紅外傳感器文獻(xiàn)綜述(共9頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上單位代碼 01 學(xué)號(hào) 分 類 號(hào) TN7 密 級(jí) 文獻(xiàn)綜述關(guān)于紅外報(bào)警器的綜述 院（系）名稱信息工程學(xué)院 專業(yè)名稱電子信息工程 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師2013年 3月20日專心-專注-專業(yè)關(guān)于紅外線報(bào)警器的綜述摘 要隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和安全防范意識(shí)的增強(qiáng)，人們?cè)絹碓阶⒅刈陨硭幍沫h(huán)境是否安全。當(dāng)家中無人或者僅有老人孩子在家時(shí)，必須考慮家庭成員生命和財(cái)產(chǎn)的絕對(duì)安全。目前，許多住宅小區(qū)的安防主要依靠安裝防盜窗、防盜門以及人工防范。這樣不僅有礙美觀，不符合防火的要求，而且不能有效地防止壞人的侵入。報(bào)警器的應(yīng)用類型非常多，但熱釋電紅外線報(bào)警器是最廣泛的，因?yàn)樗闹谱骱?/p>

2、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(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。本文簡要通過對(duì)紅外報(bào)警器組成的個(gè)個(gè)模塊進(jìn)行分析，介紹了紅外報(bào)警器的兩種常見方式即：主動(dòng)式和被動(dòng)式，進(jìn)而又分析了兩種方式的選擇原則，最后有對(duì)紅外線報(bào)警器的發(fā)展前景進(jìn)行了預(yù)測(cè)。 關(guān)鍵詞：紅外線，熱釋電傳感器，報(bào)警器，單片機(jī)引 言隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)其住宅的要求也越來越高，表現(xiàn)在不僅希望擁有舒適、溫馨的住所，而且對(duì)安全性、智能性等方面也提出了更高的要求。相反地，經(jīng)濟(jì)的快速增長也帶來了相當(dāng)大的負(fù)面社會(huì)效應(yīng)，城鄉(xiāng)、區(qū)域收入差距進(jìn)一步拉

3、大，流動(dòng)人口也開始迅速增加，盜竊、入室搶劫等刑事案件也呈現(xiàn)出了增長趨勢(shì)，人們?cè)絹碓娇释幸粋€(gè)安全生活的空間，但是犯罪分子的作案手段越來越高明，他們甚至采用一些高科技的作案手段，使得以往那種依靠安裝防盜門窗、或靠人防的防范方式越來越不能滿足人們?nèi)粘７婪兜囊?。這時(shí)，傳統(tǒng)的家庭住宅顯然己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需求。人們迫切需要一種智能型的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)，能可靠的進(jìn)行日常安全防范工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種險(xiǎn)情并通知戶主，以便將險(xiǎn)情消滅在萌芽狀態(tài)，這樣人們便可安心工作，同時(shí)也保證了居民的生命財(cái)產(chǎn)不受損失。于是有關(guān)家庭、辦公室和倉庫等處的安全防范和自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的開發(fā)研制日益被科研單位和生產(chǎn)廠家所重視，現(xiàn)在市場(chǎng)上

4、也出現(xiàn)了各種名目繁多的報(bào)警裝置，但多由于可靠性較差、功能單一或造價(jià)高而難于普及。而隨著電子通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，單片微機(jī)以其具有體積小、價(jià)格低、集成度高、性價(jià)比高等突出優(yōu)點(diǎn)已在工業(yè)控制、智能儀表、數(shù)控機(jī)床、數(shù)據(jù)采集以及各種家用電器等方面得到了廣泛應(yīng)用。因此利用單片機(jī)和一些簡單的外圍器件來開發(fā)一種適合于家庭的低價(jià)位、運(yùn)行可靠的智能型安全防范報(bào)警系統(tǒng)安全防范系統(tǒng)，對(duì)室內(nèi)出現(xiàn)入室盜竊等自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息并通知戶主進(jìn)行及時(shí)處理已經(jīng)勢(shì)在必行。報(bào)警器的類型多種多樣，例如：紅外監(jiān)控?zé)o線報(bào)警器,超聲波防盜報(bào)警器,紅外線防盜報(bào)警器，高靈敏紅外報(bào)警器，觸摸式延時(shí)防盜報(bào)警器, 觸摸式防盜報(bào)警器,紅外報(bào)警器, 紅外線聲光

5、報(bào)警器等。紅外線作為一種不可見光，有很強(qiáng)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(yīng)用。所以在眾多報(bào)警器的分類方式中，紅外線報(bào)警器由于簡單實(shí)用，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠而被廣泛應(yīng)用。紅外報(bào)警器直接決定系統(tǒng)的靈敏度與穩(wěn)定性，是整個(gè)系統(tǒng)品質(zhì)的保障，紅外防盜報(bào)警器又稱紅外探測(cè)器。中國安防廠商在這些年，無論在技術(shù)的掌握與生產(chǎn)能力的提升上，均有明顯的改善，這都?xì)w功于中國廠商的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)，并致力于降低成本，使中國安防產(chǎn)品開始得到廠商們的認(rèn)可，加上低價(jià)對(duì)于甲方有著重要的吸引力，使得本國產(chǎn)品在市場(chǎng)上成長迅速。雖然本國產(chǎn)品的品質(zhì)仍與進(jìn)口產(chǎn)品有段差距，但在用戶對(duì)安防產(chǎn)品不熟悉的情況

6、下，中國安防產(chǎn)品扔極具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。紅外報(bào)警器大多數(shù)采用國外的先進(jìn)技術(shù),其功能也非常先進(jìn)。其中包括被動(dòng)式熱釋電型紅外報(bào)警器,也即是畢業(yè)設(shè)計(jì)將研究的產(chǎn)品。2紅外報(bào)警器的組成 紅外由和組成.探測(cè)一旦探測(cè)到入侵,紅外報(bào)警器立即把報(bào)警入侵信號(hào)無線密碼傳輸?shù)綀?bào)警主機(jī),主機(jī)接收到報(bào)警信號(hào)后,會(huì)立即啟動(dòng)高分貝警笛,紅外報(bào)警器主機(jī)面板上的顯示報(bào)警防區(qū),防區(qū)路數(shù)0-4路,明確顯示入侵方位. 紅外線報(bào)警器的框圖，如圖1所示。光學(xué)系統(tǒng)待測(cè)目標(biāo)紅外傳感器報(bào)警電路信號(hào)處理 圖1 紅外報(bào)警器框圖一、 待測(cè)目標(biāo)根據(jù)待側(cè)目標(biāo)的紅外輻射特性可進(jìn)行的設(shè)定。二、 光學(xué)系統(tǒng)它接收目標(biāo)的部分紅外輻射并傳輸給紅外傳感器。相當(dāng)于雷達(dá)天線，常用

7、是物鏡。三、 紅外探測(cè)器紅外探測(cè)器是紅外線報(bào)警器中一重要組成部分，紅外探測(cè)器是將入射的紅外輻射信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸出的器件。要察覺這種輻射的存在并測(cè)量其強(qiáng)弱，必須把它轉(zhuǎn)變成可以察覺和測(cè)量的其他物理量。一般說來，紅外輻射照射物體所引起的任何效應(yīng)，只要效果可以測(cè)量而且足夠靈敏，均可用來度量紅外輻射的強(qiáng)弱。現(xiàn)代紅外探測(cè)器所利用的主要是紅外熱效應(yīng)和光電效應(yīng)。這些效應(yīng)的輸出大都是電量，或者可用適當(dāng)?shù)姆椒ㄞD(zhuǎn)變成電量。一個(gè)紅外探測(cè)器至少有一個(gè)對(duì)紅外輻射產(chǎn)生敏感效應(yīng)的物體，稱為響應(yīng)元。此外，還包括響應(yīng)元的支架、密封外殼和透紅外輻射的窗口。有時(shí)還包括致冷部件、光學(xué)部件和電子部件等。從目前應(yīng)用的情況來看，紅外探測(cè)有

8、如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)于可見光，尤其是在夜間和惡劣天候下的工作能力；隱蔽性好，一般都是被動(dòng)接收目標(biāo)的信號(hào)，比雷達(dá)和激光探測(cè)安全且保密性強(qiáng)，不易被干擾；由于是目標(biāo)和背景之間的溫差和發(fā)射率差形成的紅外輻射特性進(jìn)行探測(cè)，因而識(shí)別偽裝目標(biāo)的能力優(yōu)于可見光；與雷達(dá)系統(tǒng)相比，紅外系統(tǒng)的體積小，重量輕，功耗低；作為高新技術(shù)的紅外探測(cè)技術(shù)在未來的應(yīng)用將更加廣泛，地位更加重要。紅外探測(cè)器是將不可見的紅外輻射能轉(zhuǎn)變成其它易于測(cè)量的能量形式的能量轉(zhuǎn)化器，作為紅外整機(jī)系統(tǒng)的核心關(guān)鍵部件，紅外探測(cè)器的研究始終是紅外物理與技術(shù)發(fā)展的中心。四、 信號(hào)處理將探測(cè)的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波，并從這些信號(hào)中提取出信息。然后將此類信

9、息轉(zhuǎn)化成為所需要的格式，最后輸送到控制設(shè)備或者顯示器中。五、 報(bào)警電路報(bào)警電路主要用蜂鳴器用于報(bào)警，主要是信息由信號(hào)處理部分處理后送到控制設(shè)備，之后有報(bào)警器報(bào)警。3紅外線報(bào)警器的分類 許多外國廠商也承認(rèn)，以前外商大幅度依靠技術(shù)優(yōu)勢(shì)來應(yīng)對(duì)中國國產(chǎn)品的成本優(yōu)勢(shì)，但近年來差距已經(jīng)縮小，優(yōu)勢(shì)漸減，可見中國廠商在技術(shù)上已經(jīng)逐步趕上外廠商，部分廠商更具有創(chuàng)新能力，推出具特色的產(chǎn)品，使得中國安防產(chǎn)品的水準(zhǔn)大幅度提高這個(gè)現(xiàn)象主要來自許多廠商對(duì)于品牌意識(shí)與產(chǎn)品質(zhì)量的重視，加大了投資于研發(fā)力度。紅外線報(bào)警器分主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種1。主動(dòng)式紅外線報(bào)警器，是報(bào)警器主動(dòng)發(fā)出紅外線，紅外線碰到障礙物，就會(huì)反彈回來，被報(bào)警器

10、的探頭接收。如果探頭監(jiān)測(cè)到，紅外線是靜止不動(dòng)的，也就是不斷發(fā)出紅線線又不斷反彈的，那么報(bào)警器就不會(huì)報(bào)警。當(dāng)有會(huì)動(dòng)的物體觸犯了這根看不見的紅線的時(shí)候，探頭就會(huì)檢測(cè)到有異常，就會(huì)報(bào)警。被動(dòng)式報(bào)警器少了一項(xiàng)功能，就是發(fā)射紅外線。物理學(xué)上告訴我們，當(dāng)物體的溫度高于0K的時(shí)候，就會(huì)發(fā)出紅外線，換句話說任何物體都能發(fā)出紅外線2。而其后的原理，被動(dòng)式報(bào)警器和主動(dòng)式是一樣的。紅外線報(bào)警器對(duì)溫度敏感，溫度越高的物體輻射出的紅外線越強(qiáng)，當(dāng)感應(yīng)到環(huán)境中存在高出背景強(qiáng)度的輻射時(shí),就觸發(fā)報(bào)警。被動(dòng)式紅外報(bào)警器主要由菲涅耳光學(xué)系統(tǒng)、熱釋電紅外傳感器、信號(hào)濾波和放大電路、信號(hào)處理和報(bào)警電路等幾部分組成( 如圖2 所示) 。

11、圖2 被動(dòng)式紅外報(bào)警器組成框圖菲涅爾透鏡一般采用聚乙烯塑料片制成，顏色為乳白色或黑色，呈半透明狀，但對(duì)波長為10Lm左右的紅外線來說卻是透明的。菲涅耳透鏡的焦點(diǎn)一般為5 厘米左右，除有聚焦作用還可形成可見區(qū)和盲區(qū)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)一般把菲涅耳透鏡固定在傳感器正前方1 5 厘米的地方。當(dāng)物體射出的紅外線通過菲涅耳透鏡后，傳到熱釋電紅外探測(cè)器，這時(shí)熱釋電紅外探測(cè)器將輸出脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)經(jīng)放大和濾波后，由電壓比較器將其與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，當(dāng)輸出信號(hào)達(dá)到一定值時(shí)，報(bào)警電路發(fā)出警報(bào)。被動(dòng)式熱釋電紅外探頭的優(yōu)點(diǎn)是本身不發(fā)生各種類型的輻射，器件的功耗小、隱蔽性好、價(jià)格低。缺點(diǎn)是具有容易受各種熱源、光源及射頻輻射的

12、干擾；被動(dòng)紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收；當(dāng)環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測(cè)和靈敏度下降，有時(shí)還會(huì)短時(shí)失靈。主動(dòng)式紅外探測(cè)器是由收、發(fā)裝置兩部分組成3。發(fā)射裝置向裝在幾米甚至于幾百米遠(yuǎn)的接收裝置輻射一束紅外線，當(dāng)被遮斷時(shí)，接收裝置即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，因此，它也是阻擋式報(bào)警器，或稱對(duì)射式探測(cè)器。通常，發(fā)射裝置由多諧振蕩器、波形變換電路、紅外發(fā)光管及光學(xué)透鏡等組成。振蕩器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，經(jīng)波形變換及放大后控制紅外發(fā)光管產(chǎn)生紅外脈沖光線，通過聚焦透鏡將紅外光變?yōu)檩^細(xì)的紅外光束，射向接收端。接收裝置由光學(xué)透鏡、紅外光電管、放大整形電路、功率驅(qū)動(dòng)器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成4。光電管將接收到的紅外

13、光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)整形放大后推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟動(dòng)報(bào)警設(shè)備。主動(dòng)式紅外報(bào)警器有較遠(yuǎn)的傳輸距離，因紅外線屬于非可見光源，入侵者難以發(fā)覺與躲避，防御界線非常明確。主動(dòng)式紅外報(bào)警器是點(diǎn)型、線型探測(cè)裝置，除了用作單機(jī)的點(diǎn)警戒和線警戒外，為了在更大范圍有效地防范，也可以利用多機(jī)采取光墻或光網(wǎng)安裝方式組成警戒封鎖區(qū)或警戒封鎖網(wǎng)，乃至組成立體警戒區(qū)。單光路由一個(gè)發(fā)射器和一個(gè)接收器組成。雙光路由兩對(duì)發(fā)射器和接收器組成5。兩對(duì)收、發(fā)裝置分別相對(duì)，是為了消除交叉誤射；多光路構(gòu)成警戒面；反射單光路構(gòu)成警戒區(qū)。4主動(dòng)式與被動(dòng)式的選擇被動(dòng)紅外報(bào)警器主要是根據(jù)外界紅外能量的變化來判斷是否有人在移動(dòng)。人體的紅外能量與環(huán)境有差

14、別，當(dāng)人通過探測(cè)區(qū)域時(shí)，收集到的這個(gè)不同的紅外能量的位置變化，進(jìn)而通過分析發(fā)出報(bào)警。但報(bào)警探頭探測(cè)到外界環(huán)境不只是探測(cè)到人體發(fā)出的紅外能量，許多物體在一定的條件下都會(huì)散發(fā)紅外能量，而在可見光中這種能量尤其突出，所以任何被動(dòng)紅外報(bào)警器的抗白光干擾就成了一個(gè)重要的指標(biāo)，這對(duì)探測(cè)器的誤報(bào)率起著決定性的作用，。建議企業(yè)在室內(nèi)使用被動(dòng)報(bào)警器，因?yàn)槭覂?nèi)光線穩(wěn)定、紅外能量比較恒定的情況下，這種環(huán)境下探測(cè)效果非常好。企業(yè)在選擇紅外報(bào)警器時(shí)候應(yīng)該根據(jù)自身的環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行的選擇，這樣才能使紅外線防盜系統(tǒng)發(fā)揮最大的作用。相比被動(dòng)紅外報(bào)警器，主動(dòng)紅外系統(tǒng)一般用在周界防范，在選擇主動(dòng)紅外報(bào)警器時(shí)，也需要注意以下問題：1、

15、主動(dòng)紅外入侵報(bào)警器受霧影響嚴(yán)重，室外使用時(shí)均應(yīng)選擇具有自動(dòng)增益功能的設(shè)備(此類設(shè)備當(dāng)氣候變化時(shí)靈敏度會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié));另外，所選設(shè)備的探測(cè)距離實(shí)際警戒距離留出20%以上的余量，以減少氣候變化引起系統(tǒng)的誤報(bào)警。多霧地區(qū)、環(huán)境臟亂風(fēng)沙較大地區(qū)的室外不宜使用主動(dòng)紅外入侵測(cè)器。2、在室外使用時(shí)一定要選用雙光束或3光束主動(dòng)紅外入侵報(bào)警器，以減少動(dòng)物、落葉等引起系統(tǒng)的誤報(bào)警。3、在圍墻上、屋頂上或空曠地帶使用主動(dòng)紅外入侵報(bào)警器時(shí)，應(yīng)選擇具有避雷功能的設(shè)備。遇有折墻，且距離又較近時(shí)，可選用反射器件，以減少報(bào)警器使用數(shù)量。5紅外線報(bào)警器前景數(shù)字化、無線化、集成化是紅外線防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展的要求，所以我們不難發(fā)

16、現(xiàn)防盜報(bào)警的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)： （1）更穩(wěn)定可靠：如探測(cè)器可抗RFI/EMI（電磁干擾/射頻干擾）、防雷電等，以適應(yīng)惡劣氣候；（2）更多樣的功能：如探測(cè)器可調(diào)頻、防遮擋、防噴蓋、防破壞等； （3）更精美、小巧的外觀：以符合品味日益提高的室內(nèi)裝潢需求； （4）更智能化的設(shè)計(jì)：方便地設(shè)/撤防，人性化的操作界面； （5）更強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)功能；（6）更方便的擴(kuò)展性。 上述發(fā)展趨勢(shì)，事實(shí)上都建立在數(shù)字化、無線化、集成化的三大核心技術(shù)基礎(chǔ)上?？?結(jié)通過近段時(shí)間查書以及上網(wǎng)查資料，我對(duì)這次設(shè)計(jì)有了一個(gè)宏觀的把握，對(duì)紅外線報(bào)警器的發(fā)展、原理以及市場(chǎng)價(jià)位等都有了一個(gè)詳細(xì)的了解，開拓了視野，同時(shí)通過對(duì)比別人的設(shè)計(jì)，有了自

17、己的想法，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)組成是紅外探測(cè)器、蜂鳴報(bào)警器、MCS-51單片機(jī)控制電路、LED報(bào)警電路組成，平時(shí)傳感器輸出低電平，當(dāng)有人在探測(cè)區(qū)范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)輸出低電平變?yōu)楦唠娖?，此高電平輸入單片機(jī)，作為單片機(jī)的外部觸發(fā)信號(hào)處理，經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部軟件編程處理后，單片機(jī)輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路開始報(bào)警。該報(bào)警器的最大特點(diǎn)就是使用戶能夠操作簡單、易懂、靈活；且安裝方便、智能性高、誤報(bào)率低。隨著現(xiàn)代人們安全意識(shí)的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，相信報(bào)警器必將在更廣闊的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)1吳政江. 單片機(jī)控制紅外線防盜報(bào)警器J. 錦州師范學(xué)院學(xué)報(bào), 2001.12-20.2張萬忠. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)M . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.70-83.3黃繼昌.電子元器件應(yīng)用M.北京:人民郵電出版社,2004:89-92.4謝主紅.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué),2003:84-93.5閻 石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）M. 北京:高等教育出版社.1998:133-142.6黃新易.報(bào)警器誤報(bào)及其處理J.實(shí)用電子學(xué)報(bào)，2008,8(1): 8-9.7黃玉林.主動(dòng)式與被動(dòng)式防盜報(bào)警器的討論J. 無線電子學(xué)雜