热释电红外报警器解读

电子技术

课程设计

成绩评定表

设计课题：热释电红外报警器

学院名称：电气工程学院

专业班级：电气F1206 学生姓名：

学号：

指导教师：高云婷、徐振方

设计地点：31-521

设计时间：2014-7-7～2014-7-14

电子技术

课程设计

课程设计名称：热释电红外报警器

专业班级：电气F1206班

学生姓名：

学号：

指导教师：高云婷、徐振方

课程设计地点：31-521

课程设计时间：2014-7-7～2014-7-14

电子技术课程设计任务书

目录

热释电红外报警器 (6)

1、设计题目及要求 (6)

1.1、题目 (6)

1.2、设计要求 (6)

1.2.1、热释电红外报警器具有以下功能： (6)

1.3、给定条件： (6)

2、设计方案 (7)

2.1设计方案分析论述 (7)

2.2方框图 (7)

3、电路设计 (8)

3.1菲涅尔透镜 (8)

3.1.1作用 (8)

3.1.2原理 (8)

3.2热释电感应模块 (9)

3.2.1传感器简介 (9)

3.2.2传感器结构图： (9)

3.3 BISS0001红外传感信号处理器 (10)

2.3.1简介 (10)

2.3.2管脚图 (10)

3.3.4热释电红外传感器的主要工作参数： (11)

3.3.5系统电路图： (12)

3.3.6工作原理 (13)

3.3.7 BISS0001特点 (15)

3.4报警器电路设计 (16)

4、整机电路图 (17)

5、制作与调试 (18)

5.1制作： (18)

5.2调试 (18)

6、心得体会 (18)

7、参考文献 (19)

热释电红外报警器

1、设计题目及要求

1.1、题目

热释电红外报警器

1.2、设计要求

1.2.1、热释电红外报警器具有以下功能：

1.具备昼夜功能（白天有人进入报警区，该仪器也不报警，

2.上有人进入报警区立即启动蜂鸣器，进入报警状态）；

3.感应距离小于3m；

4.报警时间从20s~10min可调；

5.电压采用220V~240V AC 50/60HZ。

1.3、给定条件：

1.采用红外线感应探头，结合热释电感应模块BISS0001。

2.可以采用菲尼尔透镜来增加感应的距离。

2、设计方案

2.1设计方案分析论述

红外线通过菲涅尔透镜到达红外探测器，把红外信号转化为电信号。这时，热释电红外探测器将输出脉冲信号经整流电路将信号放大和滤波后，由电压比较器与基准值进行比较，当输出信号达到一定值时，报警电路发出警报。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。

2.2方框图

图表1方框图

3、电路设计

3.1菲涅尔透镜

3.1.1作用

菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆。菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好，但成本比普通的凸透镜低很多。菲涅尔透镜可按照光学设计或结构进行分类。菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用；二是将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域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。

3.1.2原理

基于菲涅尔波带片，菲涅尔波带片具有类似透镜的作用，它可以使入射光汇聚起来，产生极大的光强。它也有类似于透镜的第六组成像公式fr1110=+ρ，式中ρ为光源到波带的距离，0r为透镜中心到像点的距离λmRf2=（R透镜半径、m为波带数、λ为入射光波长）。但波带片与透镜有个重要的区别，即一个波带片有很多焦点，上式给出的是它的主焦点，除此之外，还有一系列的次焦点，它们的距离分别是...7、5、3fff。在其对称位置（即...7、5、3、ffff----）还存在着一系列虚焦点

3.2热释电感应模块

3.2.1传感器简介

热释电红外传感器的一种被动式调制型温度敏感器，也称热探测型传感器。可用来直接接受目标物体发射的红外线并将其转化为电信号输出，并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、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警报、自动开关、非接触式测温、火焰报警、设备故障的诊断的自动化设施。

具有以下特点：

1.不需要用红外线或者电磁波等发射源

2.灵敏度高、控制范围大

3.隐蔽性好，可流动安装

3.2.2传感器结构图：

热释电红外传感器的结构如图2.2.2所示，其内部由敏感原件、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。

图表2内部结构

3.3 BISS0001红外传感信号处理器

2.3.1简介

BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。

2.3.2管脚图

3.3.3管脚说明

3.3.4热释电红外传感器的主要工作参数：

3.3.5系统电路图：

图表3信号处理电路

图表4BISS0001 红外传感线号处理器的原理框图

3.3.6工作原理

BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。

以下图所示的不可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。不可重复触发工作方式下的波形。