红外报警装置设计报告

Ⅰ 谁能帮忙做个“防盗报警系统的设计”

家庭防盗报警系统设计报告

专业：航空电子设备维修
班级：20835
小组成员: 赵绪龙 陈俊霖 程瑶 王吉鹏

庭防盗报警设计报告
摘要：此设计是基于家庭防盗为主要功能的报警系统，总体分为四个模块，分别为：门、窗、煤气和失火。我们的设计主题是以门窗防盗。我们以AT89C51单片机为实现家居智能化，家庭内部照明或者他家电的开关，需要集中或者分核心设计为核心设计的模块式防盗报警系统。
关键词：红外、AT89C51、报警
一、系统设计方案论证与比较
方案一：无线遥控
无线遥控由遥控发射机和遥控接受机两大部分组成。发射机较多使用LC振荡器，频率漂移较为严重。声表器件的出现解决了这一问题，其频率稳定性与晶振大体相同，而其基频可达几百兆甚至上千兆赫兹。无须倍频，与晶振相比电路极其简单。接受机可使用超再生电路或超外差电路，超再生电路成本低，功耗小，电流只需100uA左右，超载生电路的零敏度可调。但是，超载生电路的工作稳定性比较差，选择性差，从而降低了抗干扰能力。超外差电路的灵敏度和选择性都可以做得很好。
方案二：采用PT2262/PT2272实现的红外遥控
1、 芯片介绍
PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路PT2262/2272最多可有12位(A0~A11)三太地址端管脚(悬空，接高电平，接低电平)，任意组合可提供531441地址码，PT2262最多可有6位(D0~D5)数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路，红外遥控发射电路。
(1)编码芯片PT2262
编码芯片PT2262发出的编码信号由:地址码，数据码，同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2262接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHZ的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间，315MHZ的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间，315MHZ的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号 ，从而对高频电路完成幅度控键（ASK调制）相当于调制度为100%的调幅。
方案三：采用AT89C51实现的红外遥控
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编、解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、□电转换放大器、解调、解码电路。遥控开关是在通用红外遥控系统的基础上加以改进实现的。其实质就是将红外遥控接收部分采用单片机AT89C51来控制。即当一体化红外接收器接收到红外遥控信号后，将光信号转换成电信号，经放大、解调、滤波后，将原编码信号送入单片机AT98C51中进行信号识别、解码，然后进行相应的处理，打到控制电器的目的。
红外线遥控器的工作原理：
本系统采用单片机AT89C51和芯片74LS00作为本设计的核心元件。智能总线式开关是通过AT89C51和芯片MT8880实现对系统控制的。尽管无线遥控和PT2262/PT2272实现的红外遥控都比较方便使用，但是采用AT89C51实现的红外遥控更容易实现与智能总线式开关的连接。采用AT89C51实现的红外遥控就是在通用的红外遥控系统的基础上加以改进实现的，其实质就是将红外遥控接收部分采用单片机AT89C51来控制。所以，我们选择方案三。
二、主要单元电路设计、分析和计算
1、基于红外反射的防盗报警器设计与制做
（1）设计思路
为降低成本，设计中未采用单片机进行控制，利用455K陶瓷晶振搭建振荡电路，产生455KHZ脉冲信号，经计数器12分频，得38KHZ信号，驱动红外发射管发射红外线。发射出的红外线如遇障碍物，则反射回来，被红外一体化接收头接收到，接收头输出触发信号，触发单稳态触发器工作，驱动LED及发生装置进行声光报警。
（2）、电路设计
①、振荡电路
利用455K陶瓷晶体振荡器搭接多谐振荡器，产生455KHZ脉冲信号，U1选用74LS00集成芯片。具体电路及参数如图2：
②、分频电路
要得到38KHZ信号，需对45khz信号进行12分频，电路如图3所示，计数芯片选用74LS193，74LS193的详细用法请参见其用户手册。
图三：分频电路
③发射驱动电路
采用一个三极管S9013驱动红外发射管，R4为可调电阻，用于调整发射功率，从而达到调整红外发射距离的目的。电路如图4所示。

图4：驱动电路
④接收电路
接收采用红外线一体化接收头TL1838，使用非常简单，如图5，接收到红外线是时，1脚输出低电平，否则，输出高电平。利用555芯片实现单稳态触发器电路，低电平触发，当接收到红外线时触发触发，有555定时器的3脚输出高电平，高电平的维持时间根据t=1.1RC来计算，本电路中R=R6=200K，C=C3=10uF，计算得t=2.2s，也就是报警时间为2.2秒，通过调整R6和C3，可改变报警时间的长度。
报警器具有两种工作模式，通过J1、J2选择报警器的工作模式，
模式1：连接J2、断开J1，则当报警器前方有障碍物是报警，此种模式适用于门窗等位置的 防盗报警。
模式2：连接J1，断开J2、当报警器前方无障碍物时报警，这种模式主要应用于物品看管，物品作为障碍物放置在报警器前面，如果物品被挪走则发出报警信息。
图五：接收电路
⑤报警电路
如图6，三极管Q2基极输入高电平时，管子饱和导通，驱动蜂鸣器
B1及发光二极管D2进行声光报警。

图五：报警电路
2、基于气体传感器的有毒气体设计
三、实训总结
通过这次实训我们对系统设计有了初步的了解，同时我们也学会了怎样去设计一个系统，对我们以后的工作垫定基础。对焊接有了进一步的加深，同时也识别了各种不同的元器件。对于这次实训最重要的是认识了系统，对系统设计有了初步的了解。
（搜的网上的，你自己参考参考吧）

Ⅱ 红外无线报警器的设计论文

自己找到希望对你有帮助。该装置电路原理见图1。由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、延时电路和音响报警电路等组成。红外线探测传感器IC1探测到前方人体辐射出的红外线信号时，由IC1的②脚输出微弱的电信号，经三极管VT1等组成第一级放大电路放大，再通过C2输入到运算放大器IC2中进行高增益、低噪声放大，此时由IC2①脚输出的信号已足够强。IC3作电压比较器，它的第⑤脚由R10、VD1提供基准电压，当IC2①脚输出的信号电压到达IC3的⑥脚时，两个输入端的电压进行比较，此时IC3的⑦脚由原来的高电平变为低电平。IC4为报警延时电路，R14和C6组成延时电路，其时间约为1分钟。当IC3的⑦脚变为低电平时，C6通过VD2放电，此时IC4的②脚变为低电平，它与IC4的③脚基准电压进行比较，当它低于其基准电压时，IC4的①脚变为高电平，VT2导通，讯响器BL通电发出报警声。人体的红外线信号消失后，IC3的⑦脚又恢复高电平输出，此时VD2截止。由于C6两端的电压不能突变，故通过R14向C6缓慢充电，当C6两端的电压高于其基准电压时，IC4的①脚才变为低电平，时间约为1分钟，即持续1分钟报警。
由VT3、R20、C8组成开机延时电路，时间也约为1分钟，它的设置主要是防止使用者开机后立即报警，好让使用者有足够的时间离开监视现场，同时可防止停电后又来电时产生误报。
该装置采用9－12V直流电源供电，由T降压，全桥U整流，C10滤波，检测电路采用IC5 78L06供电。本装置交直流两用，自动无间断转换。
元器件选择与制作
元器件清单见下表。 编号名称型号数量编号名称型号数量R1电阻47K1C10电解电容470u/25V1R2电阻1M1C11涤纶电容0.1u1R3电阻1K1VD1－VD5整流二极管IN40015R4电阻4.7K1U全桥2A/50V1R5、R6、R9、R12、R13、R15、电阻100K (R12为线性微调电阻)6VT1晶体三极管90141R7、R10、R11、R17电阻10K4VT2晶体三极管MPSA13 0.5A 30V 1R8、R16电阻300K2VT3晶体三极管80501R14电阻470K1IC1红外线传感器Q741R18电阻2.4K1IC2运算放大器LM3581R19电阻220Ω1IC3比较器LM3931R20电阻560K1IC4三端稳压器78L061C1、C2、C6、C8、C9电解电容47u/16V (C2、C5用钽电解）5BL电磁讯响器U=12V1C3、C5电解电容22u/16V2T电源变压器12V 5W1C4涤纶电容0.01u1S钮子开关1C7电解电容220u/16V1IC1采用进口器件Q74，波长为9－10um。IC2采用运放LM358，具有高增益、低功耗。IC3、IC4为双电压比较器LM393，低功耗、低失调电压。其中C2、C5一定要用漏电极小的钽电容，否则调试会受到影响。R12是调整灵敏度的关键元件，应选用线性高精度密封型。
制作时，在IC1传感器的端面前安装菲涅尔透镜，因为人体的活动频率范围为0.1－10Hz，需要用菲涅尔透镜对人体活动频率倍增。
安装无误，接上电源进行调试，让一个人在探测器前方7－10m处走动，调整电路中的R12，使讯响器报警即可。其它部分只要元器件质量良好且焊接无误，几乎不用调试即可正常工作。
本机静态工作电流约10mA，接通电源约1分钟后进入守候状态，只要有人进入监视区便会报警，人离开后约1分钟停止报警。如果将讯响器改为继电器驱动其它装置即作为其它控制用。 </B>

Ⅲ 红外线报警器 的制作原理

红外线报警器的制作原理：
工作原理：
本装置是将红外线发射、接收电路组装在一起，做成了便于安装和使用的“一体化”防盗报警器。其特点是所发射的红外线遇到人或物时，被反射回一部分，经接收、处理后触发报警电路产生告警声，人或物离开有效监视区域后，报警器延时发声60秒后自动恢复到警戒状态。
电路原理：
本装置电路如图所示，它由红外线发射电路、红外线接收电路、放大及频率译码电路、单稳态延时电路、警报发生电路和电源变换电路六部分组成。

Ⅳ 基于热释电红外传感器的无线监控报警系统设计 热释电红外传感器

本设计旨在制作出一种功能强大的报警系统，在出现紧急情况时能及时通知当事人，即便其不在现场附近，并自动呼叫报警。相比普通的报警器，本设计将重点放在远程语音报警上，只要接上适当的传感器就可组成防盗报警、火灾报警、煤气泄露报警等多功能报警系统，并附加实现一些智能控制功能，赋予报警系统更强大和完整的功能，以满足人们对安全报警的需求。本系统基于电话网络但是与电话互相独立不会影响电话的正常使用，并通过语音提示操作，人机交互友好。

系统原理及系统框图

本系统主要包括电话自动摘机和挂机电路，DTMF信号收发电路，语音提示电路，报警电路，键盘显示电路，人体信号检测电路，编码电路，无线发射电路，以及作为主核心的单片机控制电路，系统结构框图如图1所示。我们设定报警部分为本系统主体工作部分，即实时监控房内安全情况，在软件上表现为主循环，当有振铃信号或设定信号时才中断去执行相应操作。在此我们需要对人体的红外辐射敏感并且抗干扰(如小动物等)的传感器，为此我们选用被动式热释电红外探测器，并在它的辐射照面覆盖特殊的菲尼尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。设定部分的功能是存储报警时需要拨打的号码，并设定主人身份验证密码。为了系统的简洁采用液晶屏显示。

当红外线人体检测电路检测到有人体入侵时，编码电路将该检测探头的地址编码，并且经过无线发射电路将检测到有人体入侵的探头的地址发送给无线接收电路，经CPU译码后，LED显示报警地址，同时发出声光报警或者向主任拨打预先设定的电话进行报警。

信号检测电路

信号检测电路主要由热释电红外检测探头SD02和BISS0001信号处理电路组成。

信号检测电路如图2所示。配以滤波镜片和阻抗匹配用场效应管组成的热释电红外传感器，以非接触方式检测出来自人体的红外辐射并将其转换成电信号，经BISS0001中的运放N1的前置放大、运算放大器N2的第二级放大，将直流电位抬高为内置电压Um后送到由比较器N4、N5组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Us。由于内置电压UH≈0.7UDD、UL≈0.3UDD，当UDD=5V时，可有效地抑制±1V的噪声干扰。N3作为条件比较器，当输入电压Uc小于内置电压UR(≈0.2UDD)时，N3输出衡拆为低电平封住了Us向下级递送。而当Uc>UR时，N3输出为高电平，打开与门N7，此时若有触发信号Us的上跳变前沿到来，则可启动延时定时器，同时Uo输出为高电平。比较器的域值选取很重要，域值太低易误报，太高则灵敏度低。
在定时周期Tx内，BISS0001的输出端2为高电位，则晶体管VT1饱和导通，其集电极为低电位，将这一信号送到由单片机及无线发射电路组成的编码及无线发射电路，接到编码用的单片机的P0.0口，单片机将该探头编码后通过无线发射；在Tx结束时，BISS0001进入封锁周期Ti，其输出端变为低电平，晶体管截止，其集电极为高电平。BISS0001的1脚(A端)与电源相连，使信号检测电路处于重复触发。Tx定时间隔可由BISS0001的3脚和4脚上咐缓枣所接的电阻和电容来确定。信号检测探头仰角可在120。范围内调节，并通过改变仰角来进行实际探测距离的调节，我们可通过实际测试来调整，也可以调整信号检测电路中的可调电阻RP来调整探头的检测距离，本设计电路可探测距离为30m。

编码电路岛无线收发射模块

编码电路和无线发射电路由单片机和收发一体芯片nRF401组成，其电路外围元件少，电路简单。

本设计中采用挪威Nordic公司新推出的集发射接收为一体的nRF401无线数传芯片，它是一个为433MHz ISM频段设计的真正哪穗单片机UHF无线收发芯片，采用FSK调制解调技术。采用高增益天线的情况下传输距离可达3000m。
编码及无线收发射电路如图3所示。通过AT89C5l的P2.0口控制射频芯片的PWR_UP，使其为“1”时表示进入正常工作模式，为“0”时表示进入待机模式；P2.2接射频芯片的CS，控制发送接收频率，为“1”表示工作频率为434.32MHz。为“0”表示工作频率为433.92MHz。P2.1控制射频芯片的TXEN端，使其为“1”表示进入发送模式，为“0”表示进入接收模式。

MT8880与AT89C51及语音电路的接口

DTMF信号发送/接收电路采用MITEL公司推出的专门用于处理DTNF信号的专用集成电路MT8880芯片，不仅具有接收和发送DTMF信号的自动拨号功能，还可以检测电话干线上拨号音、回铃音和忙音等信号音。适合与单片机接口，外围电路简单。
MT8880内部有5个寄存器，分别为接收数据寄存器、发送数据寄存器、收发控制寄存器CRA和CRB以及收发状态寄存器。在本设计中，仅采用发送数据寄存器、收发控制寄存器CRA和CRB发送DTMF信号实现自动拨号功能。发送数据寄存器中的数据决定要发送的双音频信号的频率，因此只能向发送数据寄存器写入数据。两个收发控制寄存器占用同一个地址，因此根据CRA中的寄存器选择位的值决定是否对CRB进行操作。

ISDl420语音芯片采用直接模拟存储技术，且录放音质极好，并有一定的混响效果；它的外围元件简单，仅需简单的阻、容器件即可组成简单的录、放音电路；无须后备电源，信息存储时间长，不需要专用的编程器及语音开发器；具有较强的选址能力，可把存储器分成160段来管理，形成最小的录放时间为125ms。在本设计中，因需要四段报警提示语音，因此在语音分段方法设计时均将每段语音设为5s，其起始地址分别为00000000B、00101000B、01010000B、01111000B。
ISDl402的数据口A3、A4、A5、A6分别接单片机端口扩展芯片8255的PB0、PB1、PB2、PB3口，A0、A1、A2、A7接地，PLAYL接8255的PB5脚，SP经电容C14将语音信号偶合后送去电话接口电路。当按下开关SB1，录音指示LED发光并同时开始录音。当有警情时，单片机控制DTMF信号发送/接收电路自动拨打电话，电话接通后单片机根据不同的探测器送来的信号向ISDl420发送要放哪一段录音的指令和 放音指令。ISD 1420则将语音信号送到电话接口电路，等待放音完毕以后，单片机发送挂机命令，报警完毕。
MT8880的DO～D3口分别接8255的PA0～PA3口，CLK2接PA4口，R/W接PA5口，RSO接PA6口，CS接PA7口，IRQ接主控电路处理器89C51的TO口，用来记录各种脉冲的个数。来自语音电路的信号经过R44送到电话线上去。继电器K用来控制摘挂机，晶体管的B极接主控电路处理器89C51的P1.2口，当P1.2为“1”时，V2导通，继电器K闭合，电话接通，当P1.2为“0”时，V2截止，电话挂机。
主控电路处理器89C51的P0口分别接8255的DO～D7口和74HC373的DO～D7口，74HC373的Q0和Q1分别接8255的A0和A1，89C51的P2.5、P2.6、P2.7分别接74HCl38的A、B、C口，74HCl38的YO接8255的CS端。

软件设计

1.信号音的识别方法
系统在巡检到警情信号后就模拟摘机。为了识别模拟摘机后电话系统是否处于可拨号的状态、电话拨完号码后电话是否接通以及对方是否摘机接听电话等几种状态，系统必须进行信号音的识别。为了识别信号音，必须知道各种信号音的特性。各种信号音特性如下。
拨号音：450±25Hz连续蜂音。
忙音：0.35s断0.35s通的450±25Hz蜂音，音段周期为0.7s。
回铃音：4s断ls通的450±25Hz蜂音，音段周期为5s。
这些电话信号均是模拟信号，然而单片机是无法识别模拟信号的，故必须先将模拟信号转换为脉冲信号，然后再根据脉冲信号的脉冲个数进行识别。这些电话音频信号的脉冲个数计算公式为N=tm/T。其中，N为每音段周期的脉冲个数；T为电话音频信号的音频周期，单位为s；tm为信号音段周期的导通时间，单位为s。
在实际使用中，主要需要识别拨号音、忙音和回铃音。分析这3种信号的特性可以看出，在一定的计数时间内，其脉冲个数是不一样的。在本设计中采用2s计数判断拨号音，采用2.8s(即4个忙音周期)判断是否为忙音。随后采用1s为一个计数单元，采用计五次后的累加脉冲数来判断对方是否接听电话。若有，则放相应的报警提示语音；否则再计1s，然后计算最后5s内的脉冲数，再次判断对方是否摘机。如此反复。直到超过等待时间仍没有人接听电话就挂机。由于干扰和一些其他因素的存在，难免会有误判的现象而导致漏报警情。因此采取在所有预先设定的电话至少有一个拨通就只拨一遍。如果全部投拨通或者没人接听则把所有预存电话重拨一遍，这样漏报报警的概率就非常低以致可忽略不计。

2.软件流程图及拨号程序
自动拨号程序的流程图如图4所示。
3.编程过程中应注意的几点
首先，MT8880的DTMF产生器是发送部分的主体，它产生全部16种失真小、精度高的标准双音频信号，这些频率均由3.579545MHz晶体振荡器分频产生。电路由数字频率合成器、行/列可编程分频器、开关电容式D/A变换器组成。行和列单音正弦波经混合、滤波后产生双音频信号。通过DTMF编解码表把编码数据写入MT8880发送寄存器产生单独的fLOW和fHIGH，一旦编码错误就会导致拨号失败，故在编程过程中要十分小心。
其次，在摘机后应延时一段时间再去判断摘机音，因为本系统采用机械继电器实现自动摘机，故应考虑继电器的响应时间。 最后，一个电话号码拨完后不能立即拨下一个电话号码，应保证挂机的最短有效时间以确保前一电话号码确实已挂机，否则拨下一个电话号码时会没有拨号音。

结论

该系统编码解码都用软件方式实现，传输方式采用双向传输。如果发生警情，则向主机发送一数据串，该数据串由以下几个部分组成：4位地址码，8位数据码，1位起始位，1位奇偶校验位。主机接收到数据后首先进行校验，如果数据有错则要求重新发送刚才的数据，直到正确。接收到正确的数据信息后，接下来的工作就是核对地址码，如果地址码与主机设置的地址相同则表明该数据可能是来自本系统外的设备发送的数据，不进行解码，收到与主机设置地址相同的数据才进行解码。

Ⅳ 热释电红外传感无线电遥控报警电路设计它的原理及电路图

时器及控制输出等电路组成。红外传感器BH 能在较远的距离探测到由人体移动所发出
的微弱红外线，当BH 检测到人体移动所发出的7~14μm 的红外信号后，BH 中的s 脚
便输出极微弱的信号直接送到IC1a 放大器的同相输入端，IC1a 对信号放大约2200 倍后，
再由电容C1 藕合到IC1b 作进一步放大。IC1C、IC1d 构成窗口式电压比较器，当IC1d 输
出电压幅度在UA 和UB 之间时（小于UA，大与UB），IC1c、IC1d 的输出端均无电平输出；
当IC1b 输出电压幅度大于UA 或小于UB 时，IC1C、IC1d 的输出端分别都会有高电平输出，
经二极管VD1、VD2 相互隔离和“或”的作用从P 点输出控制脉冲信号。RW 用于设定
窗口的阈值电平，调节RW 可调节检测器的灵敏度。IC2a 和IC2C等原件是作开机延时电
路（刚开机时，电路各工作点尚还未被建立，P 点电压处于不稳定状态）。由于电容C3
的二端电压不能突变，IC2C的正输入端瞬间为1，故它的输出也为1，通过二极管VD4 向
电容C4 充电，则IC2a 负端也为高电平，输出为低电平，故P 点电平就被箝在低电平上，
保证了输出为低电平。之后随着电容C4 通过R4、R3 的放电，IC2a 的负输入端电位变低
（小于1/2VCC），则输出为高电平，二极管VD2 被截止，此时P 点电平就成了稳定状
态。IC2b 为P 点电压输出比较器。IC2d 等器件构成输出控制电路的积分延时器。改变电
容C5 的容量，则就可改变输出延时的时间。
3． 安装与调试：
在制作热释红外线传感器中，可以边安装边调试，当然也可以全部安装完毕后再作
总调。总之，首先要掌握它的工作原理，然后就能迎刃而解。刚开始可以先不装菲涅耳
透镜进行调试，把手在BH 上作来回移动，IC1b 输出否有较大电平变化，因为IC1a 和IC1b
是该电路前置放大器，增益过高信号会产生漂移，过低会使增益下降，被测距离变近。
所以在调试中一定要二者兼顾，缺一不可。然后再调节Rw，使检测反应最为灵敏。开
机延时时间应略大于P 点电压的稳定时间。输出工作时间的长短要根据实际控制需要
而定。最后加上菲涅耳透镜再作进一步的调整。对红外传感来说不加透镜探测半径较近，
配上透镜后，其探测距离将十倍的增加。
器件简介：
适用制作热释电型红外传感器的光敏材料很多，使用最多的有：陶瓷氧化物
（PbTiO3）钽酸锂（LiTaO3）、硫酸三甘肽（LATGS）及钛锆酸铅（PZT）等。
热释电型红外传感器的结构示意见图（a）所示。传感器的敏感元件是PZT（或其
他材料），在它的上下两面做上电极，并在表面加以一层黑色氧化膜以提高其转换效率。
它的等效电路是一个在负载电阻Rg 上并联一个电容的电压发生器，它的输出阻抗极高
而且输出电压也很微弱，故在器件内附有一个场效应管（FET）加以放大，并达到阻抗
变换的目的，见图（b）
常见热释电型红外传感器的外形见图（c）所示，TO-5 封装的透光镜设在管壳顶部，树
脂封装的透光镜则设在侧面。
根据不同使用需要，热释电型红外传感器的透光窗口使用不同的窗口材料，通常
它们在0.2~20μm 的光谱范围内其敏感度是相当平坦的，且不受可见光的影响。表1
是几种常见透光材料的用途。
不同透光材料的用途
根据热释电红外传感器敏感元件的个数可分为单元件型和双元件两种，双元件型传
感器中有两个反相串联的敏感元件，见图（d）所示。只有一个敏感元件的则称为单元
件型。
双元件型热释电红外传感器具有如下特征：
（1） 当入射的能量顺序地到两个元件时，由于两个元件反相
串联，故输出比单元件型要高2 倍；
（2） 由于两个敏感元件相连接，因此对于同时输出的能量会
互相抵消。由于上述特征，所以双元件型传感器具有下述优点；
1)可以防止因太阳光等非控制红外线所引起的误差或误动作；
2)PZT 元件同时又具有压电效应，所以双元件可消除因振动而引起的误差；
3)可以防止因周围环境温度变化而引起的误差。
菲涅耳透镜：
为了提高热释电型红外传感器的接收灵敏度，通常备需要在传感器上加装菲涅耳透
镜。实验表明，传感器如不装菲涅耳透镜当检测人体走时，检测距离仅2m 左右，而加
菲涅耳透镜后，其检测距离可增加到10m 以上，甚至更远。
菲涅耳透镜的工作原理是将移动物体或人体发射的红外线进入透镜，产生一个交替
的“盲区”和“高灵敏度区”，这样就产生光脉冲。透镜有很多盲区和高灵敏度区组成，
则物体或人体的移动就会产生一系列的光脉冲而进入传感器，从而提高接收灵敏度。

Ⅵ 家庭红外线报警系统毕业设计论文

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智能无线防盗系统的设计

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关键词：无线防盗 报警 热释电红外传感器

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智能无线防盗系统由传感器、家庭智能报警器、物业管理中心接警主机及相关的控制管理软件组成。图1为家庭智能报警器方框图，图2为物业管理中心接警主机方框图。

1.1 主机电路

如图1所示，主机电路由射频接收模块接收传大吃一惊器发来的报警信号，通过解码器（PT2272）解码后得到报警传感器的地址和数据类型只有主机和传感器地址相同时才能被主机接收。解码输出的数字代表传感器类型解骊输出信号进入CPU的INT1，触发掘带键中断处理程序。中断处理程序通过DTMF收发电路，拨打用户预先设好的电话号码（如手机号码，办公室号码）进行远程判巧拨号报警；同时，启动语音电路，将预先录制好的语音信号通过电话线传给主人，实现语音提示通信功能。CPU输出警笛触发信号，经放大后推动警笛或喇叭，以驱赶和震胁盗贼。用户还可通过电话线进行远程设/布防，及输入远行带程控制信号，通过8路控制输出端控制有线连接的电器设备，也可通过编码电路和射频发射模块控制无线连接的电器设备。显示部分采用RT12232A图形点阵LCD模块，实现汉字显示功能；显示报警时间与报警类型。键盘可实现密码修改、语音录入和信息查看功能。

物业管理中心的接收主机具有家庭报警主机的功能外，还可以通过RS232实现与物业管理中心的通信 功能，实现联网和小区控制。

1.1.1 DTMF收发电路

要实现电话线远程通信，关键部分为DTMF收发电路。它将实现自动拨号、忙音识别、铃声识别、远程接键数字信号识别等功能。我们选用MT8888双音多频（DTMF）收发器，与单片机及音频放大电路组合，实现各种信号音的检测及DTMF信号的产生，并将DTMF信号送到电话线上，如图3所示。

MT8888是采用CMOS工艺生产的DTMF信号收发一体的集成电路。它的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D/A变换器，可发出16种双音多频DTMF信号。接收部分用于完成DTMF信号的妆收、分离和译码，并以4位并行二进制码的方式输出。

图3

选择中断模式时，当接收或发送了有效的音频信号后IRQ/CP脚输出低电平，产生中断信号供给CPU，在延迟控制电压的跳变缘将数据锁存至输出端；当选择呼叫过程（CP）方式时，只能接收250～550Hz的信号音，在拒收或无输入时，IRQ/CP脚输出低电平。

（1）电话信号音格式

忙音：450Hz,350ms有，350ms无。拨号音：450Hz，持续。回铃音：450Hz，1s有，4s无。

（2）信号音的判断方式

将MT8888的IRQ/CP脚连到AT89S52的T0脚，电话呼叫过程中的各种信号音经MT8888滤波限幅后得到方波，由MT8888的IRQ输出到AT89S52的T0脚，对T0脚信号记数5s。计数值位于2175～2357范围内，为拨号音；计数值位于1041～1212范围内，为忙音；计数值位于425～475范围内，为回铃音。在实际编程中，考虑到计数的误差以及程序的简化，可将范围适当放宽，但不能重叠。

(3)自动摘机

控制器与家里电话并接在一条电话线上。为了实现报警放打电话共用一条线，摘机电路按如下设置：将电话振铃信号通过光电耦合器TP521输入到AT89S52的IT脚，进行计数。接到振铃信号时，若连续振铃10次用户还没有摘机，则自动转到家庭智能报警器，CPU置P1.5脚为“1”，使继电器K1吸合，实现自动摘机功能。若在这10次振铃过程中，用户接通了电话，则控制器不响应，这样，使得控制器与电话不互相干扰。摘机后，检测MT8888输出的双音多频信号，以读出用户发来的远程信息，实现远程通信与控制功能。

图4

（4）自动报警

当接收到热释电传感器等发来的无线报警信号后，CPU立即发出报警信号，通过电话线传到远程用户。报警方式如下：用户通过面板设备10个报警电话，将它们存入24C04存储器中。当接到警情后，从第1个电话开始拨号，一直拨到第10个，来回拨3遍。如果任意一个电话回送了“#”键确认信号，即意味着报警已收到，不再继续拨号。每个号码需拨号。每个号码需拨号时间100ms，号码之间留500ms间隔。拨号时，先检测24C04中存储的电话号码。若为空，即未设此电话，跳过不拨，继续拨下一个电话号码。这样，用户可随意设置数个报警电话号码。我们规定号码长度最多不超过4位，以便存在24C04中。

1.1.2 语音电路

为了便于通信，采用了语音芯片，实现语音指示和报警功能。ISD1420为单片语音记录、回放一体化芯片，记录时长为20s；可被划分为160小段，每段125ms。当REC脚为低电平时，进行录音，PLAYE或PLAYL为低时进行放音，ISD1420可进行连续录音，也可进行分段录音。

分段放音：先送停止录放音码P1.2～P1.4=000，再送放音首地址A7～A0，P1.3或P1.4为低电平（PLAYE或PLAYL）开始放音；延时进行放音，最后送停止录放音码P1.2～P1.4=000，完成本段放音。重复上述过程，可分段放出数段语音。图4为语音电路原理。

1.1.3 编/解码电路

PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗、低价位、通用编解码电路。PT2262/2272最多可有12位（A0～A11）三态地址端引脚（悬空、接高电平、接低电平），任意组合可提供531441地址码。

PT2262最多可有6位（D0～D5）数据端引脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出。编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。地址码必须与家庭控制主机内解码芯片PT2272编址相同，以区分家庭控制器；数据码可用于区分传感器类型。当有报警信号时，PT2262的14脚为低电平，使能PT2262，从17脚输出编码信号，通过射频模块发射出去。

解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对，VT脚才输出高电平，送到89S52的INT1，触发中断处理程序，以读取D0～D3的数据码，得知报警传感器状态和报警类型。图5为编/解码电路原理。

1.1.4 射频发射模块与射频接收模块

射频发射模块与射频接收模块原理如图6和图7所示，工作频率为433MHz。最大传输距离可达1000m。

1.2 传感器设计

1.2.1 被动红外热释电传感器

人体有恒定的体温，一般在37℃，所以会发出特定波长为10μm左右的红外线。被动式红外探头就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。人体发射的10μm左右的红外线，通过菲涅尔滤光片增强后，聚集到红外感应源上。红外感应源泉通常采用热释电元件。这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时将会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后产生报警信号。

图8为双元热释电红外检测元件LHI968的内部电路。它由两个双元热释电陶瓷，感应红外信号，再经场效应管放大输出。D端的电阻和S端的电容具有抗电磁干扰能力。

图7

信号从S端引出经前级放大，通过47μF电容后再次放大，与设定门限电压进行比较，获得报警输出信号。47μF电容能够除直流成分，从而消除了使用环境（阳光、灯光、火源泉等）对探测器的影响，后面再加一延时触发电路以便主人设防与撤防。现在已有专用集成芯片BISS0001实现以上功能。为了适应主人进门时撤防的需要，设计一报警延时电路。延时长度须满足：当人以1m/s的速度从探测器的正前方移动0.2m，不产生报警；但移动3m应报警，测试速度应能检测0.3～3m/s或更宽的速度范围。

1.2.2 门磁传大吃一惊器

无线门磁传感器一般案卷在门内侧的上方。它由两部分组成：较小的部件为永磁体，内部有一块永久磁铁，用来产生恒定的磁场；较大的是无线门磁主体，内部有一个常开型的干簧管。当永磁体和干簧管靠得很近时（小于5mm），无线门磁传感器处于工作守候状态；当永磁体离开干簧管一定距离后，无线门磁传感器立即发射包含地址编码和自身识别码（也就是数据码）的433MHz的高频无线电信号。主机通过识别这个无线电信号的地址码，判断是否为同一个报警系统，然后根据自身识别码（也就是数据码），确定是哪一个无线门磁报警。

2 网络中心控制主机设计

网络中心控制主机设计与家庭控制器基本相同，只是加了一个RS232接口，实现与PC机相连。通过放在物管中心的PC机实现小区网络监控功能。

结语

采用现有电话网络，结合射频无线通信技术和单片机网络控制技术，使本防盗报警系统经济、可靠，组网灵活；家庭无需为传感器布线；具有广泛的市场发展前景。

其他相关：

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

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Ⅶ 热释电报警器论文

热释电红外传感器的原理
摘要：介绍了热释红外传感器的工作原理，给出了一种被动型热释电红外报警器的结构原理及其应用电路。这种电路把红外线的隐蔽性很好地应用于报警系统中，从而实现了防盗报警功能，达到了安全防护之目的。
关键词：被动式红外报警器；热释电红外（PIR）传感器；双精度单稳多频振荡器
1 概述
随着时代的不断进步，人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不时刻留意那些不速之客。现在很多小区都安装了智能报警系统，因而大大提高了小区的安全程度，有效保证了居民的人身财产安全。由于红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。此外，在电子防盗、人体探测等领域中，被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。
目前国内使用的各类防盗、保安报警器基本都是以超声波、主动式红外发射／接收以及微波等技术为基础。而这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件——热释电红外传感器。这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，它还能鉴别出运动的生物与其它非生物。热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域。用它制作的防盗报警器与目前市场上销售的许多防盗报警器材相比，具有如下特点：
●不需要用红外线或电磁波等发射源。
●灵敏度高、控制范围大。
●隐蔽性好，可流动安装。
2 热释电红外传感器的原理特性
热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外传感器。不同的是热释电红外传感器的热电系数远远高于热电偶，其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。为了抑制因自身温度变化而产生的干扰 该传感器在工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式，因而能以非接触式检测出物体放出的红外线能量变化 并将其转换为电信号输出。热释电红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用 因而需要用电阻将其转换为电压形式 该电阻阻抗高达104MΩ，故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式 即源极跟随器 来完成阻抗变换。热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。由于加电极化的电压是有极性的，因此极化后的探测元也是有正、负极性的。
双探测元热释电红外传感器的结构。使用时D端接电源正极，G端接电源负极，S端为信号输出。该传感器将两个极性相反、特性一致的探测元串接在一起，目的是消除因环境和自身变化引起的干扰。它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理来使传感器得到补偿。对于辐射至传感器的红外辐射，热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上，从而使传感器输出电压信号。

制造热释电红外探测元的高热电材料是一种广谱材料，它的探测波长范围为0．2～20μm。为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏感度，该传感器在窗口上加装了一块干涉滤波片。这种滤波片除了允许某些波长范围的红外辐射通过外，还能将灯光、阳光和其它红外辐射拒之门外。
3 被动式红外报警器的结构原理
3．1 结构
被动式红外报警器主要由光学系统、热释电红外传感器、信号滤波和放大、信号处理和报警电路等几部分组成。菲涅尔透镜可以将人体辐射的红外线聚焦到热释电红外探测元上，同时也产生交替变化的红外辐射高灵敏区和盲区，以适应热释电探测元要求信号不断变化的特性；热释电红外传感器是报警器设计中的核心器件，它可以把人体的红外信号转换为电信号以供信号处理部分使用；信号处理主要是把传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波、延迟、比较，为报警功能的实现打下基础。

3．2 工作原理
在该探测技术中，所谓“被动”是指探测器本身不发出任何形式的能量，只是靠接收自然界能量或能量变化来完成探测目的。被动红外报警器的特点是能够响应入侵者在所防范区域内移动时所引起的红外辐射变化，并能使监控报警器产生报警信号，从而完成报警功能。
当传感器探测到人体辐射的红外线信号并经放大后送给窗口比较器时，若信号幅度超过窗口比较器的上下限，系统将输出高电平信号；无异常情况时则输出低电平信号。在该比较器中，R9、R10、R11用做参考电压，两个运算放大器用做比较，两个二极管的主要作用是使输出更稳定。窗口比较器的上下限电压 即参考电压 分别为3．8V和1．2V。将这个高低电平变化的信号 上升沿信号 作为单稳电路HEF4538B的触发信号，并让其输出一个脉宽大约为10s的高电平信号。再用这一脉宽信号作为报警电路KD9561的输入控制信号，来使电路产生10s的报警信号，最后用三极管VT1和VT2再一次对电信号进行放大，以便有足够大的电流来驱动喇叭使其连续发出10s的报警声。
4 结束语
用热释电红外传感器设计的监控报警系统具有结构简单、成本低等优点。经过多次测试，该系统工作情况稳定。

热释电红外报警器只能安装在室内，其误报率与安装的位置和方式有极大的关系。正确的安装应满足下列条件：
（1）报警器应离地面2.0～2.2米。
（2）报警器应远离空调、冰箱、火炉等空气、温度变化比较敏感的地方。
（3）报警器探测范围内不得有隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物。
（4）报警器不要直对窗口，否则窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报，有条件的话最好把窗帘拉上。另外，报警器也不要安装在有强气流活动的地方。

热释电红外传感器的报警系统方案-技术文章热释电红外传感器的报警系统方案

目前，市场上出现的热释电人体红外线传感器主要有上海产的SD02、PH5324，德国产的LH1954、LH1958，美国HAMAMATSU公司产P2288，日本NIPPON CERAMIC公司的SCA02-1、RS02D等。虽然它们的型号不一样，但其结构、外型和电参数大致相同，大部分可以彼此互换使用。

Ⅷ 红外线报警器原理 红外线报警器安装

很多人在购买了红外线报警器之后，不知道怎么去安装，看了说明书一遍又一遍，却始终是不得要领。今天小编就来介绍红外线报警器原理及安装方法，一起来看看吧。

一、红外线报警器原理

红外报警器分为主动红外报警和被动红外报警，下面我们就分别来看看主动红外报警和被动红外报警的工作原理分别为何：

主动红外入侵报警器是由发射机和接收机组成，发射机是由电源、发光源和光学系统组成，接收机是由光学系统、光电传感器、放大器、信号处理器等部分组成。主动红外报警器是一种红外线光束遮挡型报警器，发射机中的红外发光二极管在电源的激发下，发出一束经过调制的红外光束(此光束的波长约在0.8～0.95微米之间)，经过光学系统的作用变成平行光发射出去。此光束被岩拿神接收机接收，由接收机中的红外光电传感器把光信号转换成信号，经过电路处理后传给报警控制器。由发射机发射出的红外线经过防范区到达接收机，构成了一条警戒线。正常情况下，接收机收到的是一个稳定的光信号，当有人入侵该警戒线时，红外光束被遮挡，接收机收到的红外信号发生变化，提取这一变化，经放大和适当处理，控制器发出的报警信号。目前此类报警器有二光束、三光束还有多光束的红外栅栏等。一般应用在周界防范居多，最大的优点就是防范距离远，能达到被动红外的十倍以上探测距离。

被动红外报警器主要是根据外界红外能量的变化来判断是否有人在移动。人体的红外能量与环境有差别，当人通过探测区域时，报警器收集到的这个不同的红外能量的位置变化，进而通过分析发出报警。人体都有恒定的体温，一般在37度左右，会发出特定波长10μm左右的红外线，被动红外报警器就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件敏悔在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。

1.被动红外报警器是以探测人体辐射为目标的，所以热释电元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。

2.为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。

3.其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元件。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是报警器无信号输出。

4.一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同不能抵消，经信号处理而报警。

二、家用红外线报警器安装

在安装红外线报警器之前，首先应把报警主机通电放在固定位置，把报警探头挂在约2米高的地方，使其向前下方倾斜，以获得较高的灵敏度。接通电源，经过1分钟左右的延时后，报警器进入警戒状态，这时，若有人进入监控区，即刻报警。报警约1分钟，自动停止。然后重新处于警戒状态。

当主人进入时，首先按一下遥控器上的关机键，随着红外线报警器一声“嘀”响，即关闭了报警器，进入警戒区也不再报警。当主人离开警戒区后，按一下开机键，随一声“嘀”响，报警器重处于警戒状态。

遇到紧急情况，按一下紧急报警键，红外线报警器即紧急报警。

红外线报警器内设有高，中，低三档灵敏度调整，用户可根据需要自行调整。

以上就是小编为您介绍的红外线报警器原理及安装方法，希望能够帮助到您。更多关于红外线报警器的相关资讯，请继续关注土巴兔装修网。

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