人体感应无线报警系统毕业论文.doc

类型： 理工科 物理与应用电子系毕业论文 选题题目:人体感应无线报警系统 所属院系： 物理与应用电子系 学生姓名： 指导老师： 专业名称： 应用电子技术 届 别: 提交日期： 目 录热释电人体感应报警（摘要）1第一章 课题构思3第二章 方案设计与单元设计4第三章 原理说明12调式过程17总结语18致谢19参考文献 20摘 要摘要 采用热释电红外探头检测到人体辐射的红外线能量，并将其转化为电信号，通过对探头接收到的微弱信号加以放大，然后驱动各电路工作，制成热释电人体感应开关，当有人走过测试点（二楼测试点和三楼测试点），热释电红外感应探头感应到人体辐射的红外线，经过无线发射模块转化为电信号再发射到无线接收报警模块上（提醒：接收与发射的范围是100-200米），接收到的电信号经场效应管放大变成电压信号供给给报警电路工作，之后就可以听到滴！滴！滴！滴！的报警声，考虑到人性化，还在无线接收报警电路板上加上了循环彩灯闪烁-用计数器，译码器，分配器和移位寄存器等来实现，目的在于如果觉得报警声好吵的话，可以按下报警切断开关，继而触发彩灯循环闪烁，同样达到报警作用。为了保险起见，还加上了震动报警电路，当红外感应报警出现故障，如果出现震动比如说：玻璃破碎、敲击等，都会触发震动报警电路再次报警。所以 它可应用于电灯的节能自动开关、自动门、安全防护、防盗等设备中。具有很好的发展空间。 关键词：热释电、无线发射体温感应模块 、无线接收报警模块、 微电脑时控开关、震动报警模块第一章 课题构思 1、主要利用热释电、无线发射体温感应模块 、无线接收报警模块、 微电脑时控开关、震动报警模块 来完成毕业设计。 2、在试验楼二楼和三楼人群必须经过的地方分别装上无线发射体温感应模块，无线接收报警模块放在管理员住处，目的在于达到一种不须出门就能知道有人的智能报警系统。3、报警方式有以下几种：方式：有人经过-红外感应-无线发射-无线接收报警并显示楼层；方式：有人经过-红外感应-无线发射-无线接收-彩灯循环闪烁并显示楼层；4、电源部分：交流市电经变压整流电容滤波后形成12V左右的直流电，经三端稳压集成电路稳压后，在其输出端得到稳压的9V电压，这个电压就是整机的工作电源。9V电源一路向报警发音部分供电，另一路经IC5稳压后，得到稳定的5V电压，向信号处理及红外线人体探测器供电。D5和R2是为防止停电而设计的，当市电停电后，可用蓄电池向报警器供电。5、 故障问题的解决，由于有部分是集成化模块，所以如果出现问题，可以比较很简单的定位具体问题出现在哪里，这也是考虑到这个报警系统的使用性。为了使设计更完美，所以要求我们在焊接安装过程中要仔细、安装完要细心调试。6、也就是我们组员之间的团队合作，大家要分工明确，遇到问题时互相讨论，特别是安装时要用到电钻、锤子、还要爬楼梯，这些都是要注意安全的，也要合作共同完成的。7、信号处理：当有人在布防区域内走动时，无线人体控测器输出一个高电平信号，主机收到这个高电平后，控制继电器吸合，报警电路工作。 第二章 方案设计近年来，由于中，大规模集成电路的迅速发展，使得数字逻辑电路的设计发生了根本性的变化。在设计中更多的使用中。大规模集成电路，不仅可以减少电路组件的数目，使电路简捷，而且能提高电路的可靠性，降低成本。总体方案设计如下：1.据总的功能和技术要求，把复杂的逻辑系统分解成若干个单元系统，单元的数目不宜太多，每个单元也不能太复杂，以方便检修。2.个单元电路由标准集成电路来组成，选择合适的集成电路及器件构成单元电路。3.各个单元电路间的连接，所有单元电路在时序上应协调一致，满足工作需求，相互间电气特性应匹配，保证电路能正常，协调工作。2.1基本框架原理图无 线 发 射人体感应开关 彩灯循环显示切换开关报 警无 线 接 收显示楼层第三章 单元电路设计3.1人体感应开关 人体感应开关是利用热释电原理，当有人移动时就会产生电信号的变化。主要构成元件：热释电红外传感器、红外热释电处理芯片BISS0001等分类元件电源部分220V交流电经过变压器的变压成12V的交流电压，再经整流滤波7812稳压滤波形成12V的直流电压。电路图如下。热释电红外传感器敏感元件，是用热释电人体红外材料制成，先把热释电材料制成很小的薄片，再把薄片两面镀上电极，构成两个串联的有极性的小电容器。将极性相反的两个敏感元做在同一晶片上，是为了抑制由于环境与自身温度变化而产生热释电信号的干扰。而热释电人体红外传感器在实际使用时，前面要安装透镜，通过透镜的外来红外辐射只会聚在一个敏感元上，以增强接收信号。热释电人体红外传感器的特点是它只在由于外界的辐射而引起它本身的温度变化时，才给出一个相应的电信号，当温度的变化趋于稳定后就再没有信号输出，所以说热释电信号与它本身的温度的变化率成正比，或者说热释电红外传感器只对运动的人体敏感，应用于当今探测人体移动报警电路中。 热释电红外传感器实物图热释电效应原理 当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷，这种由于热变化产生的电极化现象，被称为热释电效应。通常，晶体自发极化所产生的束缚电荷被来自空气中附着在晶体表面的自由电子所中和，其自发极化电矩不能表现出来。当温度变化时，晶体结构中的正负电荷重心相对移位，自发极化发生变化，晶体表面就会产生电荷耗尽，电荷耗尽的状况正比于极化程度，图1表示了热释电效应形成的原理。  2.5菲涅尔透镜热释电人体红外传感器只有配合菲涅尔透镜使用才能发挥最大作用。不加菲涅尔透镜时，该传感器的探测半径可能不足2m，配上菲涅尔透镜则半径可达10m，甚至更远。菲涅尔透镜是用普遍的聚乙烯制成的，安装在传感器的前面。透镜的水平方向上分成三个部分，每一部分在竖直反向上又分成若干不同的区域，所以菲涅尔透镜实际是一个透镜组。当光线通过透镜单元后，在其反面则形成明暗相间的可见区和盲区。每个透镜单元只有一个很小的视场角，视场角内为可见区，之外为盲区。而相邻的两个单元透镜的视场既不连续，更不交叠，却都相隔一个盲区。当人体在这一监视范围中运动时，顺次的进入某一单元透镜的视场，又走出这一视场，热释电传感器对运动的人体一会儿看到，一会又看不到，再过一会又看到，然后又看不到，于是人体的红外辐射不断改变热释电体的温度，使它输出一个又一个相应的信号。输出信号的频率大约为0.1-10HZ,这一频率范围由菲涅尔透镜、人体运动速度和热释电人体红外传感器本身的特性决定。菲涅尔透镜不仅是形成可见区和盲区，还有聚焦作用。其焦距一般为5cm左右，应用时视不同传感器所配有的透镜也不同，一般把透镜固定在传感器正前方1-5cm处。菲涅尔透镜形成圆弧状，透镜的焦距正好对准传感器敏感元的中心。菲涅耳透镜实物图菲涅耳透镜（图3）根据菲涅耳原理制成，把红外光线分成可见区和盲区，同时又有聚焦的作用，使热释电人体红外传感器 (PIR) 灵敏度大大增加。菲涅耳透镜折射式和反射式两种形式，其作用一是聚焦作用，将热释的红外信号折射（反射）在PIR上；二是将检测区内分为若干个明区和暗区，使进入检测区的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号，这样PIR就能产生变化电信号。 如果我们在热电元件接上适当的电阻，当元件受热时，电阻上就有电流流过，在两端得到电压信号。红外热释电处理芯片BISS0001BI 0001是一款高性能的传感信号处理集成电路。静态电流极小，配以热释电红外传感器和少量外围元器件即可构成被动式的热释电红外传感器。广泛用于安防、自控等领域能。特 点CMOS工艺数模混合具有独立的高输入阻抗运算放大器内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰内设延迟时间定时器和封锁时间定时器采用16脚DIP封装管脚图管脚说明引脚名称I/O功能说明1AI可重复触发和不可重复触发选择端。当A为“1”时，允许重复触发；反之，不可重复触发2VOO控制信号输出端。由VS的上跳前沿触发，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。3RR1-输出延迟时间Tx的调节端4RC1-输出延迟时间Tx的调节端5RC2-触发封锁时间Ti的调节端6RR2-触发封锁时间Ti的调节端7V -工作电源负端8VRFI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9VCI触发禁止端。当VcVR时允许触发(VR0.2VDD)10IB-运算放大器偏置电流设置端11VDD-工作电源正端122OUTO第二级运算放大器的输出端132IN-I第二级运算放大器的反相输入端141IN+I第一级运算放大器的同相输入端151IN-I第一级运算放大器的反相输入端161OUTO第一级运算放大器的输出端人体感应开关整体图人体感应开关实物图2.6无线发射电路无线发射电路主要是由集成块