【正文】 理圖 熱釋電紅外傳感器引腳圖介紹 本系統(tǒng)采用的熱釋電紅外傳感器成品的引腳示意圖如圖 25 所示，引腳功能如下： 數(shù)字 1 腳：電源負極 數(shù)字 2 腳：信號輸出，高電平有效， 4～ 6V 和工作電壓有關(guān) 數(shù)字 3 腳：電源正極 DC6～ 9V W1：靈敏度調(diào)整 W2：輸出延時調(diào)整 5～ 120 秒 圖 25 熱釋電紅 外傳感器 的引腳示意圖 它的 技術(shù)參數(shù) 如下 ： 工作電壓： DC6～ 9V 電平輸出：和電源電壓相同 感應(yīng)角度：水平： 90～ 140 度；垂直： 15～ 30 度 靜態(tài)電流：小于 750μ A 無信號輸出： 0V 第二章 主要元器件選擇與介紹 10 感應(yīng)距離： ～ 15 米 外形尺寸： 28mm 38mm 高 25 毫米（最高點） 輸出電平： 4～ 6V 與工作電壓有關(guān) 工作時間：可調(diào) 5120 秒范圍 當(dāng)探測器檢測到異常的情況，由 2 腳輸出一個高電平，發(fā)送到單片機上，單片機做出報警處理。 其工作電路原理及設(shè)計電路如 圖 24 所示 , 在 VCC 電源端利用 C1 和 R2 來穩(wěn)定工作電壓，同樣輸出端也多加了穩(wěn)壓元件穩(wěn)定信號。在傳感器頂端開設(shè)了一個裝有濾光鏡片的窗口這個濾光片可通過光的波長范圍為 7~10um正好適合于人體紅外輻射的探測而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線傳感器。當(dāng)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強其能量幅度。盡管成像質(zhì)量不如玻璃透鏡，但是在很多應(yīng)用中我們并不需要完美的圖像質(zhì)量。人們首次使用菲涅爾透鏡是在 18 世紀初，當(dāng)時它被用在燈塔的探照燈上，聚焦射出來的光束。這種透鏡還能夠消除部分球形像差。每個凹槽都與相鄰凹槽之間角度不同，但都將光線集中一處，形成中心焦點，也就是透鏡的焦點。如圖 23。 菲涅爾透鏡的工作原理十分簡單：假設(shè)一個透鏡的折射能 量僅僅發(fā)生在光學(xué)表面（如：透鏡表面），拿掉盡可能多的光學(xué)材料，而保留表面的彎曲度，如圖 22。菲涅爾透鏡可按照光學(xué)設(shè)計或結(jié)構(gòu)進行分類。 菲涅爾透鏡及其基本原理 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。其中二級熱釋電效應(yīng)是由于溫度變化引起材料形變 ,再由壓電效應(yīng)產(chǎn)生電荷的二級效應(yīng)。壓電陶瓷屬于熱釋電體。其組成框圖如圖 21 所示： 圖 21 熱釋電紅外傳感器系統(tǒng)組成框圖 菲涅爾 透鏡 熱釋電紅外傳感器 待測目標(biāo) 信號處理 電源 報警電路 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)論文 7 熱釋電效應(yīng) 由于溫度的變化 ,熱釋電晶體和壓電陶瓷等會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的電荷中心相對位移 ,使它們的自發(fā)極化強度發(fā)生變化 ， 從而在它們的兩端產(chǎn)生異號的束縛電荷 ,這種現(xiàn)象稱為熱釋電效應(yīng)。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器的前方裝設(shè)一個菲涅爾透鏡，該透鏡用透明塑料制成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，制成一種具有特殊 光學(xué)系統(tǒng) 的透鏡，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 1020 米范圍內(nèi)人的行動。在每個探測器內(nèi)裝入一個或兩個探測元件，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(chǎn)生的干擾。當(dāng)盜賊企圖從門窗進入室內(nèi)進行盜竊時，人體熱釋電傳感器可以檢測到人體移動的紅外信號，從而進行報警。 第二章 主要元器件選擇與介紹 6 第二章 主要元器件選擇與介紹 傳感器介紹 現(xiàn)在有關(guān)家庭防盜的傳感器種類非常多，有門磁傳感器、紅外線反射開關(guān)無線探頭、振動位移傳感器、人體熱釋電傳感器、雷達波人體檢測無線探頭等等。此類裝置設(shè)計的要點是能有效判斷是否有人員進入。當(dāng)人員外出時，可把 報警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài) ， 探測器工作起來 ,當(dāng)有人闖入時 ， 熱釋電紅外傳感器將探測到動作 ， 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)放大電 路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出 TTL 電平至 AT89C51 單片機，經(jīng)單片機處理運算后 驅(qū)動執(zhí)行報警電路使警號 發(fā)聲 。 (2)本紅外線防盜報警系統(tǒng)由 熱釋電紅外傳感器 、單片機控制電路、 LED 控制電路、報警器及相關(guān)的控制管理軟件組成。 設(shè)計任務(wù)與要求 （ 1） 該設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩個部分?；?TCP/IP 方式的網(wǎng)絡(luò)通訊，還可以通過在線檢測縮短故障范圍，快速排查問題節(jié)點。在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時，通訊數(shù)據(jù)采用了加密傳輸，同時對發(fā)送數(shù)據(jù)端進行身份識別，隔離了外界的干擾，保障了通信的穩(wěn)定。 目前大多數(shù)平臺系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口還是傳統(tǒng)的 RS232/485/422 格式，在實時性、準確性、可靠性、交互性等方面上均有不足，而以太網(wǎng)通訊技術(shù)對于串口通訊是一種比較徹底的技術(shù)革新。誤報警是指在沒有出現(xiàn)危險情況時，報警系統(tǒng)發(fā)出了 報警信號，引起誤報的原因包括報警技術(shù)是否先進、報警探測器是否合格、系統(tǒng)設(shè)計是否周全、施工環(huán)節(jié)是否合理、用戶使用是否正確等。普通用戶只能自行管理使用防盜報警系統(tǒng)，而諸如即時報警、延時報警、 24 小時防區(qū)等專業(yè)報警主機的復(fù)雜功能設(shè)置很難全面掌握，更不用說快速應(yīng)用，通過與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的綁定，則可以簡化系統(tǒng)使用難度，讓使用者通過直觀簡便的圖像觀察與報警探測結(jié)合起來進行日常安保工作。在已建成的圖像信息采集設(shè)備中，政府投資建設(shè)的僅占很小比例，大部分都是金融單位、學(xué)校、商場樓宇、賓館酒店、企業(yè)內(nèi)部和居民社區(qū)等社會力量投資建設(shè)的監(jiān)控系統(tǒng)，大量的業(yè)主可支配控制的攝像機的安裝使用使得視頻復(fù)核的難度大幅降低，而矩陣、 DVR、第三方綜合管理軟件等各類主控設(shè)備和平臺，在智能化聯(lián)動處理方面的功能完善也簡化了集成管理的復(fù)雜度。如果防盜報警系統(tǒng)能夠聯(lián)動視頻監(jiān)控系統(tǒng)，就可以在控制中心即時觀察報警現(xiàn)場的實時情況，準確識別復(fù)核是否有入侵行為還是誤報，自動記錄報警時間和位置信息、自動進行視頻抓拍和錄像以及通知相關(guān)執(zhí)法部門。其中，對報警信息進行視頻復(fù)核的強烈市場需求使得防盜報警系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)第一章 緒論 4 之間實現(xiàn)集成聯(lián)動最具必要性。其技術(shù)發(fā)展的主要方向主要有以下幾點。若期間產(chǎn)生相關(guān)財產(chǎn)損失，損失的部分將按照聯(lián)網(wǎng)報警服務(wù)中心為用戶贈送的保險取得相應(yīng)賠償。聯(lián)網(wǎng)報警的應(yīng)用廣泛，用戶花非常低的投入就可以獲得全方位、全天候的安全防范措施。 防范區(qū)域的 不斷 加大使得報警系統(tǒng)的監(jiān)控范圍 不斷 延展， 這樣使得 分布在各個 不同地區(qū) 的報警控制器必須 要 有 更 完善 、更 先進的通訊網(wǎng)絡(luò) 來 支撐，控制中心的安保 監(jiān)測 人員才 有能力 對 整個 系統(tǒng)內(nèi)的所有探測器的報警狀態(tài) 進行全面了解 ，傳統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)方式 在 面對這類 情況 的變化 時已經(jīng) 難以為繼， 此時 以 聯(lián) 網(wǎng)報警技術(shù) 的出現(xiàn) 則使得這一要 求的實現(xiàn)成為 了 可能。 使用 電話線聯(lián)網(wǎng) 的 方式運營費用 較 高 、聯(lián)網(wǎng)速度 較 慢，為解決多用戶同時報警 造成線路堵塞的問題， 此時 接警中心 就 需要配置多臺接警控制器和多路通訊鏈路。 防盜報警系統(tǒng)中的通訊 方式 一般包括報警探測器 和 報警控制器 之 間的聯(lián)網(wǎng)，以及報警控制器 和 控制中心 之間 的聯(lián)網(wǎng)。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)論文 3 家庭防盜報警系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢 隨著 個人 安全防范意識的提高，以及 各種 智能樓宇建筑的蓬勃發(fā)展， 現(xiàn)在 防盜報警系統(tǒng)的容量也在迅速 增大 ，報警探測器 由一開始 的幾個、十 幾個增加到 了 上百、數(shù)百個。 目前，我國的安防技術(shù)已經(jīng)基本上和國際接軌。 進入 90 年代以后，人們越加注意到周邊安全防范的重要性，慢慢開始利用周邊的圍墻，鐵柵欄等屏障建立了周界防范，如果沒有條件形成完整的周界防范，也要建立相應(yīng)的防范區(qū)。 1984 年以后是安防事業(yè)在我國進入了普及和提高的階段，而且發(fā)展迅速。值班室的人員判斷出罪犯正在行竊，并及時報告給領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)部門，組織布置保衛(wèi)人員和警力將犯罪分子包圍后并將其抓獲。 當(dāng)時采用的手段主要是聲控報警。 我國從 1979 年開始公安部在石家莊市召開了“全國刑事技術(shù)預(yù)防專業(yè)工作會議”，會議上提出 要大力開展安全技術(shù)防范工作，技防工作作為公安業(yè)務(wù)的組成部分就從這里開始被正式提出來了?，F(xiàn)在全世界 90%的世界財富 500 強公司美國 50 家最大的全國性及區(qū)域性銀行控股公司中的半數(shù)美國 72 家大中型機場。比如 2020 年世界排名第一的北美最大的安防跨國公司一 泰科安防 （ ADT SECURITY）公司， 泰科 安防 已經(jīng) 為全第一章 緒論 2 球 740 多萬民用、商業(yè)、工業(yè)、以及政府部門客戶提供安防服務(wù)，其中 就 包括 90%的世界財富 500 強公司。 從 上面的 過程來看，報警行業(yè)的 出現(xiàn)、 發(fā)展 離不開 工業(yè)技術(shù)發(fā)展，只有 通過 良好的通信手段，才能把 個不同地區(qū) 的報警信息匯聚到 不同的相關(guān) 部門，然后由 各個 部門負責(zé)分配 極其 有限的警力來幫助 所有需要幫助的個體 。隨后，由于通信技術(shù)的發(fā)展，提供遠程通信 技術(shù) 服務(wù)的電報公司 開始 加入到 了 這個行業(yè)中，使得報警信息可以 傳送 到更遠的地方；不過， 由于 這種電報方式難以普及，所以稍后出現(xiàn)的電話就 理所 應(yīng)當(dāng)?shù)?成為報警 通信 的主要 方式 。 報警系 統(tǒng)發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀 從上世紀初 開始 ，報警系統(tǒng)就已經(jīng) 開始 在北美 形成 雛形。這種熱釋電紅外傳感器可以通過非接觸形式的檢測接收人體輻射的紅外線，并且將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，通過各部分電路進行報警。 目前市面上防盜裝備 主要有開關(guān)式電子防盜報警器、壓力觸發(fā)式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或多或少的存在著一些缺點。 infrared sensor； Wireless alarm； data collection 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)論文 III 目 錄 摘 要 ..............................................................I Abstract ......................................................................................................................... II 目 錄 ....................................................................................................................... III 第一章 緒論 ................................................................................................................. 1 選題背景 ............................................................................................................. 1 報警系統(tǒng)發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀 ............................................................................. 1 家庭防盜報警系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢 ...................................................................... 3 設(shè)計 任務(wù)與要求 ................................................................................................. 5 第二章 主要元器件選擇與介紹 ........................................................................... 6 傳感器介紹 ......................................................................................................... 6 熱釋電紅外線傳感器簡單介紹 .............................................................. 6 熱釋電紅外傳感器結(jié)構(gòu) .......................................................................... 6 熱釋電效應(yīng) .............................................................................................. 7 菲涅爾透鏡及其基本原理 ................................................................