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1、辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学信号变换综合设计信号变换综合设计 课程设计（论文）课程设计（论文）题目：题目：基于热释电红外线传感器的自动报警器设计基于热释电红外线传感器的自动报警器设计院（系）：院（系）： 电气工程学院电气工程学院 专业班级：专业班级：学学 号：号：学生姓名：学生姓名：指导教师：指导教师：起止时间：起止时间：本科生课程设计（论文）I课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：测控技术与仪器注：成绩：平时40% 论文质量40% 答辩20% 以百分制计算学 号学生姓名专业班级设计题目基于热释电红外线传感器的自动报警器设计课程设计（论文）任
2、务设计任务：设计任务：通过对现有的光电防盗报警装置优缺点的研究，利用热释电红外线传感器和光敏传感器设计制作一套防盗报警系统，使之适用于家庭、商场、仓库的夜晚自动值守防盗保护。选取合适型号的传感器，设计相应的电路，确定器件参数，电路主要由热释电红外传感器探测电路、光控电路、报警驱动电路所组成；进行电路仿真，或进行电路板焊接。技术要求技术要求:在环境温度为-20+60C 之间，电压为 315V 时，热释电传感器能有效探测进入探测区域的红外发射体。报警采用大功率报警设备（不能采用蜂鸣器）说明书要求说明书要求:1.格式规范，符合学校要求；2.说明书中应有方法比较与方案论证，原理（公式）及具体的实现方案
3、、电路器件型号、参数，设计说明等；3.硬件电路应由protel绘制，并且焊接、调试； 4. 不能采用单片机设计。5.按规定格式，撰写、打印设计说明书一份，详细阐述系统的设计过程，字数应 在 4000 字以上。工作计划1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的设计要求。 （2 天） 2、选择相应传感器、设计硬件电路图。 （2 天） 3、计算器件参数、选择元器件型号绘制硬件电路图。 （3 天） 4、仿真调试或硬件电路焊接、调试。 （2 天） 5、撰写、打印设计说明书、答辩。 （1 天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩： 指导教师签字： 总成绩： 年 月 日本科生课程设计（论文）II摘要随着近
4、几年我国电子技术的不断发展，许多原先的高端电子产品也逐渐步入人们的生活。现在价格低廉的热释电红外传感器得到了很大的普及。原本用于控制感应门的热释电红外传感器也进入了人们的生活安全保障中,在保护各方面安全工作中起着至关重要的作用。本次设计的热释电传感器报警器能够应用于家庭、商场、仓库的夜晚自动值守防盗保护。光敏电阻感受到的光亮越少电阻越大，依据此特性用它来作为热释电红外线传感器的开关电路。而热释电传感器在无人或动物进入探测区域时，现场的红外辐射稳定不变，一旦有人体红外线辐射进来，经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号，而发出控制信号，控制大功率报警装置发出声光报警信号。本次设计利用上述的传感
5、器，可以实现在夜晚自动进行监控报警，给夜班值守人员减轻了负担，为社会节约了资源，创造了价值。经过分析、仿真后，本次的电路设计具备了相应的报警灵敏度与报警能力，总体水平基本达到了课程设计的要求。能够运用在家庭、商场、仓库等需要夜晚自动值守防盗保护的场合，为人们的日常生活带来了方便，更为私人财产和公共财产的保护起到了一定的作用。关键字：关键字：热释电红外线传感器；光敏电阻；报警器；555 定时器本科生课程设计（论文）III目录第 1 章 绪论.1 第 2 章 方案论证.32.1 热释电传感器报警器设计要求.32.2 系统设计方案选择.32.2.1 方案一.32.2.2 方案二.3 第 3 章 电路
6、设计.63.1 传感器电路设计.63.2 光敏电路设计.83.3 555 定时器电路设计.93.4 报警电路设计.93.5 电源电路设计.10 第 4 章 仿真与调试 .12 第 5 章 课程设计总结 .15 参考文献 .16 附录 .17 附录 .18本科生课程设计（论文）1第 1 章 绪论热释电红外传感器是一种非常有应用潜力的传感器。它能检测人或某些动物发射的红外线并转换成电信号输出。早在 1938 年，有人就提出利用热释电效应探测红外辐射，但并未受到重视。直到六十年代，随着激光、红外技术的迅速发展，才又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用开发。近年来，伴随着集成电路技术的飞速发展
7、，以及对该传感器的特性的深入研究，相关的专用集成电路处理技术也迅速增长。目前国内、外使用的各类防盗、安保报警器大多采用的是以超声波、主动式红外发射/接收以及微波等技术为基础。它们均采用的是监测接收到的经反射回来的信号有无异常来判断有无入侵者。识别效率低，容易误报警，而热释电红外传感器(简称 PIR)是 80 年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路，如作电源开关控制、防盗防火报警、自动览测等。热释电红外传感器主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等
8、制成尺寸为 2*1mm 的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大 70 分贝以上，这样就可以测出 1020 米范围内人的行动。菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区” ，以提高它的探
9、测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区” ，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而增强其能量幅度。人体辐射的红外线中心波长为 910um，而探测元件的波长灵敏度在 0.220um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为 710um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。本科生课程设计（论文）2一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
10、释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。菲泥尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离） ，从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。被动式热释电红外探头具有本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉。防小动物干扰：探测器安装在推荐地使用高度，对探测范围内地面上地小动物，一般不产生报警。抗电磁干扰：探测器的抗电磁波干扰性能符合GB10408 中 4.6.1 要求，一般手机电磁干扰不会引起误报。抗灯光干扰：探测器在正常灵敏度的范围内，受 3 米外 H4 卤素灯透过玻璃照射，不产生报警。利用热释电传感器监测环境变化，进行信息传输进而完成报警功能的系统主要用于家居安全，探测夜间有无人员闯入，该系统方便、稳定，十分适合家庭财产的保护。这里所设计的被动式报警器采用的是热释电红外线传感器，是一种被动式的红外传感器，它本身并不向环境中发射检测用的红外线，只是被动的接受，因此这种热释电传感器能以非接触形式检测出人体辐射出的红外线，并将其转化为电压信号。同时，它还能辨别出运动的生物与其他非生物，应用范围十分广泛。热释电传感器既可应用于防盗报警装置，也可以用于自动控制、接近开关及遥测
