基于热释电红外传感器的无线监控报警系统设计

目录目录 (1)内容摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Keywords (2)第一章传感器 (2)1.1传感器的定义 (2)1.2 传感器的组成 (2)1.3 传感器的应用领域 (3)1.4 传感器的发展趋势 (3)1.5 红外传感器 (3)1.6 红外传感器的技术参数 (4)第二章红外线 (4)2.1 红外线 (4)2.2 红外技术 (5)2.3 红外技术的发展史 (6)2.4 红外探测器 (7)2.5 红外报警器 (7)第三章 CMOS反相器电路结构及工作原理 (8)3.1 CMOS反相器结构 (8)3.2 CMOS反相器工作原理 (9)第四章系统原理及系统框图 (11)4.1 系统结构 (11)4.2 信号检测电路 (12)4.3 MT8880与AT89C51及语音电路的接口 (14)第五章软件设计 (15)5.1 信号音的识别方法 (15)5.2软件流程图及拨号程序 (16)参考文献 (19)总结 (21)致谢 (22)内容摘要本设计旨在制作出一种功能强大的报警系统，在出现紧急情况时能及时通知当事人。

本设计将重点放在远程语音报警上，只要接上适当的传感器就可组成防盗报警、火灾报警、煤气泄露报警等多功能报警系统，并附加实现一些智能控制功能，赋予报警系统更强大和完整的功能。

本系统基于电话网络但是与电话互相独立不会影响电话的正常使用，并通过语音提示操作，人机交互友好。

随着社会安全保障的需要,电子报警这门综合技术正在不断地发展。

与此同时，红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，用它进行红外探测监控，具有良好的隐蔽性，而且其抗干扰能力强。

防盗报警器利用单片机控制技术，自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并提示发生报警的区域部位，显示可能采取对策的系统。

本设计正是基于此，设计了主动式、被动式红外防盗报警器。

关键词：防盗报警、红外传感器、无线监控报警系统AbstractThis design aims to create a powerful alarm system, in case of an emergency can promptly notify the party concerned. This design will focus on remote voice alarm, so long as can be connected to the appropriate sensor composed anti-theft alarm, fire alarm, gas leak alarm multi-function alarm system, and additional implements some intelligent control functions, give the alarm system more powerful and complete function.This system based on telephone networks but with the telephone independent will not affect the normal use of the telephone, and through voice prompt operation, friendly human-machine interactionWith the social security needs, comprehensive electronic alarm that the door is constantly developing technology. At the same time, advanced infrared technology has become an important part of science and technology, so use it for infrared detection monitoring, with good concealment, and its anti-interference ability. Burglar alarm using SCM control technology, automatic detection occurred in the deployment area of the invasive behaviormonitoring, an alarm signal, and alarm prompted the regional area, the display may take countermeasures system. The design is based on this, the design of active, passive infrared burglar alarm.Keywords: anti-theft alarm, Infrared sensor, Wireless monitoring alarm system第一章传感器1.1传感器的定义根据中华人民共和国国家标准(GB 7665—1987),传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

对此定义需要明确一下几点：(1)传感器是一种能够检测被测量的器件或装置;(2)被测量可以是物理量、化学量或生物量；(3)输出信号要便于传输、转换、处理和显示等，一般是电参量；(4)输出信号要正确地反映被测量的数值和变化规律等，即两者之间要有确定的对应关系，且应具有一定得精确度。

1.2 传感器的组成传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成，如图1-1所示。

被测量电参量图1-1 传感器的组成框图(1)敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的其他物理量的元件。

(2)转换元件也叫传感元件，是将敏感元件的输出量转换成电参量（电阻和电容等）的元件。

(3)转换电路将元件输出的电参量转换为电压、电流或频率的电路。

如果转换元件的输出已经是电压、电流或电频率，则不需要转换电路。

1.3 传感器的应用领域传感器是获取自然领域中各种信息的主要途径和手段，是构成现代信息技术的三大支柱之一。

目前传感器涉及的领域非常广泛。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程找中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或是最佳状态，并使产品达到最好的质量。

因此可以说没有众多的优良的传感器，现代生产也就失去了基础。

1.4 传感器的发展趋势社会需求是传感器技术发展的强大动力。

随着现代科学技术，特别是微电子技术和信息产业的飞速发展，以及计算机的普及，传感器在新的技术革命中的地位和作用将更为突出，一股竞相开发和应用的热潮已在世界范围内掀起。

新现象、新原理、新材料是发展传感器技术、研究新型传感的重要基础，每一种新原理、新材料的发现都会伴随这新的传感器种类诞生。

传感器还朝着微型化、智能化和多功能化发展。

1.5 红外传感器红外传感器是利用红外线来探测物体的测量器件，内部发射特殊红外线光波，相当数据流，也就是数字信号转成红外信号---红外信号转成数字信号（达到控制，信号传输的效果）。

红外传感器属于精密型传感器，它具有相当好的测量针对性。

红外线传感器包括光学系统,检测元件和转换电路.光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类. 检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件.热敏元件应用最多的是热敏电阻.热敏电阻受到红外线辐射时温度升高, 电阻发生变化, 通过转换电路变成电信号输出. 光电检测元件常用的是光敏元件, 通常由硫化铅,硒化铅,砷化铟,砷化锑,碲镉汞三元合金,锗及硅掺杂等材料制成. 如图1-2所示。

图 1-2红外传感器工作原理1.6 红外传感器的技术参数1 响应率：所谓红外传感器的响应率就是其输出电压与输入的红外辐射功率之比。

2 响应波长范围：红外传感器的响应率与入射辐射的波长有一定的关系。

3噪声等效功率：若投射到传感器上的红外辐射功率所产生的输出电压正好等于传感器本身的噪声电压，这个辐射功率就叫做噪声等效功率。

噪声等效功率是一个可测量的量。

第二章红外线2.1 红外线红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍肯尓于1800年发现，又称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应。

结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。

红外线具有：1.有热效应2.穿透云雾的能力强因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。

19世纪，科学家们使用热敏型红外探测器，认识了红外辐射的特性及其规律，证明了红外线与可见光具有相同的物理性质，遵守相同的规律。

它们都是电磁波之一，具有波动性，其传播速度都是光速、波长是它们的特征参数并可以测量。

20世纪初开始，测量了大量的有机物质和无机物质的吸收、发射和反射光谱，证明了红外技术在物质分析中的价值。

30年代，首次出现红外光谱代，以后，它发展成在物质分析中不可缺少的仪器。

40年代初，光电型红外探测器问世，以硫化铅红外探测器为代表的这类探测器，其性能优良、结构牢靠。

50年代，半导体物理学的迅速发展，使光电型红外探测器得到新的推动。

到60年初期，对于1～3、3～5和8～13微米三个重要的大气窗口都有了性能优良的红外探测器。

在同一时期内，固体物理、光学、电子学、精密机械和微型致冷器等方面的发展，使红外技术在军、民两用方面都得到了广泛的应用。

从60年代中叶起，红外探测器和系统的发展体现了红外技术的现状及发展方向。

17～18世纪，许多物理学家认为，光（包括红外光和紫外光）具有波动的性质,有一定的传播速度,波长是它的特征参数并可以测量。

可见光的彩色不同，反映了它们的波长不同。

紫光的波长最短,红光的波长最长,红外辐射的波长则更长，紫外光的波长比紫光更短。

1864年，英国物理学家J.C.麦克斯韦从理论上总结了当时已有的电磁学规律,提出了存在电磁波的可能性,它的传播速度可用纯电学量计算出来。

后来的实际测量证明，其传播速度就是光速。

因而猜想，光波就是电磁波。

1887年，德国科学家H.R.赫兹用实验证实了这一猜想。

已知带电体受到扰动就发射出电磁波。

扰动越强烈，发射出电磁波的能量就越大，波长就越短。

2.2红外技术红外技术是研究红外辐射的产生、传播、转化、测量及其应用的技术科学。

红外技术的内容包含四个主要部分：1.红外辐射的性质，其中有受热物体所发射的辐射在光谱、强度和方向的分布；辐射在媒质中的传播特性--反射、折射、衍射和散射；热电效应和光电效应等。