1、1一、课题的任务及要求课题的任务：热释电红外报警器是一种通过热释电红外传感器探测人体发射的10微米左右特定波长的红外线而释放报警信号的报警装置。利用红外热释传感器探测人体目标，在检测到可疑目标时，控制音乐片发出响亮的报警声。设计技术要求为：1. 报警器可探测的距离大于3米； 2. 静态功耗小于10mA; 3. 供电电压为6，可以通过电池串联作为供电源。4. 制作产品并调试。5. 其他创新、或特色；设计的作用、目的:1.学会选择及分析原理图 2.认识并了解常用的电子器件。3.掌握常用电子器件的应用，并进行设计和综合分析应用。 4.培养自我学习能力及逻辑思维能力。5.提高自己的动手能力及培养自己的
2、耐心及细心。2二、总体方案设计设计方案的选择：设计方案一：此报警系统是释电红传感器接收红外线转换为电信号，经过整流电路再将信号放大，经过延时、比较驱动报警器以及发光二极管发光此系统主要用到BISS0001集成芯片完成放大延时以及比较的功能。设计方案二：系统用LMS232芯片进行放大，另外利用电容和电阻进行对信号的处理。设计方案三：此方案采用分立元件用LM324芯片完成放大的功能和NE555单稳态触发器完成延时的功能。三种方案我们经比较方案一较简单且易实现因此最终选择方案一。设计的具体实现：系统概述：热释电红外报警器的组成如下图所示。红外线到达红外探测器。这时，热释电红外探测器将输出脉冲信号，脉
3、冲信号经放大和滤波后，电压比较器将其与基准值进行比较，当输出信号达到一定值时，报警电路发出警报。 实际原理框图：实际原理图的框图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3电信号以供信号处理部分使用；原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三、硬件电路设计热释电红热外传感器传感器简介：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。热释电红外传感器是一种被动式调制型温度敏感器，也称热探测型传感器。可用来直接接收目标
4、物体发射的红外线并将其转换为电压信号输出，且不需要红外发射传感器。热释电红外传感器反应速度快、灵敏度高、准确度高、使用方便，尤其是可以进行非接触式测量。主要应用在各类入侵报警、自动开关、非接触式测温、火焰报警、设备故障的诊断等自动化设施中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。 传感
5、器结构图：4热释电红外传感器的结构如图2所示。其内部敏感元件、场效应管、高阻电阻、滤光片等组成，并向壳内冲入氮气封装起来。图3为引脚功能。图2 内部结构 图3 引脚功能红外传感信号处理器BISS0001红外传感信号处理器是运算放大器、电压比较器、和状态控制、延迟时间定时器、封锁时间定时器以及参考电压源等构成的数模混合专用集成电路。可广泛应用于多种传感器和延时控制器。图4为其引脚图，图5为其信号处理器的原理图。5图4 BISS000引脚图 图5BISS0001红外传感信号处理器的原理框图 管脚图管脚说明 引脚 名称 I/O 1 2 A VO 功能说明 I 可重复触发和不可重复触发选择端。当A为“
6、1”时，允许重复触发；反之，不可重复触发 O 控制信号输出端。VS的上跳变沿触发，使Vo输出从低电平跳变到高电平时视为有效触发。在输出延迟时间Tx之外和无VS的上跳变时，Vo保持低电平状态。 - 输出延迟时间Tx的调节端 6RR14 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 RC1 RC2 RR2 VSS VRF VC IB VDD 2OUT 2IN- 1IN+ 1IN- 1OUT - 输出延迟时间Tx的调节端 - 触发封锁时间Ti的调节端 - 触发封锁时间Ti的调节端 - 工作电源负端 I 参考电压及复位输入端。通常接VDD，当接“0”时可使定时器复位 I 触发禁止端。当
7、VcVR时允许触发（VR） - 运算放大器偏置电流设置端 - 工作电源正端 O 第二级运算放大器的输出端 I 第二级运算放大器的反相输入端 I 第一级运算放大器的同相输入端 I 第一级运算放大器的反相输入端 O 第一级运算放大器的输出端热释电红外传感器的主要工作参数：工作电压：常用的热释电红外传感器的电压工作范围为315v;工作波长：通常为14um; 源极电压：通常为,R=47K; 输出信号电压：通常大于；检测距离；常用的热释红外传感器检测距离约为6到10米 水平角度:约为120度； 工作温度范围：-10到+40度。系统电路图：7 图6 信号处理电路上图中，运算放大器OP1将热释电红外传感器的
8、输出信号作第一级放大，然后C3耦合给运算放大器OP2进行第二级放大，再经电压比较器COP1和COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号Vs去启动延迟时间定时器，输出信号Vo经晶体管T1放大驱动继电器去接通负载。上图中，R3为光敏电阻，用来检测环境照度。当作为照明控制时，若环境较明亮，R3的电阻值会降低，使9脚的输入保持为低电平，从而封锁触发信号Vs。SW1是工作方式选择开关，当SW1与1端连通时，芯片处于可重复触发工作方式；当SW1与2端连通时，芯片则处于不可重复触发工作方式。输出延迟时间Tx外部的R9和C7的大小调8整，值为Tx24576xR9C7；触发封锁时间Ti外部的R10和C6的
9、大小调整，值为Ti24xR10C69四、制作与调试制作：根据原理图，我们首先购买了一些所需的基本元器件及三端集成稳压器78L05，红外传感信号处理器BISS0001和蜂鸣器，接着根据原理图进行布局和插元器件，经过焊接和按照原理图将一些器件进行串联和并联。我们制作好了热释电红外报警器。调试：接着我们插上电源进行调试。但调试过程并不顺利。一开始两块电路板均存在问题，经过一些时间的分析和修改，我们制作的其中一块电路板对移动物体比较敏感，当遮住光敏电阻用手在热释电红外传感器附近晃动时，我们可以听到蜂鸣器发出声音，并且指示灯亮。当手移开或静止不动时，蜂鸣器不发出声音，指示灯也不亮。这正符合我们制作的任务，此报警器在白天不工作，只在晚上工作，因此调试的时候要遮住光敏电阻，此电路板的制作比较成功。在此过程中，我们对原理图及所要用到的部分芯片等有所了解，对焊接技术也更熟练，收获还是比较大的。五、总结10
