紅外報警裝置設計報告

Ⅰ 誰能幫忙做個「防盜報警系統的設計」

家庭防盜報警系統設計報告

專業：航空電子設備維修
班級：20835
小組成員: 趙緒龍 陳俊霖 程瑤 王吉鵬

庭防盜報警設計報告
摘要：此設計是基於家庭防盜為主要功能的報警系統，總體分為四個模塊，分別為：門、窗、煤氣和失火。我們的設計主題是以門窗防盜。我們以AT89C51單片機為實現家居智能化，家庭內部照明或者他家電的開關，需要集中或者分核心設計為核心設計的模塊式防盜報警系統。
關鍵詞：紅外、AT89C51、報警
一、系統設計方案論證與比較
方案一：無線遙控
無線遙控由遙控發射機和遙控接受機兩大部分組成。發射機較多使用LC振盪器，頻率漂移較為嚴重。聲表器件的出現解決了這一問題，其頻率穩定性與晶振大體相同，而其基頻可達幾百兆甚至上千兆赫茲。無須倍頻，與晶振相比電路極其簡單。接受機可使用超再生電路或超外差電路，超再生電路成本低，功耗小，電流只需100uA左右，超載生電路的零敏度可調。但是，超載生電路的工作穩定性比較差，選擇性差，從而降低了抗干擾能力。超外差電路的靈敏度和選擇性都可以做得很好。
方案二：採用PT2262/PT2272實現的紅外遙控
1、 晶元介紹
PT2262/2272是台灣普城公司生產的一種CMOS工藝製造的低功耗低價位通用編解碼電路PT2262/2272最多可有12位(A0~A11)三太地址端管腳(懸空，接高電平，接低電平)，任意組合可提供531441地址碼，PT2262最多可有6位(D0~D5)數據端管腳，設定的地址碼和數據碼從17腳串列輸出，可用於無線遙控發射電路，紅外遙控發射電路。
(1)編碼晶元PT2262
編碼晶元PT2262發出的編碼信號由:地址碼，數據碼，同步碼組成一個完整的碼字，解碼晶元PT2262接收到信號後，其地址碼經過兩次比較核對後，VT腳才輸出高電平，與此同時相應的數據腳也輸出高電平，如果發送端一直按住按鍵，編碼晶元也會連續發射。當發射機沒有按鍵按下時，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHZ的高頻發射電路不工作，當有按鍵按下時，PT2262得電工作，其第17腳輸出經調制的串列數據信號，當17腳為高電平期間，315MHZ的高頻發射電路起振並發射等幅高頻信號，當17腳為低平期間，315MHZ的高頻發射電路停止振盪，所以高頻發射電路完全受控於PT2262的17腳輸出的數字信號 ，從而對高頻電路完成幅度控鍵（ASK調制）相當於調制度為100%的調幅。
方案三：採用AT89C51實現的紅外遙控
通用紅外遙控系統由發射和接收兩大部分組成，應用編、解碼專用集成電路晶元來進行控制操作，如圖所示。發射部分包括鍵盤矩陣、編碼調制、LED紅外發送器；接收部分包括光、□電轉換放大器、解調、解碼電路。遙控開關是在通用紅外遙控系統的基礎上加以改進實現的。其實質就是將紅外遙控接收部分採用單片機AT89C51來控制。即當一體化紅外接收器接收到紅外遙控信號後，將光信號轉換成電信號，經放大、解調、濾波後，將原編碼信號送入單片機AT98C51中進行信號識別、解碼，然後進行相應的處理，打到控制電器的目的。
紅外線遙控器的工作原理：
本系統採用單片機AT89C51和晶元74LS00作為本設計的核心元件。智能匯流排式開關是通過AT89C51和晶元MT8880實現對系統控制的。盡管無線遙控和PT2262/PT2272實現的紅外遙控都比較方便使用，但是採用AT89C51實現的紅外遙控更容易實現與智能匯流排式開關的連接。採用AT89C51實現的紅外遙控就是在通用的紅外遙控系統的基礎上加以改進實現的，其實質就是將紅外遙控接收部分採用單片機AT89C51來控制。所以，我們選擇方案三。
二、主要單元電路設計、分析和計算
1、基於紅外反射的防盜報警器設計與製做
（1）設計思路
為降低成本，設計中未採用單片機進行控制，利用455K陶瓷晶振搭建振盪電路，產生455KHZ脈沖信號，經計數器12分頻，得38KHZ信號，驅動紅外發射管發射紅外線。發射出的紅外線如遇障礙物，則反射回來，被紅外一體化接收頭接收到，接收頭輸出觸發信號，觸發單穩態觸發器工作，驅動LED及發生裝置進行聲光報警。
（2）、電路設計
①、振盪電路
利用455K陶瓷晶體振盪器搭接多諧振盪器，產生455KHZ脈沖信號，U1選用74LS00集成晶元。具體電路及參數如圖2：
②、分頻電路
要得到38KHZ信號，需對45khz信號進行12分頻，電路如圖3所示，計數晶元選用74LS193，74LS193的詳細用法請參見其用戶手冊。
圖三：分頻電路
③發射驅動電路
採用一個三極體S9013驅動紅外發射管，R4為可調電阻，用於調整發射功率，從而達到調整紅外發射距離的目的。電路如圖4所示。

圖4：驅動電路
④接收電路
接收採用紅外線一體化接收頭TL1838，使用非常簡單，如圖5，接收到紅外線是時，1腳輸出低電平，否則，輸出高電平。利用555晶元實現單穩態觸發器電路，低電平觸發，當接收到紅外線時觸發觸發，有555定時器的3腳輸出高電平，高電平的維持時間根據t=1.1RC來計算，本電路中R=R6=200K，C=C3=10uF，計算得t=2.2s，也就是報警時間為2.2秒，通過調整R6和C3，可改變報警時間的長度。
報警器具有兩種工作模式，通過J1、J2選擇報警器的工作模式，
模式1：連接J2、斷開J1，則當報警器前方有障礙物是報警，此種模式適用於門窗等位置的 防盜報警。
模式2：連接J1，斷開J2、當報警器前方無障礙物時報警，這種模式主要應用於物品看管，物品作為障礙物放置在報警器前面，如果物品被挪走則發出報警信息。
圖五：接收電路
⑤報警電路
如圖6，三極體Q2基極輸入高電平時，管子飽和導通，驅動蜂鳴器
B1及發光二極體D2進行聲光報警。

圖五：報警電路
2、基於氣體感測器的有毒氣體設計
三、實訓總結
通過這次實訓我們對系統設計有了初步的了解，同時我們也學會了怎樣去設計一個系統，對我們以後的工作墊定基礎。對焊接有了進一步的加深，同時也識別了各種不同的元器件。對於這次實訓最重要的是認識了系統，對系統設計有了初步的了解。
（搜的網上的，你自己參考參考吧）

Ⅱ 紅外無線報警器的設計論文

自己找到希望對你有幫助。該裝置電路原理見圖1。由紅外線感測器、信號放大電路、電壓比較器、延時電路和音響報警電路等組成。紅外線探測感測器IC1探測到前方人體輻射出的紅外線信號時，由IC1的②腳輸出微弱的電信號，經三極體VT1等組成第一級放大電路放大，再通過C2輸入到運算放大器IC2中進行高增益、低雜訊放大，此時由IC2①腳輸出的信號已足夠強。IC3作電壓比較器，它的第⑤腳由R10、VD1提供基準電壓，當IC2①腳輸出的信號電壓到達IC3的⑥腳時，兩個輸入端的電壓進行比較，此時IC3的⑦腳由原來的高電平變為低電平。IC4為報警延時電路，R14和C6組成延時電路，其時間約為1分鍾。當IC3的⑦腳變為低電平時，C6通過VD2放電，此時IC4的②腳變為低電平，它與IC4的③腳基準電壓進行比較，當它低於其基準電壓時，IC4的①腳變為高電平，VT2導通，訊響器BL通電發出報警聲。人體的紅外線信號消失後，IC3的⑦腳又恢復高電平輸出，此時VD2截止。由於C6兩端的電壓不能突變，故通過R14向C6緩慢充電，當C6兩端的電壓高於其基準電壓時，IC4的①腳才變為低電平，時間約為1分鍾，即持續1分鍾報警。
由VT3、R20、C8組成開機延時電路，時間也約為1分鍾，它的設置主要是防止使用者開機後立即報警，好讓使用者有足夠的時間離開監視現場，同時可防止停電後又來電時產生誤報。
該裝置採用9－12V直流電源供電，由T降壓，全橋U整流，C10濾波，檢測電路採用IC5 78L06供電。本裝置交直流兩用，自動無間斷轉換。
元器件選擇與製作
元器件清單見下表。 編號名稱型號數量編號名稱型號數量R1電阻47K1C10電解電容470u/25V1R2電阻1M1C11滌綸電容0.1u1R3電阻1K1VD1－VD5整流二極體IN40015R4電阻4.7K1U全橋2A/50V1R5、R6、R9、R12、R13、R15、電阻100K (R12為線性微調電阻)6VT1晶體三極體90141R7、R10、R11、R17電阻10K4VT2晶體三極體MPSA13 0.5A 30V 1R8、R16電阻300K2VT3晶體三極體80501R14電阻470K1IC1紅外線感測器Q741R18電阻2.4K1IC2運算放大器LM3581R19電阻220Ω1IC3比較器LM3931R20電阻560K1IC4三端穩壓器78L061C1、C2、C6、C8、C9電解電容47u/16V (C2、C5用鉭電解）5BL電磁訊響器U=12V1C3、C5電解電容22u/16V2T電源變壓器12V 5W1C4滌綸電容0.01u1S鈕子開關1C7電解電容220u/16V1IC1採用進口器件Q74，波長為9－10um。IC2採用運放LM358，具有高增益、低功耗。IC3、IC4為雙電壓比較器LM393，低功耗、低失調電壓。其中C2、C5一定要用漏電極小的鉭電容，否則調試會受到影響。R12是調整靈敏度的關鍵元件，應選用線性高精度密封型。
製作時，在IC1感測器的端面前安裝菲涅爾透鏡，因為人體的活動頻率范圍為0.1－10Hz，需要用菲涅爾透鏡對人體活動頻率倍增。
安裝無誤，接上電源進行調試，讓一個人在探測器前方7－10m處走動，調整電路中的R12，使訊響器報警即可。其它部分只要元器件質量良好且焊接無誤，幾乎不用調試即可正常工作。
本機靜態工作電流約10mA，接通電源約1分鍾後進入守候狀態，只要有人進入監視區便會報警，人離開後約1分鍾停止報警。如果將訊響器改為繼電器驅動其它裝置即作為其它控制用。 </B>

Ⅲ 紅外線報警器 的製作原理

紅外線報警器的製作原理：
工作原理：
本裝置是將紅外線發射、接收電路組裝在一起，做成了便於安裝和使用的「一體化」防盜報警器。其特點是所發射的紅外線遇到人或物時，被反射回一部分，經接收、處理後觸發報警電路產生告警聲，人或物離開有效監視區域後，報警器延時發聲60秒後自動恢復到警戒狀態。
電路原理：
本裝置電路如圖所示，它由紅外線發射電路、紅外線接收電路、放大及頻率解碼電路、單穩態延時電路、警報發生電路和電源變換電路六部分組成。

Ⅳ 基於熱釋電紅外感測器的無線監控報警系統設計 熱釋電紅外感測器

本設計旨在製作出一種功能強大的報警系統，在出現緊急情況時能及時通知當事人，即便其不在現場附近，並自動呼叫報警。相比普通的報警器，本設計將重點放在遠程語音報警上，只要接上適當的感測器就可組成防盜報警、火災報警、煤氣泄露報警等多功能報警系統，並附加實現一些智能控制功能，賦予報警系統更強大和完整的功能，以滿足人們對安全報警的需求。本系統基於電話網路但是與電話互相獨立不會影響電話的正常使用，並通過語音提示操作，人機交互友好。

系統原理及系統框圖

本系統主要包括電話自動摘機和掛機電路，DTMF信號收發電路，語音提示電路，報警電路，鍵盤顯示電路，人體信號檢測電路，編碼電路，無線發射電路，以及作為主核心的單片機控制電路，系統結構框圖如圖1所示。我們設定報警部分為本系統主體工作部分，即實時監控房內安全情況，在軟體上表現為主循環，當有振鈴信號或設定信號時才中斷去執行相應操作。在此我們需要對人體的紅外輻射敏感並且抗干擾(如小動物等)的感測器，為此我們選用被動式熱釋電紅外探測器，並在它的輻射照面覆蓋特殊的菲尼爾濾光片，使環境的干擾受到明顯的控製作用。設定部分的功能是存儲報警時需要撥打的號碼，並設定主人身份驗證密碼。為了系統的簡潔採用液晶屏顯示。

當紅外線人體檢測電路檢測到有人體入侵時，編碼電路將該檢測探頭的地址編碼，並且經過無線發射電路將檢測到有人體入侵的探頭的地址發送給無線接收電路，經CPU解碼後，LED顯示報警地址，同時發出聲光報警或者向主任撥打預先設定的電話進行報警。

信號檢測電路

信號檢測電路主要由熱釋電紅外檢測探頭SD02和BISS0001信號處理電路組成。

信號檢測電路如圖2所示。配以濾波鏡片和阻抗匹配用場效應管組成的熱釋電紅外感測器，以非接觸方式檢測出來自人體的紅外輻射並將其轉換成電信號，經BISS0001中的運放N1的前置放大、運算放大器N2的第二級放大，將直流電位抬高為內置電壓Um後送到由比較器N4、N5組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發信號Us。由於內置電壓UH≈0.7UDD、UL≈0.3UDD，當UDD=5V時，可有效地抑制±1V的雜訊干擾。N3作為條件比較器，當輸入電壓Uc小於內置電壓UR(≈0.2UDD)時，N3輸出衡拆為低電平封住了Us向下級遞送。而當Uc>UR時，N3輸出為高電平，打開與門N7，此時若有觸發信號Us的上跳變前沿到來，則可啟動延時定時器，同時Uo輸出為高電平。比較器的域值選取很重要，域值太低易誤報，太高則靈敏度低。
在定時周期Tx內，BISS0001的輸出端2為高電位，則晶體管VT1飽和導通，其集電極為低電位，將這一信號送到由單片機及無線發射電路組成的編碼及無線發射電路，接到編碼用的單片機的P0.0口，單片機將該探頭編碼後通過無線發射；在Tx結束時，BISS0001進入封鎖周期Ti，其輸出端變為低電平，晶體管截止，其集電極為高電平。BISS0001的1腳(A端)與電源相連，使信號檢測電路處於重復觸發。Tx定時間隔可由BISS0001的3腳和4腳上咐緩棗所接的電阻和電容來確定。信號檢測探頭仰角可在120。范圍內調節，並通過改變仰角來進行實際探測距離的調節，我們可通過實際測試來調整，也可以調整信號檢測電路中的可調電阻RP來調整探頭的檢測距離，本設計電路可探測距離為30m。

編碼電路島無線收發射模塊

編碼電路和無線發射電路由單片機和收發一體晶元nRF401組成，其電路外圍元件少，電路簡單。

本設計中採用挪威Nordic公司新推出的集發射接收為一體的nRF401無線數傳晶元，它是一個為433MHz ISM頻段設計的真正哪穗單片機UHF無線收發晶元，採用FSK調制解調技術。採用高增益天線的情況下傳輸距離可達3000m。
編碼及無線收發射電路如圖3所示。通過AT89C5l的P2.0口控制射頻晶元的PWR_UP，使其為「1」時表示進入正常工作模式，為「0」時表示進入待機模式；P2.2接射頻晶元的CS，控制發送接收頻率，為「1」表示工作頻率為434.32MHz。為「0」表示工作頻率為433.92MHz。P2.1控制射頻晶元的TXEN端，使其為「1」表示進入發送模式，為「0」表示進入接收模式。

MT8880與AT89C51及語音電路的介面

DTMF信號發送/接收電路採用MITEL公司推出的專門用於處理DTNF信號的專用集成電路MT8880晶元，不僅具有接收和發送DTMF信號的自動撥號功能，還可以檢測電話干線上撥號音、回鈴音和忙音等信號音。適合與單片機介面，外圍電路簡單。
MT8880內部有5個寄存器，分別為接收數據寄存器、發送數據寄存器、收發控制寄存器CRA和CRB以及收發狀態寄存器。在本設計中，僅採用發送數據寄存器、收發控制寄存器CRA和CRB發送DTMF信號實現自動撥號功能。發送數據寄存器中的數據決定要發送的雙音頻信號的頻率，因此只能向發送數據寄存器寫入數據。兩個收發控制寄存器佔用同一個地址，因此根據CRA中的寄存器選擇位的值決定是否對CRB進行操作。

ISDl420語音晶元採用直接模擬存儲技術，且錄放音質極好，並有一定的混響效果；它的外圍元件簡單，僅需簡單的阻、容器件即可組成簡單的錄、放音電路；無須後備電源，信息存儲時間長，不需要專用的編程器及語音開發器；具有較強的選址能力，可把存儲器分成160段來管理，形成最小的錄放時間為125ms。在本設計中，因需要四段報警提示語音，因此在語音分段方法設計時均將每段語音設為5s，其起始地址分別為00000000B、00101000B、01010000B、01111000B。
ISDl402的數據口A3、A4、A5、A6分別接單片機埠擴展晶元8255的PB0、PB1、PB2、PB3口，A0、A1、A2、A7接地，PLAYL接8255的PB5腳，SP經電容C14將語音信號偶合後送去電話介面電路。當按下開關SB1，錄音指示LED發光並同時開始錄音。當有警情時，單片機控制DTMF信號發送/接收電路自動撥打電話，電話接通後單片機根據不同的探測器送來的信號向ISDl420發送要放哪一段錄音的指令和 放音指令。ISD 1420則將語音信號送到電話介面電路，等待放音完畢以後，單片機發送掛機命令，報警完畢。
MT8880的DO～D3口分別接8255的PA0～PA3口，CLK2接PA4口，R/W接PA5口，RSO接PA6口，CS接PA7口，IRQ接主控電路處理器89C51的TO口，用來記錄各種脈沖的個數。來自語音電路的信號經過R44送到電話線上去。繼電器K用來控制摘掛機，晶體管的B極接主控電路處理器89C51的P1.2口，當P1.2為「1」時，V2導通，繼電器K閉合，電話接通，當P1.2為「0」時，V2截止，電話掛機。
主控電路處理器89C51的P0口分別接8255的DO～D7口和74HC373的DO～D7口，74HC373的Q0和Q1分別接8255的A0和A1，89C51的P2.5、P2.6、P2.7分別接74HCl38的A、B、C口，74HCl38的YO接8255的CS端。

軟體設計

1.信號音的識別方法
系統在巡檢到警情信號後就模擬摘機。為了識別模擬摘機後電話系統是否處於可撥號的狀態、電話撥完號碼後電話是否接通以及對方是否摘機接聽電話等幾種狀態，系統必須進行信號音的識別。為了識別信號音，必須知道各種信號音的特性。各種信號音特性如下。
撥號音：450±25Hz連續蜂音。
忙音：0.35s斷0.35s通的450±25Hz蜂音，音段周期為0.7s。
回鈴音：4s斷ls通的450±25Hz蜂音，音段周期為5s。
這些電話信號均是模擬信號，然而單片機是無法識別模擬信號的，故必須先將模擬信號轉換為脈沖信號，然後再根據脈沖信號的脈沖個數進行識別。這些電話音頻信號的脈沖個數計算公式為N=tm/T。其中，N為每音段周期的脈沖個數；T為電話音頻信號的音頻周期，單位為s；tm為信號音段周期的導通時間，單位為s。
在實際使用中，主要需要識別撥號音、忙音和回鈴音。分析這3種信號的特性可以看出，在一定的計數時間內，其脈沖個數是不一樣的。在本設計中採用2s計數判斷撥號音，採用2.8s(即4個忙音周期)判斷是否為忙音。隨後採用1s為一個計數單元，採用計五次後的累加脈沖數來判斷對方是否接聽電話。若有，則放相應的報警提示語音；否則再計1s，然後計算最後5s內的脈沖數，再次判斷對方是否摘機。如此反復。直到超過等待時間仍沒有人接聽電話就掛機。由於干擾和一些其他因素的存在，難免會有誤判的現象而導致漏報警情。因此採取在所有預先設定的電話至少有一個撥通就只撥一遍。如果全部投撥通或者沒人接聽則把所有預存電話重撥一遍，這樣漏報報警的概率就非常低以致可忽略不計。

2.軟體流程圖及撥號程序
自動撥號程序的流程圖如圖4所示。
3.編程過程中應注意的幾點
首先，MT8880的DTMF產生器是發送部分的主體，它產生全部16種失真小、精度高的標准雙音頻信號，這些頻率均由3.579545MHz晶體振盪器分頻產生。電路由數字頻率合成器、行/列可編程分頻器、開關電容式D/A變換器組成。行和列單音正弦波經混合、濾波後產生雙音頻信號。通過DTMF編解碼表把編碼數據寫入MT8880發送寄存器產生單獨的fLOW和fHIGH，一旦編碼錯誤就會導致撥號失敗，故在編程過程中要十分小心。
其次，在摘機後應延時一段時間再去判斷摘機音，因為本系統採用機械繼電器實現自動摘機，故應考慮繼電器的響應時間。 最後，一個電話號碼撥完後不能立即撥下一個電話號碼，應保證掛機的最短有效時間以確保前一電話號碼確實已掛機，否則撥下一個電話號碼時會沒有撥號音。

結論

該系統編碼解碼都用軟體方式實現，傳輸方式採用雙向傳輸。如果發生警情，則向主機發送一數據串，該數據串由以下幾個部分組成：4位地址碼，8位數據碼，1位起始位，1位奇偶校驗位。主機接收到數據後首先進行校驗，如果數據有錯則要求重新發送剛才的數據，直到正確。接收到正確的數據信息後，接下來的工作就是核對地址碼，如果地址碼與主機設置的地址相同則表明該數據可能是來自本系統外的設備發送的數據，不進行解碼，收到與主機設置地址相同的數據才進行解碼。

Ⅳ 熱釋電紅外感測無線電遙控報警電路設計它的原理及電路圖

時器及控制輸出等電路組成。紅外感測器BH 能在較遠的距離探測到由人體移動所發出
的微弱紅外線，當BH 檢測到人體移動所發出的7~14μm 的紅外信號後，BH 中的s 腳
便輸出極微弱的信號直接送到IC1a 放大器的同相輸入端，IC1a 對信號放大約2200 倍後，
再由電容C1 藕合到IC1b 作進一步放大。IC1C、IC1d 構成窗口式電壓比較器，當IC1d 輸
出電壓幅度在UA 和UB 之間時（小於UA，大與UB），IC1c、IC1d 的輸出端均無電平輸出；
當IC1b 輸出電壓幅度大於UA 或小於UB 時，IC1C、IC1d 的輸出端分別都會有高電平輸出，
經二極體VD1、VD2 相互隔離和「或」的作用從P 點輸出控制脈沖信號。RW 用於設定
窗口的閾值電平，調節RW 可調節檢測器的靈敏度。IC2a 和IC2C等原件是作開機延時電
路（剛開機時，電路各工作點尚還未被建立，P 點電壓處於不穩定狀態）。由於電容C3
的二端電壓不能突變，IC2C的正輸入端瞬間為1，故它的輸出也為1，通過二極體VD4 向
電容C4 充電，則IC2a 負端也為高電平，輸出為低電平，故P 點電平就被箝在低電平上，
保證了輸出為低電平。之後隨著電容C4 通過R4、R3 的放電，IC2a 的負輸入端電位變低
（小於1/2VCC），則輸出為高電平，二極體VD2 被截止，此時P 點電平就成了穩定狀
態。IC2b 為P 點電壓輸出比較器。IC2d 等器件構成輸出控制電路的積分延時器。改變電
容C5 的容量，則就可改變輸出延時的時間。
3． 安裝與調試：
在製作熱釋紅外線感測器中，可以邊安裝邊調試，當然也可以全部安裝完畢後再作
總調。總之，首先要掌握它的工作原理，然後就能迎刃而解。剛開始可以先不裝菲涅耳
透鏡進行調試，把手在BH 上作來回移動，IC1b 輸出否有較大電平變化，因為IC1a 和IC1b
是該電路前置放大器，增益過高信號會產生漂移，過低會使增益下降，被測距離變近。
所以在調試中一定要二者兼顧，缺一不可。然後再調節Rw，使檢測反應最為靈敏。開
機延時時間應略大於P 點電壓的穩定時間。輸出工作時間的長短要根據實際控制需要
而定。最後加上菲涅耳透鏡再作進一步的調整。對紅外感測來說不加透鏡探測半徑較近，
配上透鏡後，其探測距離將十倍的增加。
器件簡介：
適用製作熱釋電型紅外感測器的光敏材料很多，使用最多的有：陶瓷氧化物
（PbTiO3）鉭酸鋰（LiTaO3）、硫酸三甘肽（LATGS）及鈦鋯酸鉛（PZT）等。
熱釋電型紅外感測器的結構示意見圖（a）所示。感測器的敏感元件是PZT（或其
他材料），在它的上下兩面做上電極，並在表面加以一層黑色氧化膜以提高其轉換效率。
它的等效電路是一個在負載電阻Rg 上並聯一個電容的電壓發生器，它的輸出阻抗極高
而且輸出電壓也很微弱，故在器件內附有一個場效應管（FET）加以放大，並達到阻抗
變換的目的，見圖（b）
常見熱釋電型紅外感測器的外形見圖（c）所示，TO-5 封裝的透光鏡設在管殼頂部，樹
脂封裝的透光鏡則設在側面。
根據不同使用需要，熱釋電型紅外感測器的透光窗口使用不同的窗口材料，通常
它們在0.2~20μm 的光譜范圍內其敏感度是相當平坦的，且不受可見光的影響。表1
是幾種常見透光材料的用途。
不同透光材料的用途
根據熱釋電紅外感測器敏感元件的個數可分為單元件型和雙元件兩種，雙元件型傳
感器中有兩個反相串聯的敏感元件，見圖（d）所示。只有一個敏感元件的則稱為單元
件型。
雙元件型熱釋電紅外感測器具有如下特徵：
（1） 當入射的能量順序地到兩個元件時，由於兩個元件反相
串聯，故輸出比單元件型要高2 倍；
（2） 由於兩個敏感元件相連接，因此對於同時輸出的能量會
互相抵消。由於上述特徵，所以雙元件型感測器具有下述優點；
1)可以防止因太陽光等非控制紅外線所引起的誤差或誤動作；
2)PZT 元件同時又具有壓電效應，所以雙元件可消除因振動而引起的誤差；
3)可以防止因周圍環境溫度變化而引起的誤差。
菲涅耳透鏡：
為了提高熱釋電型紅外感測器的接收靈敏度，通常備需要在感測器上加裝菲涅耳透
鏡。實驗表明，感測器如不裝菲涅耳透鏡當檢測人體走時，檢測距離僅2m 左右，而加
菲涅耳透鏡後，其檢測距離可增加到10m 以上，甚至更遠。
菲涅耳透鏡的工作原理是將移動物體或人體發射的紅外線進入透鏡，產生一個交替
的「盲區」和「高靈敏度區」，這樣就產生光脈沖。透鏡有很多盲區和高靈敏度區組成，
則物體或人體的移動就會產生一系列的光脈沖而進入感測器，從而提高接收靈敏度。

Ⅵ 家庭紅外線報警系統畢業設計論文

相關範文：

智能無線防盜系統的設計

摘要：系統地介紹智能無線防盜系統的基本原理、組成框圖，詳細地描述電話網路的接收方法；論述熱釋電紅外感測器、語音等電路，給出部分基本電路和軟體流程。

關鍵詞：無線防盜 報警 熱釋電紅外感測器

隨著國家智能化小區建設的推廣，防盜系統已成為智能小區的必需設備。本文利用單片機控制技術和無線網路技術，開發一種具有聯網功能的智能無線防盜系統，並開發相關的感測器。採用無線數據傳輸方式，不需重新布線，特別適用於已裝修用戶及布線不方便的場合。

1 智能無線防盜系統的基本原理

智能無線防盜系統由感測器、家庭智能報警器、物業管理中心接警主機及相關的控制管理軟體組成。圖1為家庭智能報警器方框圖，圖2為物業管理中心接警主機方框圖。

1.1 主機電路

如圖1所示，主機電路由射頻接收模塊接收傳大吃一驚器發來的報警信號，通過解碼器（PT2272）解碼後得到報警感測器的地址和數據類型只有主機和感測器地址相同時才能被主機接收。解碼輸出的數字代表感測器類型解驪輸出信號進入CPU的INT1，觸發掘帶鍵中斷處理程序。中斷處理程序通過DTMF收發電路，撥打用戶預先設好的電話號碼（如手機號碼，辦公室號碼）進行遠程判巧撥號報警；同時，啟動語音電路，將預先錄制好的語音信號通過電話線傳給主人，實現語音提示通信功能。CPU輸出警笛觸發信號，經放大後推動警笛或喇叭，以驅趕和震脅盜賊。用戶還可通過電話線進行遠程設/布防，及輸入遠行帶程式控制制信號，通過8路控制輸出端控制有線連接的電器設備，也可通過編碼電路和射頻發射模塊控制無線連接的電器設備。顯示部分採用RT12232A圖形點陣LCD模塊，實現漢字顯示功能；顯示報警時間與報警類型。鍵盤可實現密碼修改、語音錄入和信息查看功能。

物業管理中心的接收主機具有家庭報警主機的功能外，還可以通過RS232實現與物業管理中心的通信 功能，實現聯網和小區控制。

1.1.1 DTMF收發電路

要實現電話線遠程通信，關鍵部分為DTMF收發電路。它將實現自動撥號、忙音識別、鈴聲識別、遠程接鍵數字信號識別等功能。我們選用MT8888雙音多頻（DTMF）收發器，與單片機及音頻放大電路組合，實現各種信號音的檢測及DTMF信號的產生，並將DTMF信號送到電話線上，如圖3所示。

MT8888是採用CMOS工藝生產的DTMF信號收發一體的集成電路。它的發送部分採用信號失真小、頻率穩定性高的開關電容式D/A變換器，可發出16種雙音多頻DTMF信號。接收部分用於完成DTMF信號的妝收、分離和解碼，並以4位並行二進制碼的方式輸出。

圖3

選擇中斷模式時，當接收或發送了有效的音頻信號後IRQ/CP腳輸出低電平，產生中斷信號供給CPU，在延遲控制電壓的跳變緣將數據鎖存至輸出端；當選擇呼叫過程（CP）方式時，只能接收250～550Hz的信號音，在拒收或無輸入時，IRQ/CP腳輸出低電平。

（1）電話信號音格式

忙音：450Hz,350ms有，350ms無。撥號音：450Hz，持續。回鈴音：450Hz，1s有，4s無。

（2）信號音的判斷方式

將MT8888的IRQ/CP腳連到AT89S52的T0腳，電話呼叫過程中的各種信號音經MT8888濾波限幅後得到方波，由MT8888的IRQ輸出到AT89S52的T0腳，對T0腳信號記數5s。計數值位於2175～2357范圍內，為撥號音；計數值位於1041～1212范圍內，為忙音；計數值位於425～475范圍內，為回鈴音。在實際編程中，考慮到計數的誤差以及程序的簡化，可將范圍適當放寬，但不能重疊。

(3)自動摘機

控制器與家裡電話並接在一條電話線上。為了實現報警放打電話共用一條線，摘機電路按如下設置：將電話振鈴信號通過光電耦合器TP521輸入到AT89S52的IT腳，進行計數。接到振鈴信號時，若連續振鈴10次用戶還沒有摘機，則自動轉到家庭智能報警器，CPU置P1.5腳為「1」，使繼電器K1吸合，實現自動摘機功能。若在這10次振鈴過程中，用戶接通了電話，則控制器不響應，這樣，使得控制器與電話不互相干擾。摘機後，檢測MT8888輸出的雙音多頻信號，以讀出用戶發來的遠程信息，實現遠程通信與控制功能。

圖4

（4）自動報警

當接收到熱釋電感測器等發來的無線報警信號後，CPU立即發出報警信號，通過電話線傳到遠程用戶。報警方式如下：用戶通過面板設備10個報警電話，將它們存入24C04存儲器中。當接到警情後，從第1個電話開始撥號，一直撥到第10個，來回撥3遍。如果任意一個電話回送了「#」鍵確認信號，即意味著報警已收到，不再繼續撥號。每個號碼需撥號。每個號碼需撥號時間100ms，號碼之間留500ms間隔。撥號時，先檢測24C04中存儲的電話號碼。若為空，即未設此電話，跳過不撥，繼續撥下一個電話號碼。這樣，用戶可隨意設置數個報警電話號碼。我們規定號碼長度最多不超過4位，以便存在24C04中。

1.1.2 語音電路

為了便於通信，採用了語音晶元，實現語音指示和報警功能。ISD1420為單片語音記錄、回放一體化晶元，記錄時長為20s；可被劃分為160小段，每段125ms。當REC腳為低電平時，進行錄音，PLAYE或PLAYL為低時進行放音，ISD1420可進行連續錄音，也可進行分段錄音。

分段放音：先送停止錄放音碼P1.2～P1.4=000，再送放音首地址A7～A0，P1.3或P1.4為低電平（PLAYE或PLAYL）開始放音；延時進行放音，最後送停止錄放音碼P1.2～P1.4=000，完成本段放音。重復上述過程，可分段放出數段語音。圖4為語音電路原理。

1.1.3 編/解碼電路

PT2262/2272是台灣普城公司生產的一種CMOS工藝製造的低功耗、低價位、通用編解碼電路。PT2262/2272最多可有12位（A0～A11）三態地址端引腳（懸空、接高電平、接低電平），任意組合可提供531441地址碼。

PT2262最多可有6位（D0～D5）數據端引腳，設定的地址碼和數據碼從17腳串列輸出。編碼晶元PT2262發出的編碼信號由地址碼、數據碼、同步碼組成一個完整的碼字。地址碼必須與家庭控制主機內解碼晶元PT2272編址相同，以區分家庭控制器；數據碼可用於區分感測器類型。當有報警信號時，PT2262的14腳為低電平，使能PT2262，從17腳輸出編碼信號，通過射頻模塊發射出去。

解碼晶元PT2272接收到信號後，其地址碼經過兩次比較核對，VT腳才輸出高電平，送到89S52的INT1，觸發中斷處理程序，以讀取D0～D3的數據碼，得知報警感測器狀態和報警類型。圖5為編/解碼電路原理。

1.1.4 射頻發射模塊與射頻接收模塊

射頻發射模塊與射頻接收模塊原理如圖6和圖7所示，工作頻率為433MHz。最大傳輸距離可達1000m。

1.2 感測器設計

1.2.1 被動紅外熱釋電感測器

人體有恆定的體溫，一般在37℃，所以會發出特定波長為10μm左右的紅外線。被動式紅外探頭就是靠探測人體發射的10μm左右的紅外線而進行工作的。人體發射的10μm左右的紅外線，通過菲涅爾濾光片增強後，聚集到紅外感應源上。紅外感應源泉通常採用熱釋電元件。這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發生變化時將會失去電荷平衡，向外釋放電荷，後續電路經檢測處理後產生報警信號。

圖8為雙元熱釋電紅外檢測元件LHI968的內部電路。它由兩個雙元熱釋電陶瓷，感應紅外信號，再經場效應管放大輸出。D端的電阻和S端的電容具有抗電磁干擾能力。

圖7

信號從S端引出經前級放大，通過47μF電容後再次放大，與設定門限電壓進行比較，獲得報警輸出信號。47μF電容能夠除直流成分，從而消除了使用環境（陽光、燈光、火源泉等）對探測器的影響，後面再加一延時觸發電路以便主人設防與撤防。現在已有專用集成晶元BISS0001實現以上功能。為了適應主人進門時撤防的需要，設計一報警延時電路。延時長度須滿足：當人以1m/s的速度從探測器的正前方移動0.2m，不產生報警；但移動3m應報警，測試速度應能檢測0.3～3m/s或更寬的速度范圍。

1.2.2 門磁傳大吃一驚器

無線門磁感測器一般案卷在門內側的上方。它由兩部分組成：較小的部件為永磁體，內部有一塊永久磁鐵，用來產生恆定的磁場；較大的是無線門磁主體，內部有一個常開型的干簧管。當永磁體和干簧管靠得很近時（小於5mm），無線門磁感測器處於工作守候狀態；當永磁體離開干簧管一定距離後，無線門磁感測器立即發射包含地址編碼和自身識別碼（也就是數據碼）的433MHz的高頻無線電信號。主機通過識別這個無線電信號的地址碼，判斷是否為同一個報警系統，然後根據自身識別碼（也就是數據碼），確定是哪一個無線門磁報警。

2 網路中心控制主機設計

網路中心控制主機設計與家庭控制器基本相同，只是加了一個RS232介面，實現與PC機相連。通過放在物管中心的PC機實現小區網路監控功能。

結語

採用現有電話網路，結合射頻無線通信技術和單片機網路控制技術，使本防盜報警系統經濟、可靠，組網靈活；家庭無需為感測器布線；具有廣泛的市場發展前景。

其他相關：

http://info.tgnet.cn/Detail/200612081124715753_1/

僅供參考，請自借鑒

希望對您有幫助

Ⅶ 熱釋電報警器論文

熱釋電紅外感測器的原理
摘要：介紹了熱釋紅外感測器的工作原理，給出了一種被動型熱釋電紅外報警器的結構原理及其應用電路。這種電路把紅外線的隱蔽性很好地應用於報警系統中，從而實現了防盜報警功能，達到了安全防護之目的。
關鍵詞：被動式紅外報警器；熱釋電紅外（PIR）感測器；雙精度單穩多頻振盪器
1 概述
隨著時代的不斷進步，人們對自己所處環境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不時刻留意那些不速之客。現在很多小區都安裝了智能報警系統，因而大大提高了小區的安全程度，有效保證了居民的人身財產安全。由於紅外線是不可見光，有很強的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應用。此外，在電子防盜、人體探測等領域中，被動式熱釋電紅外探測器也以其價格低廉、技術性能穩定等特點而受到廣大用戶和專業人士的歡迎。
目前國內使用的各類防盜、保安報警器基本都是以超聲波、主動式紅外發射／接收以及微波等技術為基礎。而這里所設計的被動式紅外報警器則採用了美國的感測元件——熱釋電紅外感測器。這種熱釋電紅外感測器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，並將其轉變為電壓信號，同時，它還能鑒別出運動的生物與其它非生物。熱釋電紅外感測器既可用於防盜報警裝置，也可以用於自動控制、接近開關、遙測等領域。用它製作的防盜報警器與目前市場上銷售的許多防盜報警器材相比，具有如下特點：
●不需要用紅外線或電磁波等發射源。
●靈敏度高、控制范圍大。
●隱蔽性好，可流動安裝。
2 熱釋電紅外感測器的原理特性
熱釋電紅外感測器和熱電偶都是基於熱電效應原理的熱電型紅外感測器。不同的是熱釋電紅外感測器的熱電系數遠遠高於熱電偶，其內部的熱電元由高熱電系數的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成，其極化隨溫度的變化而變化。為了抑制因自身溫度變化而產生的干擾 該感測器在工藝上將兩個特徵一致的熱電元反向串聯或接成差動平衡電路方式，因而能以非接觸式檢測出物體放出的紅外線能量變化 並將其轉換為電信號輸出。熱釋電紅外感測器在結構上引入場效應管的目的在於完成阻抗變換。由於熱電元輸出的是電荷信號，並不能直接使用 因而需要用電阻將其轉換為電壓形式 該電阻阻抗高達104MΩ，故引入的N溝道結型場效應管應接成共漏形式 即源極跟隨器 來完成阻抗變換。熱釋電紅外感測器由感測探測元、干涉濾光片和場效應管匹配器三部分組成。設計時應將高熱電材料製成一定厚度的薄片，並在它的兩面鍍上金屬電極，然後加電對其進行極化，這樣便製成了熱釋電探測元。由於加電極化的電壓是有極性的，因此極化後的探測元也是有正、負極性的。
雙探測元熱釋電紅外感測器的結構。使用時D端接電源正極，G端接電源負極，S端為信號輸出。該感測器將兩個極性相反、特性一致的探測元串接在一起，目的是消除因環境和自身變化引起的干擾。它利用兩個極性相反、大小相等的干擾信號在內部相互抵消的原理來使感測器得到補償。對於輻射至感測器的紅外輻射，熱釋電感測器通過安裝在感測器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦後加至兩個探測元上，從而使感測器輸出電壓信號。

製造熱釋電紅外探測元的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測波長范圍為0．2～20μm。為了對某一波長范圍的紅外輻射有較高的敏感度，該感測器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片。這種濾波片除了允許某些波長范圍的紅外輻射通過外，還能將燈光、陽光和其它紅外輻射拒之門外。
3 被動式紅外報警器的結構原理
3．1 結構
被動式紅外報警器主要由光學系統、熱釋電紅外感測器、信號濾波和放大、信號處理和報警電路等幾部分組成。菲涅爾透鏡可以將人體輻射的紅外線聚焦到熱釋電紅外探測元上，同時也產生交替變化的紅外輻射高靈敏區和盲區，以適應熱釋電探測元要求信號不斷變化的特性；熱釋電紅外感測器是報警器設計中的核心器件，它可以把人體的紅外信號轉換為電信號以供信號處理部分使用；信號處理主要是把感測器輸出的微弱電信號進行放大、濾波、延遲、比較，為報警功能的實現打下基礎。

3．2 工作原理
在該探測技術中，所謂「被動」是指探測器本身不發出任何形式的能量，只是靠接收自然界能量或能量變化來完成探測目的。被動紅外報警器的特點是能夠響應入侵者在所防範區域內移動時所引起的紅外輻射變化，並能使監控報警器產生報警信號，從而完成報警功能。
當感測器探測到人體輻射的紅外線信號並經放大後送給窗口比較器時，若信號幅度超過窗口比較器的上下限，系統將輸出高電平信號；無異常情況時則輸出低電平信號。在該比較器中，R9、R10、R11用做參考電壓，兩個運算放大器用做比較，兩個二極體的主要作用是使輸出更穩定。窗口比較器的上下限電壓 即參考電壓 分別為3．8V和1．2V。將這個高低電平變化的信號 上升沿信號 作為單穩電路HEF4538B的觸發信號，並讓其輸出一個脈寬大約為10s的高電平信號。再用這一脈寬信號作為報警電路KD9561的輸入控制信號，來使電路產生10s的報警信號，最後用三極體VT1和VT2再一次對電信號進行放大，以便有足夠大的電流來驅動喇叭使其連續發出10s的報警聲。
4 結束語
用熱釋電紅外感測器設計的監控報警系統具有結構簡單、成本低等優點。經過多次測試，該系統工作情況穩定。

熱釋電紅外報警器只能安裝在室內，其誤報率與安裝的位置和方式有極大的關系。正確的安裝應滿足下列條件：
（1）報警器應離地面2.0～2.2米。
（2）報警器應遠離空調、冰箱、火爐等空氣、溫度變化比較敏感的地方。
（3）報警器探測范圍內不得有隔屏、傢具、大型盆景或其他隔離物。
（4）報警器不要直對窗口，否則窗外的熱氣流擾動和人員走動會引起誤報，有條件的話最好把窗簾拉上。另外，報警器也不要安裝在有強氣流活動的地方。

熱釋電紅外感測器的報警系統方案-技術文章熱釋電紅外感測器的報警系統方案

目前，市場上出現的熱釋電人體紅外線感測器主要有上海產的SD02、PH5324，德國產的LH1954、LH1958，美國HAMAMATSU公司產P2288，日本NIPPON CERAMIC公司的SCA02-1、RS02D等。雖然它們的型號不一樣，但其結構、外型和電參數大致相同，大部分可以彼此互換使用。

Ⅷ 紅外線報警器原理 紅外線報警器安裝

很多人在購買了紅外線報警器之後，不知道怎麼去安裝，看了說明書一遍又一遍，卻始終是不得要領。今天小編就來介紹紅外線報警器原理及安裝方法，一起來看看吧。

一、紅外線報警器原理

紅外報警器分為主動紅外報警和被動紅外報警，下面我們就分別來看看主動紅外報警和被動紅外報警的工作原理分別為何：

主動紅外入侵報警器是由發射機和接收機組成，發射機是由電源、發光源和光學系統組成，接收機是由光學系統、光電感測器、放大器、信號處理器等部分組成。主動紅外報警器是一種紅外線光束遮擋型報警器，發射機中的紅外發光二極體在電源的激發下，發出一束經過調制的紅外光束(此光束的波長約在0.8～0.95微米之間)，經過光學系統的作用變成平行光發射出去。此光束被岩拿神接收機接收，由接收機中的紅外光電感測器把光信號轉換成信號，經過電路處理後傳給報警控制器。由發射機發射出的紅外線經過防範區到達接收機，構成了一條警戒線。正常情況下，接收機收到的是一個穩定的光信號，當有人入侵該警戒線時，紅外光束被遮擋，接收機收到的紅外信號發生變化，提取這一變化，經放大和適當處理，控制器發出的報警信號。目前此類報警器有二光束、三光束還有多光束的紅外柵欄等。一般應用在周界防範居多，最大的優點就是防範距離遠，能達到被動紅外的十倍以上探測距離。

被動紅外報警器主要是根據外界紅外能量的變化來判斷是否有人在移動。人體的紅外能量與環境有差別，當人通過探測區域時，報警器收集到的這個不同的紅外能量的位置變化，進而通過分析發出報警。人體都有恆定的體溫，一般在37度左右，會發出特定波長10μm左右的紅外線，被動紅外報警器就是靠探測人體發射的10μm左右的紅外線而進行工作的。人體發射的10μm左右的紅外線通過菲涅爾濾光片增強後聚集到紅外感應源上。紅外感應源通常採用熱釋電元件，這種元件敏悔在接收到人體紅外輻射溫度發生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，後續電路經檢測處理後就能產生報警信號。

1.被動紅外報警器是以探測人體輻射為目標的，所以熱釋電元件對波長為10μm左右的紅外輻射必須非常敏感。

2.為了僅僅對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涅爾濾光片，使環境的干擾受到明顯的控製作用。

3.其感測器包含兩個互相串聯或並聯的熱釋電元件。而且製成的兩個電極化方向正好相反，環境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產生釋電效應相互抵消，於是報警器無信號輸出。

4.一旦人侵入探測區域內，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，並被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同不能抵消，經信號處理而報警。

二、家用紅外線報警器安裝

在安裝紅外線報警器之前，首先應把報警主機通電放在固定位置，把報警探頭掛在約2米高的地方，使其向前下方傾斜，以獲得較高的靈敏度。接通電源，經過1分鍾左右的延時後，報警器進入警戒狀態，這時，若有人進入監控區，即刻報警。報警約1分鍾，自動停止。然後重新處於警戒狀態。

當主人進入時，首先按一下遙控器上的關機鍵，隨著紅外線報警器一聲「嘀」響，即關閉了報警器，進入警戒區也不再報警。當主人離開警戒區後，按一下開機鍵，隨一聲「嘀」響，報警器重處於警戒狀態。

遇到緊急情況，按一下緊急報警鍵，紅外線報警器即緊急報警。

紅外線報警器內設有高，中，低三檔靈敏度調整，用戶可根據需要自行調整。

以上就是小編為您介紹的紅外線報警器原理及安裝方法，希望能夠幫助到您。更多關於紅外線報警器的相關資訊，請繼續關注土巴兔裝修網。

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