毕业设计（论文）基于AT89S51红外探测电话自动防盗报警系统的设计.doc

基于AT89S51红外探测电话自动防盗报警系统的设计专业名称：电子信息科学与技术 作者姓名：冯高 指导老师：罗韩君摘要：随着科学技术的发展以及人们生活水平的提高与安全意识的加强，家庭、企业、机关等场所的安全防范和自动报警系统的研究与设计日益被科研单机和生产厂商所重视。本文介绍了入侵探测与智能报警系统的原理及组成，通过传感器的检测和电话自动拨号实现智能报警。本系统采用红外探测元件对入侵信号进行捕获，当有入侵信号时，由单片机控制中心（AT89S51）发出相应信号控制电话接口电路，自动拨打预设电话号码进行报警；系统的语音电路可进行15s录音，对警情进行说明；同时进行扬声器报警，可以起到震嚇入侵者的作用。关键字：入侵探测；报警系统；自动拨号；AT89S51单片机Abstract: According to the development of science & technology, the improvement of living standard, and the enhancement of people's security consciousness, the security and research & design of automatic alarming system of such places as homes, enterprises and organs，has been highly focused on by institutes and producers.My paper introduces the principle and constitution of invasive detection and automatic alarm，in order to get automatic alarm through the inspection of transducer and telephone automatic-dial system. The system apply infrared detection component to catch invasive signal. When a signal breaks, the relative signal sent by SCM (AT89S51) will control the phone circle, and dial the phone automatically to alarm. The recorded circle can record for 15 seconds and describe the alarming situation. At the same time, it can alarm by loudspeaker system, which can fear the intruder. Key Words: invasive detection, alarming system, automatic dialing, AT89S51目录1 入侵探测和防盗报警系统概述-011.1安全防范及防盗系统的组成和功能-011.1.1 探测器或传感头-011.1.2 报警控制中心（或控制器）-021.1.3 探测信号通道-021.1.4 声光报叫电路-021.1.5 供电电源-021.1.6 附属电路-021.1.7 录音录像设备-021.2 入侵探测器的类型和选型-021.2.1 震动式入侵探测器-031.2.2 声控式探测器-031.2.3 超声波探测器-031.2.4 微波探测器-031.2.5 电场畸变探测器-031.2.6 开关型报警器-031.2.7 主动式红外入侵探测器-041.2.8 被动式红外入侵探测器-041.2.9 红外激光入侵探测器-041.3复合探测技术-041.3.1 单技术探测器的局限性-041.3.2 复合探测技术报警器-042 红外探测报警原理与应用-062.1 主动红外探测报警器-062.1.1 单音脉冲方波红外探测报警系统-062.1.2 载波调制式红外探测报警系统-062.2 热释电红外探测报警器-072.2.1热释电红外传感器件的组成-083 基于AT89S51的红外探测电话自动防盗报警系统的设计-09 3.1 系统组成及原理框图-093.2 系统硬件电路的设计-103.2.1 红外探测及信号处理模块-123.2.2 DMTF拨号模块-133.2.3 数字语音模块-153.2.4 看门狗及串行储存电路-173.3 系统软件设计-193.3.1 主程序部分-193.3.2 自动拨号部分-203.3.3 汇编程序-214 结束语-245 参考文献-246 致谢-251 入侵探测和防盗报警系统概述1.1安全防范及防盗系统的组成和功能防盗报警装置或系统种类繁多，大体上可分为微型、小型、中型和大型四种电子防盗报警装置或系统。微型装置或系统主要指用于个人防护或单个物体监护的电子装置，功能单一，体积小巧，如用于孩童走失，钱包、公文包被盗或丢失，机件被拆或盗走等。小型装置或系统主要用于点防范或单间房的监护，如门、窗、柜台、保险柜或单间房间特定部位的监护或安全防范。中型装置或系统用于商店、库房、银行、庭院等的监护和防范，可对多个点、而进行探测和监控，将点、面上的所有入侵信号和监控信号都汇总到一个主控制中心，构成一个统一的监控网络。监控显示屏和监视板上可显示出有警情的点或面。大型报警系统通常是一个综合安全防范系统，它不仅有入侵防盗的功能，还有防火、防暴和安全检查等功能。它的传感头或探测器分别置于各监测面的必经道口或要害处，采用多种探测或传感方式（如机电式、感应式、冲击振动式、微波多普勒式、主动红外式以及热释电红外式等），实现点、面、三维空间联合防护。每个探测点发出的警情信号均汇集到报警控制中心，控制器采用大容量的CPU，使信号和控制实现计算机总线控制，对来自各探测点或监视区的信号进行自动分析、判断、报告和记录，并与保安机关或警察机关联网，形成一个性能完善的安全防范网络。防盗报警装置或系统各类繁多，但像模像样一种报警器都有以下基本部分：传感（或探测）器、控制部分、警报产生部分、声光报叫部分和供电源。各部分的配置，视安全防范技术要求，简单复杂、大小各异，应根据用途、场合分别设计和配置。电子防盗报警装置的基本组成如图1-1所示。图1-1 电子防盗报警装置的基本组成框图下面对各基本组成部分进行介绍：1.1.1 探测器或传感头 探测器或传感头用来探测来犯者的行动或在其作案时发出报警信号，它通常是由电子电路和机械部件组成的装置。探测器通常由传感器和信号处理器组成。有的探测器只有传感器而没有信号处理器。传感器是一种将来自外界的信息或物理量转换成电信号的装置。在入侵探测器中，传感器通常把位移、振动、压力、音响、光等物理量转换成电参量（如电压、电流、电阻等）。传感器在报警装置中作为一种功能机件，犹如人的感觉器官。信号处理器的作用是对传感器获取的电参量进行放大、滤波和处理，将其转换成合适的有用信号。通常，将这种信号称探测（电）信号。1.1.2 报警控制中心（或控制器） 对于小型报警装置，常使用控制器这一术语；中、大型报警装置（或系统）防范区域大，功能多，常用控制中心或报警调控中心等术语。控制器通常由报警信号处理器和报警装置组成。信号处理器用于对探测器传来的电信号进行处理，判断出电信号中“有”或“无”情况，并输出相应的判断指令。若探测电信号中含有入侵者电信号，则信号处理器会发出告警指令，并触发声光报警电路，发出告警信号；若探测电信号中无入侵者电信号，声光报警电路不会发出声光报警信号。控制中心常用于中、大型报警装置或系统。为了实现区域性的安全防范，需要把防范区内的各小区探测点和探测网络都汇集到该控制中心，即实现联网。探测中心对传来的探测电信号进行分析、判断和确认，并根据警情等级自动启动报警电路。控制中心平时还对各探测面、点进行巡回检测，检查各监护点和被保护物是否处于安全状态。它还能监控整个报警系统的工作状态以及电源供电情况等，以确保电子报警装置或系统处于良好的工作状态。1.1.3 探测信号通道 探测信号通道是指各探测电信号的传送通路，也称信道。信道的种类较多，通常分为有线信道和无线信道两种。有线信道将各个探测区段、点的探测信号通过双绞线、电话线、电缆、光缆传输给控制器或控制中心；无线信道是通过无线电波进行信号传输的。通常，先对探测信号进行调制（AM或FM等），然后通过专用的无线电频道进行传输。控制器或控制中心的无线电接收机对载有探测信号的载波进行接收、解调，还原出入侵探测信号。1.1.4 声光报叫电路 它通常包括触发器、声光信号产生器和音频功放电路等。控制器或控制中心发生的确切的入侵指令信号触发或启动报警电路，发出声光报警信号。1.1.5 供电电源 报警装置一般都配备有交流电源和直流电源。为防止交流电网停电或入侵者切断交流电，除配备交流电源外，还必须配备合适的直流电源，如电池组、蓄电池等，以供应急用。直流电和交流电应能自动切换。直流电源应能维持报警装置或系统连续工作不少于45小时。1.1.6 附属电路 对于中、大型报警装置或系统，为使整个系统稳定可靠地工作，进行各探测点检测及进行巡回监测或监视等，设置一些附属电路以协助控制中心完成各种控制及防范工作。1.1.7 录音录像设备 对于中、大型报警装置或系统，常设置记录装置，包括语音、摄像、录像等，以随时记录外界突发或入侵情况、犯罪过程、警情发生时间、终止时间等，为事后分析警情、破案提供第一手证据或资料。上面介绍的控制中心、信道、附属电路和录音录像设备，对于小型报警器来说不是必需的，但对于中、大型安全防范报警装置或系统来说，由于安全防范风险等级高，这几部分是必需的，这样整个系统或装置的探测和报警可靠性高，漏警率低，监控范围大，并能对本监控区域内的各种信息进行自动分析、判断、报告和记录等，形成一个比较完善的安全防范系统或网络。1.2 入侵探测器的类型和选型入侵探测器是用来探测入侵者移动或其他动作的由电子和机械部件组成的装置，它是任何入侵防盗报警装置（或系统）不可缺少的部件。入侵探测器通常由传感器和信号前置处理器两部分组成。根据防范技术要求和实际使用场合，可选用不同的信号传感器，如位移、振动、压力、红外等单传感技术方式，也可采用双传感技术方式或组合探测方式。探测器的好坏在很大程度上决定了报警系统的性能，既要及时报警、不漏报，又要不误报。对于防盗报警器来说，有的只用于室内环境，有的用于环境条件严酷的室外场合。因此，应根据防范技术要求、工作环境或场合来选择不同类型、不同级别的入侵探测器。入侵探测器根据环境情况分为三种：在室温下使用的、在一般条件下使用的以及在室外严酷环境中使用的。按照在正常条件下平均无故障工作时间（MTBF），入侵探测器分为四级：A级（1000h）、B级（5000h）、C级（2000h）、D级（6000h）。入侵探测器在正常气候条件下连续7天工作应不出现误报和漏报现象，其灵敏度和探测范围的变化不应超过10%。入侵探测器有如下类型。1.2.1 震动式入侵探测器 这种探测器又称为振动传感器，能探测出入侵者的走动，门、窗的相对移动或震颤以及保险柜发生的震动等。常见的有机械式、电动式和压电晶体式等。1.2.2 声控式探测器 这种探测器又称为声波传感器。它属于空间控制型探测器，常用于空间防范，兼作报警复核用。选用选频式声控报警器可抑制周边环境的噪声，不易引起误报。次声波传感器是声控探测器的一个新品种。次声波为人耳听不见的声波，其频率低于20Hz。次声波传感器通常用于密封的环境防范。1.2.3 超声波探测器 超声波是频率高于20kHz的声波。人耳能听到的声波范围为20Hz20kHz。高于20kHz的声音已超出人们的听觉范围。在超声波遥控中，使用的频率为20k100kHz。常见的超声发射、接收传感器的标准频率为35k40kHz，常取40kHz。常用的超声传感器有UCM-40T/R系列、T/R40-××系列等。超声波传感器按其结构和安装方法的不同，可分为声场和多普勒型。前者多用于封闭的室内环境，后者防范空间为一椭球形区域但两者均用来进行超声波空间的探测。1.2.4 微波探测器 微波探测器与上述超声波探测器一样，能在立体空间范围内进行非接触式探测、防范。它可以覆盖60°70°的辐射角范围，甚至更大。微波探测受气候条件、环境变化的影响较小。同时，由于微波具有穿透非金属物质的能力，故可将微波探测头安装在隐蔽处，或外加遮饰物，不易被外人察觉。微波防盗报警装置主要是利用移动目标的多普勒效应进行工作的。多普勒效应是指当发射信号源与接收者（或反射体）之间存在相对径向运动时，接收到的信号频率（或相位）将发生变化。收、发频率之间的差频即为多普勒频率，其值为：。式中：为活动目标的径向速度；为发射信号的频率；C为光的传播速度；为波长，C/。微波探测器可用于范围内任何运动体，只要目标在运动，总是有多普勒频率存在的，这是微波防盗报警所需要的。1.2.5 电场畸变探测器 这种探测器主要用于户外的周界防范，一般可保护300500m的周界。也可根据防御周界的实际形状，将数组电场感应式传感器连接在一起，组成更长的周界防御系统。这种防御场平时处于静态，当有活动体闯入该场区时，相应的电场区就会发生畸变，传感器就会感应出报警信号，经放大、处理后触发报警。1.2.6 开关型报警器 开关型报警器一般由开关式传感头和报警控制器组成。常用的报警开关有磁控开瓶、微动开关、压力垫，或用金属条、金属箔、金属丝等来代用的多种类型的开关，属于点控制型传感头。通过各种类型开关和闭合和断开来控制电路产生通、断电信号，从而触发报警器发生声光报警信号。开关式报警器具有结构简单、使用方便等特点，应用十分广泛。1.2.7 主动式红外入侵探测器 这种探测器一般采用较细的平行光束构成一道人眼看不见的封锁线，当有人穿越或遮断这条红外光束时，光电接收机输出的电信号的强度就会发生变化，经放大、信号处理后启动报警控制器，发出声光报警信号。1.2.8 被动式红外入侵探测器 这种探测器又称热释电红外探测器，它具有二维探测、识别特性。满足这种红外防盗报警的工作条件有两个：一个是存在具有一定体温的生物体；二是必须有一定的移动速度。它于人体有很高的灵敏度。热释电红外探测器既可以进行直线型探测，也能进行空间探测，常用于室内和空间的立体防范，其隐蔽性更优于主动式红外入侵探测器。1.2.9 红外激光入侵探测器 激光是Laser的意译名。Laser是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的字头缩写，其意义为“光的受激发射放大”。原来译为“莱塞”，1964年钱学森教授首先倡议译为激光。Laser一词可视具体情况译为激光或激光器。激光是相位相关的相干电磁波。它与自然光、照明淘汰和发光二极管等淘汰所发的光不同，激光具有方向性好、亮度高等特点，故激光探测器非常适合远距离线控报警装置。上述的探测器是利用一种传感或探测方式，即单探测技术进行报警的。入侵探测器是用来探测入侵者移动或其他动作的部件，需要防范的地方很多。在设计、安装入侵探测器时，应根据防范技术要求、防范场所的不同地理牲以及周围环境条件而选用合适的探测器，以达到防范的目的。1.3复合探测技术1.3.1 单技术探测器的局限性 单技术探测器是仅利用一种探测技术的传感、探测部件。这种探测器虽然结构简单、价格低廉，但由于受因素影响，如环境温度、震动、冲击、光强变化、电磁干扰、小动物活动等影响，在某些情况下的误报、漏报率会相当高。单技术入侵报警器的误报率高，除探测器的选型、安装、使用不合理外，其报警器的质量、稳定性和可靠性也可能较差。采用多种探测技术，能较好地解决误报率高这一难题。1.3.2 复合探测技术报警器 这种探测方式将两种或两种以上的探测技术结合在一起，以“相与”的关系来触发报警装置，即只有当两种或两种以上探测器同时或相继在短暂时间内都探测到入侵目标时，才发出报警信号。对超声波、声控、微波、热释电红外等单技术报警器和以微波热释电红外双探测技术报警器等进行测试后发现，采用双技术探测方式的报警器的误报率要比采用单探测技术的报警器的误报率低得多。其中以微波热释电红外探测技术报警器的误报率为最低。据研究：这种双技术报警器的误报率可比采用单探测技术的报警器的误报率降低421倍，可比其他几种类型的双技术报警器的误报率降低约270倍。表1-1列出了几种单探测技术和双探测技术报警器误报率的比较表1-1 单、双探测技术报警器误报率比较单探测技术报警器双探测技术报警器报警器各类声控报警器超声波报警器微波报警器热释电红外报警器超声波热释电红外超声波微波热释电红外微波误报率80%90%40%58%1%可信度最低中等最高由表1-1可见，在采用双探测技术的报警器中，以微波热释电红外双探测技术的组合方式的误报率为最低（1%），报警控制器必须在同时感受到入侵者的红外热辐射（人体有一定温度）及处于移动状态时，才可发出报警指令信号，故虚报和误报的几率较低。因此，这种探测方式是双探测技术中最为理想的组合方式。微波热释电红外探测方式在防入侵报警中得到了广泛的应用。有些报警产品中还设计有温度自动补偿电路及抗射频干扰措施，前者用于减轻热释电红外探测器件受温度变化的影响，后者主要用来消除电磁反射物和电磁干扰的影响。表1-2列出了各种探测技术的警戒功能、工作特点和工作环境条件表1-2 几种探测器的工作特点和性能探测方式超声多普勒方式微波多普勒方式热释电红外探测方式主动红外探测方式监视范围有效距离3050可达14m150200可达25m6080在室内可达12m在走廊可达60m3100m允许环境温度0以下有条件允许允许允许允许050允许允许允许允许50以上不允许允许不允许有条件允许在同一空间内是否可以使用多个探测器谨慎使用谨慎使用可以可以受邻近房屋或邻接公路交通区的影响影响不大影响大合理安装，无影响合理配置，无影响引起误报警的可能原因l 超声频率范围的强噪声l 热风供暖装置l 空气湍流l 墙不稳固l 有物体（如小家畜）活动l 探测器附近有干扰影响l 金属物体的反射使高频射束偏移l 高频射束穿过墙、窗l 墙不稳固l 有物体（如小家畜）活动l 电磁的影响l 温度变化快的热源（如在作用范围内的灯泡、电加热器、明火）l 有强光、强弱变化光直接照射在信号器上l 有物体（如小家畜）活动同热释电红外探测方式电耗，标准值20150mA20200mA820mA20400mA除双探测技术报警产品外，目前三探测技术和四探测技术的复合报警器均有产品上市。例如英国的帕朗尼斯四探测技术报警器，它包括微波、红外、IFT及微波鉴控等技术，其本质是微波热释电红外双探测技术的发展和完善。当微波探测部分有故障时，会自动发出故障显示信号，而红外探测部分仍继续工作，从而可避免因微波部分的损坏而造成的漏报警现象，保证探测的有效性。IFT技术为双边独立浮动阈值技术，其阈值会随干扰信号的峰值自动调，而不会给出报警信号。2 红外探测报警原理与应用红外探测报警按其工作方式可分为主动红外入侵探测方式和被动红外探测方式两种。后者即为热释电红外探测方式。2.1主动红外探测报警器主动红外探测报警器属于直线型探测报警器。红外探测器发出的红外光束是一道人眼看不见的警戒线，当有人穿越或阻挡这条红外光束时，其警戒状态被破坏，红外接收器输出的电信号强度就会发生变化，经信号处理后启动报警控制器发生报警信号。主动红外探测报警器的原理框图如图2-1所示。它由红外发射体贴、红外接收机和报警控制器等组成。分别置于发、收端的光学系统一般采用光学透镜，用于将红外光聚焦成较细的平行光束，以使红外光集中传送。图2-1 主动红外探测报警器的原理框图2.1.1 单音脉冲方波红外探测报警系统 其组成框图如图2-1（a）所示。红外发射端包括方波发生器和红外发射输出级；红外接收端包括一个与红外发射相配的前置放大器、编码波形检波器和输出驱动器。所谓与红外发射相配，主要是指红外接收管应与发射管的光谱相匹配，并根据其作用距离选择合适功率的发射管和一定灵敏度的接收管，以及必要的光学聚焦系统等。图2-1（a）中的编码波形检波器用来对单音脉冲方波进行检测或整流，将其变成一定电平的直流信号，作为信号比较电路的输入。当有红外光束脉冲时，信号比较电路输出为一种状态（如呈低电平）；而红外光束被遮断时，该信号比较电路则转呈另一种状态（如呈高电平），从而判定是否触发报警器。2.1.2 载波调制式红外探测报警系统 该系统的组成框图2-1（b）所示。由于要进行载波调制，它要比图2-1（a）所示系统复杂。红外发射端包括一个低频脉冲产生器、20kHz载波发生器和红外发射输出级。低频脉冲发生器产生的低频脉冲方波对20kHz的音频振荡波进行调制，使之产生相应的调制波，然后驱动红外发射输出级发出红外光束。接收端包括一个与发射端相配的前置放大器、脉冲解调器和输出驱动器等。解调器将已调载波的包络解调出来，经积累或处理后对后级的触发电路进行触发或进行继电器控制。图2-1（c）给出了一个带有消隐门的红外探测报警系统，该系统主要用于环境干扰较重的场合。将发射端的低频调制脉冲传输给接收端的消隐门级，由于接收端与发射端的红外光束同步，因此可消除在不发射红外光束时的各种干扰和背景噪声。图2-1（a）、（b）、（c）所示的红外发射电路均采用脉冲驱动方式，而不采用恒定直流发射方式。在一些探测及控制距离近、外界干扰小、要求成本低以及体积小巧的红外光控电路中，发射电路中的红外发射器件可以采用恒定直流驱动方式。采用恒流发射方式，会使红外发射和接收电路大大简化，降低成本，但电源利用率低，红外发射效率低，红外发射器件易损坏。在红外探测报警系统中，一般采用脉冲编码方式。采用红外脉冲光束发射的原因为：一是由于红外探测报警系统的环境较复杂，周围可能有各种含有红外光的信号源（如钨丝照明灯）、热源（如锅炉、加热器、散热器）及动物体等，它们均能不同程度地发出红外线。恒流式红外光束不易与环境背景中的红外光谱区分开；二是PIR和红外光敏接收器件是快速反应器件，它的发射功率和接收灵敏度不取决于其发射或接收的平均功率或能量，而取决于其峰值功率；三是红外发射器件的发射功率或能承受的电流有限，采用脉冲编码方式可大大提高其发射效率，而不会因过流而损坏器件。因此，在实际红外探测系统中常采用脉冲编码方式。觉的编码方案是脉冲调制载波系统，其波形如图2-2（b）所示。红外探测系统的有效作用距离决定于馈送给PIR的峰值电流，而不是其消耗的平均电流。对于防盗报警系统来说，一个以正常速度行走的人通过任何一个给定场点时，约需200ms，但这不意味着要求PIR一直处于发射状态。而只需以远小于200ms的周期重复，如周期为50ms、发射持续时间为1ms的脉冲列即可。这就是图2-2（b）所示的载频为20kHz的、周期T为50ms的载波调制方式。假定图2-2（a）、（b）中20kHz的峰值幅度均为，对于占空比为1：1的单音脉冲波，要求PIR的平均电流;而对于图2-2（b）所示的调制脉冲波，则显然，在保证决定有效作用距离的不变的情况下，载波调制方式所消耗的电流仅为单音脉冲方式所消耗电流的1/50。这就大大降低了对红外发射器和发射功率的要求，同时也使发射效率大为提高。图2-2 两种形式的红外光束编码波形2.2热释电红外探测报警器被动式红外线传感技术是利用红外光敏器件将活动生物体发出的微量红外线转换成相应的电信号，并进行放大、处理，对被监控的对象实施控制。它能可靠地将运动着的生物体（人）和飘落的物体加以区别。同时，它还具有监控范围大、隐蔽性好、抗干扰能力强和误报率低等特点。因而，被动式红外技术在自动控制、自动门启闭、接近开关、自动照明、遥控遥测等方面，特别是在保安、防火、报警方面越来越受到重视和得到应用。热释电红外传感技术是20世纪80年代迅速发展起来的一门新型学科。热释电红外线传感原理是基于：任何高于绝对温度的物体都会发出电磁辐射红外线，但各种不同温度的物体所辐射的能及能量随波长的分布是不同的。图2-3为黑体辐射能量与波长的关系图。由图可见，物体的表面温度越高，它辐射的能量就越强。人体红外辐射的光谱为714um，其中心波长在911um附近。图2-3 辐射能量与波长的关系图根据不同物体及不同温度体发出的红外光谱的不同，可对不同目标进行红外检测和差别，如温度的测定、火灾的预警、不同物体的识别、活动目标（人）的保安和防范、防盗等。为了区分人体（37左右）辐射的红外线和周围物体辐射的红外线，特别是近红外辐射，常在热释电传感探测元件前加一红外滤光片，以抑制人体以外的红外辐射干扰。2.2.1 热释电红外传感器件的组成 热释电红外线传感器件（PIR）有多种，但大都是由高热电系数的锆钛酸铅系陶瓷，以及钽酸锂、硫酸三甘钛等配合滤光镜片窗口所组成的。利用这种传感器件，就可以非接触方式对物体辐射出的红外线进行检测，察觉红外线能量的变化，将其转换成相应的电信号，并以该信号作为控制信号，对电气设备或保安防盗装置进行控制。（1）干涉滤光片对于常温为37的人来说，其红外辐射的光谱如图2-4所示。为了使热释电红外传感器件辐射到的红外线与大气的红外透射率相结合，同时考虑到对人体外的红外辐射（特别是近红外辐射）干扰进行抑制，在热释电传感元件前加上一个814um的干涉滤光片。波长小于8um的红外线被吸收，只留下对人体每敏感红外线光谱。图2-4 人体辐射红外光谱图（2）热释电陶瓷元件这种元件也称热电探测元，它是由高热电系数的狂喜钛酸铝系陶瓷等材料构成的。这种强电介质的热电元件能够遥感人体发出的微量红外线，并明显地觉察到其相对温度的变化过程，使探测元的自发极化值发生变化，即产生热电效应。有的热释电器件内装两个陶瓷元件，有时器件内装一个陶瓷元件。前者是将两个我一致的探测元进行串接，以组成差动平衡电路，其目的在于抑制因探测元自身温度变化而产生的干扰。（3）场效应管匹配器在热释电传感器的壳内，还装有一个场效应管（FET）和栅极电阻。与探测元并接，它能将探测元表面的极化值或电荷的变化以电信号的形式加至场效应管的栅极。场效应管起阻抗变换作用，它的输入阻抗极高，而输出阻抗低。通过场效应管的匹配和放大，在它的源极输出反映外来红外线能量变化的相应同谋的电脉冲。其脉冲频率一般为0.35Hz。场效应管的输出阻抗为10k47k。（4）多视场菲涅乐光学镜由于人体辐射出的红外线能量相当弱，因而，只采用热释电红外传感器组装的探测器，其探测距离一般为12m。为提高其探测灵敏度，最好在热释电传感器的前面加装一套特殊的光学系统，这就是匪涅乐透镜（Fresnel Lens）。与红外传感器配套的光学系统有三种，即反射式、透射式和折射式。其中反射式光学系统的灵敏度最高，其探测距离可达2560m；透射式的灵敏度最低，探测距离一般为210m；折射式居中，兼有反射式和透射式的优、缺点。反射式系统的红外传感器要置于镜前，体积大，不好密封，在防尘、防水、抗击、隐蔽性等方面较差，尤其在防盗报警方面不宜采用。而透射式系统的体积小，密闭容易，稳定性好，其价格相对较低，因此目前国外多采用透射式系统。3 基于AT89S51的红外探测电话自动防盗报警系统的设计本系统采用热释电红外探测方式捕获入侵信号并将入侵信号转为电信号通过放大电路、信号处理电路送到CPU（即AT89S51），再由CPU对信号判别后控制报叫电路发出警报声音并通过电话向主人或公安机关自动报警。3.1 系统组成及原理框图系统原理构图如图3-1所示，主要包括DTMF拨号模块、语音模块、铃流和忙音检测模块、入侵信号检测模块和看门狗及串行储存电路