只有一個不大的視場，且相鄰的視場既不連續(xù)，也不交叉，都相隔一個盲區(qū) (如圖 4 所示 )。熱釋電傳感器只有與菲涅爾 透鏡配合使用才能發(fā)揮最大作用。熱釋電晶體自發(fā)極化強度隨溫度變化，使電極表面感應電荷發(fā)生變化，其等效電路 如圖 3 所示。如果 1/f 小于自由電荷中和面束縛電荷所需要的時間，那么在垂直于 PS的晶體的兩個端面之間就會產(chǎn)生開路電壓。所以利用熱釋電探測器探測的紅外輻射必須經(jīng)過調(diào)制。 若沒有經(jīng)過調(diào)制的紅外輻射熱釋電晶體，使溫度升高到一個新的平衡值，那么電極表面的感應電荷也變化到新的平衡值，不再 “ 釋放 ” 電荷，也就 不再輸出信號。 如果在熱釋電晶體沿極化軸的端面裝上電極，那么自發(fā)極化在電極上感應的電荷量為： Q=APS 當紅外輻射照射時，熱釋電晶體溫度升高，自發(fā)極化電晶體溫度升高，自發(fā)極化強度降低，因此電極表面上感應電荷減少，這相當于“釋放”了一部分電荷，因此稱之為熱釋電現(xiàn)象。但是這些 圖 1 熱釋電傳感器的結(jié)構(gòu)圖 與電路圖 李永勝： 室內(nèi)防盜智能控制系統(tǒng) 第 4 頁 共 29 頁 面束縛電荷常常被晶體內(nèi)部或外部的電荷所中和，因而顯示不出來。溫度超過居里溫度，鐵電體發(fā)生變化，從極化晶體變?yōu)榉菢O化晶體，極化強度變?yōu)榱?。隨著 溫度升高，自發(fā)極化強度下降。在管殼的頂部設(shè)有慮光鏡（ TO－ 5封裝 ） 。傳感器的敏感元為 PZT，在上下兩面做上電極，并在表面加一層黑色氧化膜以提高其轉(zhuǎn)化效率。常用的熱釋電探測器如： LiTaO2(鉭酸鋰 ) 探測器、 BaTi O2(鈦酸鋇 ) 探測器和 TGS（硫酸三甘酞）探測器等。 2． 3 熱釋紅外傳感器的結(jié)構(gòu) 紅外探測器是紅外熱釋傳感器的重要組成部分。 由（ 2）可知，任何物體只要溫度不是絕對零度都不斷地發(fā)射紅外輻射，物體的溫度越高，輻射的功率就越大，只要知道物體的溫度和它的比輻射率，就可算出它所發(fā)射的輻射功率。 實際中大多數(shù)物體為非黑體，其熱輻射公式為： E=ε E0 其中： E 為物體在一定溫度下的輻射能力； E0 為與 E 在同一溫度下的黑體輻射能力 。為了使傳感器能夠長期穩(wěn)定地工作，提高靈敏度，增強抗干擾能力，這里選用了 TGS 晶體制作的雙型探測器 2． 2 紅外測溫原理 紅外測溫是通過探測物體表面發(fā)射的能量來測量其溫度，由物理學可知，處于絕對溫度（－ ℃ ）以上的任何物體，都要釋 放熱能，而紅外輻射溫度計測量其中與溫度有關(guān)波長范圍內(nèi)的熱能，并將其轉(zhuǎn)換與溫度成比例的電信號，由此測出其溫度。 有些熱釋電晶體，他們的自發(fā)極化方向能用外電場來改變，這些晶體稱作熱釋電 —— 鐵電體。 通常將電磁波譜間隔在 ～ 1000μ m的區(qū)域稱為紅外光譜區(qū)，紅外傳感器是一種新型的傳感器，能夠探測物體輻射的紅外線。隨著工農(nóng)業(yè)、國防事業(yè)、醫(yī)學的發(fā)展，對溫度測量越來越迫切。 （ 5）可以確定微小目標的溫度。 （ 3）探測器的響應時間短，反應速度快，易于快速與動態(tài)測量。 非接觸紅外測溫有以下幾點優(yōu)點： （ 1）測量不干擾被測 溫場，不影響溫場分布，從而具有較高的測溫準確度。同時它的信號經(jīng)過單片機系統(tǒng)處理后利于跟 PC 機通信，便于多用戶統(tǒng)一管理。 綜合以上報警器的不足，本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡單、成本低，安裝比 較方便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強、靈敏度高、安全可靠。（三）遮光式觸發(fā)防盜報警器在受到太陽光照射就會引起誤報，同時如果由于風吹窗簾的擺動等遮住了光也會引起誤報，所以這種報警器的可靠性也不高。 目前市面上裝備主要有壓力觸發(fā)式防盜報警器、開關(guān)電子防盜報警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報警器等各種報警器，但這幾種比較常見的報警器都存在一些缺點：（一）壓力觸發(fā)式防盜報警器由 于壓力板式安裝在墊子內(nèi)，當主機停止工作，主人在家走動時，都很容易失報和誤報，其可靠性低。它在以前的防盜器基礎(chǔ)上進行了很大的改進，不但可以用于單一的住宅區(qū)，也可以規(guī)模用于比較大規(guī)模住宅區(qū)的防盜系統(tǒng)，它的工作性能好，不易出現(xiàn)不報和誤報現(xiàn)象，安全可靠。 從現(xiàn)代人們住宅發(fā)展的趨勢來看，現(xiàn)代人們住宅主要是向群體花園式住宅區(qū)發(fā)展，向高空中發(fā)展，一般都是一個住宅區(qū)有幾棟至幾十棟以上，但目前市面上所擁有的家庭電子防盜報警器，只能用于單一的住宅單元，不利于統(tǒng)一管理，而且也不能滿足現(xiàn)代住宅區(qū)的發(fā)展要求，所以很有必要對家庭電子防盜報警器進一步完善和提高。系統(tǒng)使用單片機與 PC機通信原理，把采集到的數(shù)據(jù)傳輸給計算機統(tǒng)一處理。當有主人在家系統(tǒng)無需報警時 ,可開啟樓道燈控制系統(tǒng)，即傳感器探測到有人經(jīng)過時照明燈亮 ,等待一段延遲時間后自動熄滅 ,并可手動來控制延遲時間的長短。并采用單片機 89C51 作為人體探測系統(tǒng)的核心，以熱釋電紅外線為數(shù)據(jù)采集部件，經(jīng)過比較放大之后，輸入單片機進行數(shù)據(jù)判斷及處理。應用該方法設(shè)計的系統(tǒng)在反應速度、誤報率、漏報率以及抗干擾能力方面都具有較好性能。目前市面上所擁有的家庭電子防盜報警器，只能用于單一的住宅，不利于統(tǒng)一管理，而且也不能滿足現(xiàn)代住宅區(qū)的發(fā)展要求，所以很有必要對家庭電子防盜器進一步完善和提高。他包括以現(xiàn)代物理和電子技術(shù)及時發(fā)現(xiàn)侵進入破壞行為、產(chǎn)生聲光報警阻嚇罪犯以及提醒值班人員采取恰 當?shù)姆婪洞胧ｈF門鐵窗等已經(jīng)不能給人們帶來太多的安全感，社會對報警器材的需求日益迫切。 10 合計 評語：從學生的專業(yè)素質(zhì)和工作能力、口頭表達能力及應變能力等方面予以評述。 10 答辯 回答問題有