热释电红外报警器解读
热释电红外探测器报警与成像原理的分析研究
热释电红外探测器报警与成像原理的分析研究通过对热释电红外探测器的性能分析，说明热释电红外探测器应用报警原理与成像机理；对热释电红外探测器结构及光（热）电转换原理分析，说明斩波式热释电红外成像的工作过程。
标签：热释电；斩波；DTGS；灵敏度；分辨率1 热释电红外探测器的性能分析在某些绝缘物质中，当温度变化时，介质的固有电极化强度将发生变化，使屏蔽电荷失去平衡，多余的屏蔽电荷被释放出来的现象称为热释电效应。
能产生热释电效应的晶体称为热释电体，又称热电元件。
热电元件常用的单晶材料有钽酸锂LiTaO3、氘化的硫酸三甘肽DTGS等。
当温度变化时，晶体结构中的正、负电荷重心产生相对位移，晶体极化值就会发生变化，在晶体表面就会产生电荷。
在热电元件两端并联上电阻，将电流信号转换成电压信号，将该电压信号进行放大、滤波、延迟、比较，即可实现红外报警功能；若将该电压信号处理放大在显示器上变成光信号，可实现成像功能。
热释电红外探测器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成，设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。
其内部的热电元由高热电系数的硫酸三甘钛（TGS）配合滤光镜片窗口组成，其极化强度随温度梯度的变化而变化。
2 热释电红外报警器的结构原理热释电红外报警器又称被动式红外报警器，主要由光学系统（菲涅尔透镜）、热释电红外探测器、信号滤波和放大、信号处理和报警电路等几部分组成。
菲涅尔透镜可以将入侵目标辐射的红外线聚焦到热释电红外探测元上，同时也产生交替变化的红外辐射高灵敏区和盲区，以适应热释电探测元要求信号不断变化的特性；热释电红外探测器是报警器设计中的核心器件，它可以把入侵目标的红外信号转换为电信号以供信号处理部分使用。
信号处理主要是把探测器输出的微弱电信号进行放大、滤波、延迟、比较，最后由驱动电路实现声光报警功能。
在该探测技术中，所谓“被动”是指探测器本身不发出任何形式的能量，只是靠接收被测物体能量或能量变化来完成探测目的。
热释电人体红外报警器的常用芯片的基本知识
热释电人体红外报警器的常用芯片的基本知识热释电人体红外报警器是一种广泛应用于家庭、商业、办公等领域的安全防范设备。
它可以通过采集人体的红外热量，来确定人体的存在，并发出警报。
其中，常用芯片是热释电传感器（Pyroelectric Sensor）和控制芯片（Control Chip）。
一、热释电传感器热释电传感器是热释电人体红外报警器的核心部件。
它是一种利用热释电效应制成的微型传感器，具有灵敏度高、可靠性好、功耗低等特点。
其工作原理是通过检测物体的红外辐射，将热量转换成电信号输出，在红外辐射强度变化时能够产生电荷，从而有效地提高探测器的灵敏度。
目前，热释电传感器已广泛应用到各种安防领域中。
二、控制芯片控制芯片是热释电人体红外报警器的另一个核心部件，它主要负责控制热释电传感器的输出信号，并处理传感器采集的数据。
常用的控制芯片有两类，一类是数字控制芯片（Digital Control Chip），另一类是模拟控制芯片（Analog Control Chip）。
数字控制芯片适用于高速数字信号处理，而模拟控制芯片适用于需要高精度信号处理的场合。
三、常见问题及解决方案在使用热释电人体红外报警器时，常见的问题有多种。
以下是其中的几个解决方案：（一）、误报问题误报问题是热释电人体红外报警器常见的问题之一。
误报的原因可能是传感器所处环境温度变化大或者某种因素导致的误报。
一般来说，可以通过调节热释电传感器的灵敏度，来解决误报问题。
（二）、漏报问题漏报问题是另一个常见的问题。
漏报的原因可能是传感器使用寿命老化，或者传感器所处环境温度变化较小。
为了解决漏报问题，可以定期更换传感器或增加热释电传感器的数量。
（三）、传感器定位问题传感器定位问题是一个极为重要的问题。
如果传感器安装位置不对，就可能会导致传感器无法正常工作。
在选择传感器安装位置时，应该注意避免在阳光直射或通风不良的地方，以及避免与其他电子设备干扰。
总之，热释电人体红外报警器可以有效地提高家庭、商业、办公等领域的安全防范能力。
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。
红外感应报警器说明说
• 信号放大
由VT2和VT3构成复合 三极管用来推动压电 蜂鸣片发出声音。
• 报警电路
信号经复合管放大后输出到 喇叭，喇叭发出报警声。
电路原理图
调试过程
• 组装完成并认真检查无误后，将电路板电源线街上3节7号 电池测试效果。放在桌上并拨动开关K1打到 “ON”一边， 即可产生“报警声”，延时一段时间后自动停止，然后可 以进行热释红外人体报警实验，当人体靠近时即可产生报 警声。
• 芯片触发
电源开关K1打在3位置时，热释传感 器经R1得电处于工作状态，VT1处 于截止状态使IC1的9脚保持为高电 平，IC1处于工作状态。C1、C13 是电源滤波电容，LED1和R17构成 电源指示电路。
• 音乐芯片
IC1内部的运算放大器OP1将热释电 红外传感器Y1的输出信号作第一级 放大，然后由电解电容器C5耦合给 IC1内部的运算放大器OP2进行第 二级放大，再经由电压比较器 COP1和COP2构成的双向鉴幅器 处理后，检出有效触发信号Vs去启 动延迟时间定时器，输出信号Vo经 R14驱动报警音乐片IC2工作。
电路实物图
元器件清单
序号
元器件名称 型号 数量
12
1
电阻
22K 2
13
2
电阻
5.1M 1
14
3
电阻阻
47K 1
16
5
电阻
10K 1
17
6
电阻
470K 1
18
7
电阻
2.2Ω 2
19
8
电阻
270K 4
20
9
电阻
560Ω 1
21
10
瓷片电容 102 1
22
热释电红外感应报警器
热释电红外感应报警器摘要：现代科技快速进步，社会飞速发展，高科技技术已经在人民生活中普及，使人们生活有了很大进步。
人们也越来越重视自己财产的安全性，同时人身安全也是很重要的一方面。
所以现在为了我们的人身安全和财产安全，防盗报警器广泛的用于家庭之中。
本文设计了利用热释电红外传感器进行监控，当检测到活动的人体时可以报警的报警器。
热释电红外传感器，它的制作简易、原理易懂、成本便宜、便于安装，而且抵抗干扰的性能优良，反应快速。
硬件部分使用单片机控制模块、红外探头模块、驱动执行报警模块、LED控制模块等器件。
软件部分采用51系列单片机STC89C52。
关键词：热释电红外传感器;单片机STC89C52;红外线目录1 设计背景 (1)2 设计任务分析 (1)3.系统概述 (1)4 本系统的设计方案 (1)4.1 硬件电路设计 (1)4.1.1 电源模块 (2)4.1.2 红外热释电模块 (2)4.1.2.1 热释电传感器 (2)4.1.2.2 菲涅耳透镜 (2)4.1.2.3 BISS0001 芯片 (3)4.1.2.4 信号采集处理模块 (4)4.1.3 51 单片机模块 (4)4.1.3.1 单片机 STC89C52 (4)4.1.3.2 单片机最小系统 (4)4.1.4 按键控制电路 (5)4.1.5 报警模块 (5)4.1.6 发光二极管状态指示模块 (6)4.2 总体原理图设计 (6)4.3 软件的程序实现 (7)4.3.1 主程序工作流程图 (7)4.3.2 报警判断程序 (7)4.3.3 程序的编写 (8)4.4 硬件调试及调试中遇到的问题 (8)5 总结评价 (8)参考文献 (9)附件一：实物图 (11)附件二：程序源代码 (12)1 设计背景改革开放以来，中国的国民收入飞速提高，生活质量节节攀升。
人们的家中购置了许多价值不菲的东西，防盗就成为了一个不可忽视的问题。
许多家庭的防盗措施只停留在锁上，防盗意识并不十分强。
人体热释电红外线传感器的原理和应用
人体热释电红外线传感器的原理和应用热释电人体红外线传感器是上世纪80年代末期出现的一种新型传感器件。
热释电红外传感器不受白天黑夜的影响，可昼夜不停地用于监测，广泛地用于防盗报警。
本文就热释电人体红外线传感器的基本原理及应用作以大致介绍：一、热释电人体红外线传感器的基本结构和原理热释电红外(PIR)传感器，亦称为热红外传感器，是一种能检测人体发射的红外线的新型高灵敏度红外探测元件。
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。
将输出的电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路，如作电源开关控制、防盗防火报警等。
目前市场上常见的热释电人体红外线传感器主要有上海赛拉公司的SD02、PH5324，德国Perkinelmer 公司的LHi954、LHi958，美国Hamastsu公司的P2288，日本NipponCeramic公司的SCA02-1、RS02D等。
虽然它们的型号不一样，但其结构、外型和特性参数大致相同，大图1 热释电传感器实物图部分可以彼此互换使用。
热释电红外线传感器由探测元、滤光窗和场效应管阻抗变换器等三大部分组成，如图1所示。
对不同的传感器来说，探测元的制造材料有所不同。
如SD02的敏感单元由锆钛酸铅制成；P2288由LiTaO3 制成。
将这些材料做成很薄的薄片，每一片薄片相对的两面各引出一根电极，在电极两端则形成一个等效的小电容。
因为这两个小电容是做在同一硅晶片上的，因此形成的等效小电容能自身产生极化，在电容的两端产生极性相反的正、负电荷。
传感器中两个电容是极性相反串联的。
当传感器没有检测到人体辐射出的红外线信号时，在电容两端产生极性相反、电量相等的正、负电荷，所以，正负电荷相互抵消，回路中无电流，传感器无输出。
当人体静止在传感器的检测区域内时，照射到两个电容上的红外线光能能量相等，且达到平衡，极性相反、能图2 双探测元热释电红外传感器量相等的光电流在回路中相互抵消，传感器仍然没有信号输出。
热释电红外报警器
Page 28
项目：热释电红外报警器
开始
4.
应
用
系统初始化
主
电
程
子
序
技
检测外部有
工
术
无信号输入
N
作
专
Y
流
业
启动声光报警电路开始报警
程
教
图
学
资
声光报警是
源
否持续10秒
N
库
Y
声光报警结束
Y
是否还有检测
信号等待下次
报警 N
结束
Page 29
5.Proteus仿真图 应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 库
双源很难产生信号输出。
Page 13
项目：热释电红外报警器
应
用
电
子
技
术
专
业
教 学
径向移动反应最不敏感,
资 源
而对于横切方向 (即与半径垂直的方向)移
库 动则最为敏感.
在现场选择合适的安装位置是避免红 外探头误报、求得最佳检测灵敏度极为重 要的一环。
Page 14
重要概念
项目：热释电红外报警器
应 在该探测技术中，所谓“被动”是指探测
技
术 专
个明区和暗区，使进入探测区域的
业 教
移动物体能以温度变化的形式在PIR
学
资 源
上产生变化的热释红外信号。
库
Page 23
项目：热释电红外报警器
菲涅尔镜片的原理和应用
应 用
下图是常用三区多段镜片区段划分、垂直和平
电 子
面感应图。
技
术
专
被动型热释电红外线报警器
该报警器的响应时间通常很短，可以减少误报和漏报的可能 性。
抗干扰能力
抗背景干扰
被动型热释电红外线报警器能够抵抗背景干扰，如日光、灯光等，从而提高了探 测的准确性和可靠性。
抗噪声干扰
该报警器通常具有较好的抗噪声干扰能力，能够在嘈杂的环境中保持稳定的探测 性能。
04
被动型热释电红外线报警器的 安装与使用
准确探测到红外线信号。
使用方法
开启报警器
接通电源后，按下报警器上的 电源开关，启动报警器。
设置探测范围
根据实际需求，通过调节报警 器上的灵敏度旋钮，设置探测 范围。
探测目标
当有目标进入探测范围时，报 警器会发出警报声或灯光提示 ，同时输出相应的信号。
解除警报
当目标离开探测范围或确认安 全后，可以通过按下报警器上
信号处理电路
前置放大器
将传感器输出的微弱信号进行放大，以便后续电路处理。
带通滤波器
对前置放大器输出的信号进行滤波，以去除噪声和干扰。
电压/电流转换电路
将滤波后的信号转换为电压或电流信号，以便后续电路进行处理 。
报警电路
比较器
将电压或电流信号与预设阈值进 行比较，当信号超过阈值时，比
较器输出高电平。
被动型热释电红外线报警器
汇报人： 2023-12-18
目录
• 被动型热释电红外线报警器概 述
• 被动型热释电红外线报警器的 组成及工作原理
• 被动型热释电红外线报警器的 性能特点
目录
• 被动型热释电红外线报警器的 安装与使用
• 被动型热释电红外线报警器的 故障诊断与维护
• 被动型热释电红外线报警器的 未来发展趋势和研究方向
的解除按钮解除警报。
智能热释电红外报警器
智能热释电红外报警器【摘要】电子防盗系统成为人们生活中不可或缺的一部分，本文详细介绍了一款以热释电红外元件为传感器、单片机为控制核心、通过GSM模块发送短信的防盗报警器。
【关键词】单片机;热释电红外传感器;短信随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们越来越注重自身所处的环境是否安全，当无人在家时，必须考虑家中财产的安全。
本文介绍一种红外热释电报警器，它制作简单，抗干扰能力强。
由于其采集不可见光，用其做防盗报警器，具有良好的隐蔽性，若有人员入侵，报警器即可发送报警信息给主人，安全性更好。
1.热释电效应及热释电模块工作电路1.1热释电效应简述红外线具有很强的热效应，当红外线照射到一些晶体上时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷，这种晶体由于热变化而产生的电极化现象称为热释电效应。
人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出波长为10um左右的红外线，热释电红外传感器就是靠探测人体发射的10um左右的红外线而进行工作的。
热释电红外传感器内部包含两个互相串联或者并联的热释电元，而且两个电极化方向正好相反，一旦人侵入热释电探测区域，人体所辐射出的红外线被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，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。
1.2菲涅尔透镜为了提高探测器的探测灵敏度同时增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜。
菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用，即将热释红外信号折射到热释电红外传感器上，不使用菲涅尔透镜时传感器的探测半径不足2米，当配上菲涅尔透镜时，传感器的探测半径可达到10米。
第二个作用是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”，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，从而强其能量幅度。
热释电红外感应报警器
设计要求：
本设计要求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。经过分析，有如下要求： （1）可实现非法入侵报警； （2）使用光敏电阻控制，白天不报警，晚上自动开始工作； （3）当有人靠近时热释电传感器报警，无人靠近时不报警。
工作框图：
总电路图：
课程设计总结：
通过这个课程设计，让我了解到对于自己学过的知识需要学以致用，不能只是背书本上的知识， 在实践的时候要能真正的用在需要的地方。同时我也发现只是这样的学习如果不去加以利用是 不能熟练掌握精髓的，对于自己不知道的，要用合理的方式去学习到自己的脑，需要很多信号处理的知识。本次设计中需要将传感器输出的信号中包含的 50Hz工频干扰和低频噪声滤除，以防止这些信号干扰报警电路动作。因此，进过查阅资料，选 择了低通滤波器，它能将高于截止频率的信号有效的滤除，经过多次实验确定参数和仿真，本 次设计的滤波器可以满足要求的精度。说到光敏电阻，经过与老师交流和网上查阅资料，得到 了光敏电阻的正确用法，用它来控制电路在不同时间的开启与关闭，实现了电路的自动化控制、 运行。根据设计要求，本次需要用大功率报警器，因此选用了220V集成式的声光报警器，能够 有效将报警信号发出，另外还加入了手动报警开关以防止突发的意外情况。在设计过程中需要 考虑很多实际应用中的问题，因此需要全面考虑。
热释电红外感应报警器
学生：樊志宇 导师：李斌
设计原理：
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，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10~20米范围内人的行动。
红外防盗报警器
防盗报警器有很多，根据用户的需求以及具体使用环境方面的差异而又许多类别，并且除此之外关于品牌型号方面的区别对于后期的效果也具有决定作用。
那么今天就为大家介绍一下红外防盗报警器。
一、什么是红外报警器红外报警器分主动式和被动式两种。
主动式红外线报警器，是报警器主动发出红外线，红外线碰到障碍物，就会反弹回来，被报警器的探头接收。
如果探头监测到，红外线是静止不动的，也就是不断发出红外线又不断反弹的，那么报警器就不会报警。
当有会动的物体触犯了这根看不见的红线的时候，探头就会检测到有异常，就会报警。
二、红外防盗报警器的原理：热释电红外传感器的主要材料，是钽酸锂(LiTao3)、硫酸三甘酞(LATGS)和钛锆酸铅(PZT)。
它是在钛酸钡一类压电晶体上，上下表面设有电极，并在表面加有黑色膜。
当有红外线间歇地照射时，其表面温度上升，使晶体内部的原子排列产生变化，即引起自发极化电荷。
称此现象为热释电效应，为热电效应之一种。
热释电效应产生的表面电荷是暂时的，只要它出现，便很快被空气中的各离子所中和。
为此，用热释电效应制作红外传感器时，多是在它的元件前面加有机械式的周期遮光装置，以便使自发极化电荷周期性地出现，只有检测移动物体时不用。
由于热释传感器的输出阻抗很大，输出电压信号又极微弱，故在传感器内部附加一只场效应管与一个薄膜电阻Rg，使其阻抗进行变换。
Rs为负载电阻，有的热释传感器无Rs，需外接。
为实现不同的检测目的，在进入红外线的窗口上设有滤光镜，将不需要的光谱滤掉。
三、红外线防盗报警器安装1、在安装红外线报警器之前，首先应把报警主机通电放在固定位置，把报警探头挂在约2米高的地方，使其向前下方倾斜，以获得较高的灵敏度。
接通电源，经过1分钟左右的延时后，报警器进入警戒状态，这时，若有人进入监控区，即刻报警。
报警约1分钟，自动停止。
然后重新处于警戒状态。
2、当主人进入时，首先按一下遥控器上的关机键，随着红外线报警器一声“嘀”响，即关闭了报警器，进入警戒区也不再报警。
热释电红外探测防盗报警器 (一).
热释电红外探测防盗报警器 (一)热释电红外探测防盗报警器 (一)类别：模拟技术本例介绍一款被动式热释电红外探测防盗报警器，它是利用热释电红外传感器检测人体红外信号来完成防盗监测的。
当有人进入传感器的监测区域时，报警装置通电工作，发出报警声。
电路工作原理该热释电红外探测防盗报警器电路由电源电路、热释电红外传感器 (RIR）、控制器、光控电路和控制执行电路组成，如图6-21所示。
电源电路由电源开关S1，降压电容器C1、电阻器R1、稳压二极管VS1~VS3、二极管VD1~VD3和滤波电容器C2、C4组成。
控制器电路由工作模式选择开关S2、集成电路IC(HT7610A)和外围阻容元件组成。
HA7610A是热释电红外控制专用集成电路;其内部由放大器、稳压器、延时振荡器、系统振荡器、分频器、控制电路、输出电路、模式及光控、过零检测、锁存电路等组成，如图6-22所示。
控制执行电路由晶体管V、继电器K、二极管VD5和电阻器R6组成。
光控电路由光敏电限器RG、电阻器R5和IC第6脚内电路组成。
接通电源开关S1，交流220V电压经C1和R1降压、VS1和VS2稳压、VD1和VD2整流及C2滤波后，产生12V直流屯压，一路作为控制执行电路的工作电源;另一路经VD3、R3降压、VS3稳压及C4滤波后，产生9V直流电压。
当热释电红外传感器未检测到人体红外信号时，IC的2脚输出低电平，晶体管V不导通，继电器K不吸合，报警器HA不工作。
当有人进入热释电红外传感器的防盗探测区域时，传感器接受人体的红外信号并将其转变为电信号，从IC的11脚输入，经IC内部电路处理后，从2脚输出控制高电平，使V导通，K吸合，其常开触点将报警器HA的工作电源接通，HA发出响亮的报警声。
IC的6脚外接光控电路。
在白天，光敏电阻RG受光照射呈低阻状态，使IC的6脚为低电平，IC为禁止输出状态，其2脚无控制电压输出，报警器HA不工作;在夜晚，RG的阻值增大，IC和报警器正常工作。
热释电红外报警实验
热释电红外报警实验一、实验目的了解热释电红外传感器的工作原理及热释电效应，了解热释电红外报警器的的电路设计方法和调试，掌握热释电红外传感器的使用。
二、实验原理1、热释电效应原理当已极化的热电晶体薄片受到辐射热时候，薄片温度升高，极化强度p下降，表面电荷减少，相当于“释放”一部s分电荷，所以起名叫热释电。
释放的电荷通过一系列的放大，转化成输出电压。
如果继续照射，晶体薄片的温度升高到Tc(居里温度)值时，自发极化突然消失。
不再释放电荷，输出信号为零, 热释电效应原理如图1-11所示。
1-11热释电效应因此，热释电探测器只能探测交流的斩波式的辐射（红外光辐射要有变化量）。
当面积为A的热释电晶体受到调制加热，而使其温度T发生微小变化时，就有热释电电流。
dt dTAP i ，A 为面积，P 为热电体材料热释电系数，dtdT 是温度的变化率。
2、热释电红外报警实验原理热释电红外报警电路，由传感器、检测放大电路、比较输出电路、驱动延时电路、继电器等组成，实验原理图如图1-12所示。
传感器及放大滤波部分：D 为电压输入端，允许输入电压1-15V 。
S 为信号输出端，与后级电路连接。
G 为接地端。
因其输出形式为电压信号且非常微弱，故需要进行阻抗变换和信号放大。
R2作为热释电传感器的负载，通过C2耦合到前级放大器A1，A1的增益为27倍，且由C4，R6组成了滤波网络对采集信号进行放大滤波。
同理A2组成一个低通反馈放大器，增益150倍。
经此两极放大滤波后信号被放大到4000倍以上。
其中R1，C1为退耦电路，R3，R5为偏置电路。
Ａ1输出后的信号经Ｃ5耦合到后级放大器A2，A2在静态输出时约为4.5V 。
C3，C9为退耦电容。
比较输出部分：A3组成比较电路，当无报警信号输入时，其反向端电压大于同向端电压，比较器输出负电压，不能驱动后级电路产生报警信号，当有人入侵，有报警信号产生，比较器翻转输出正电压，驱动后级电路报警。
人体热释电红外传感器PIR原理
1.人体热释电红外传感器PIR原理详解在电子防盗、人体探测器领域中，被动式热释电红外探测器的应用非常广泛，因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。
被动式热释电红外探头的工作原理及特性：人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10μm左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。
人体发射的10μm 左右的红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。
红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
(1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。
所以热释电元件对波长为10μm 左右的红外辐射必须非常敏感。
(2)为了仅仅对红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。
(3)被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。
而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。
(4)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，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。
(5)菲涅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的优缺点：优点：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。
缺点：◆容易受各种热源、光源干扰◆被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收。
◆易受射频辐射的干扰。
◆环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。
抗干扰性能：1.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。
2.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。
热释电红外报警器)解读
成绩评定：传感器技术课程设计题目热释电红外报警器摘要该报警器主要由热释电红外传感器及其检测电路，LED显示组成，热释电红外传感器是报警器设计中的核心器件。
它是一种被动式红外报警探测器，只需要提供它工作电压，它就可以把在感应到人体的红外信号后将其转变为电信号输出以供信号处理部分使用。
目前，国内市场上的防盗报警器大部分是国外品牌，国内防盗报警产品厂商发展时间比较短，真正取得长足发展也是在2000年以后，特别是在2004年国内有些厂商迅速成长，投资规模和企业规模都在迅速发展和扩大。
热释电红外传感器是一种被动式调制型温度敏感器件，利用热释电效应工作，它是通过目标发出的红外辐射来探测目标的。
其相应速度虽不如光子型，但由于它可在室温下使用、光谱响应宽、工作频率宽、灵敏度与波长无关，容易使用。
这种探测器，灵敏度高，探测面广，是一种可靠性很强的探测器。
因此广泛应用于各类入侵报警器，自动开关、非接触测温、火焰报警器等。
在电子防盗、人体探测器领域中，热释电红外传感器的应用非常广泛，因其价格低廉技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。
关键词：热释电红外传感器；被动式；报警器；红外辐射目录一、设计目的------------------------- 1二、设计任务与要求--------------------- 12.1设计任务------------------------- 12.2设计要求------------------------- 2三、设计步骤及原理分析 ----------------- 33.1设计方法------------------------- 3 3.2设计步骤------------------------- 33.3设计原理分析---------------------- 5四、课程设计小结与体会 ----------------- 9五、参考文献-------------------------- 9一、设计目的随着社会的不断进步，电子技术的不断发展，人们的生活水平得到了很大的改善，许多高科技产品的使用越来越成为家庭生活的主旋律，因此人们对自己所处环境的安全要求就越来越高，特别是家居安随着社会全，不得不时刻留意不速之客的光顾。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
首先，根据实际需要，利用运算放大器OP1组成传感信号预处理电路，将信号放大。
然后耦合给运算放大器OP2，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为VM(≈0.5VDD)后，将输出信号V2送到由比较器COP1和COP2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vs。
由于VH≈0.7VDD、VL≈0.3VDD，所以，当VDD=5V时，可有效抑制±1V的噪声干扰，提高系统的可靠性。
COP3是一个条件比较器。
当输入电压Vc<VR(≈0.2VDD)时，COP3输出为低电平封住了与门U2,禁止触发信号Vs向下级传递；而当Vc>VR时，COP3输出为高电平，进入延时周期。
当A端接“0”电平时，在Tx时间内任何V2的变化都被忽略，直至Tx时间结束，即所谓不可重复触发工作方式。
当Tx时间结束时，Vo下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期Ti。
在Ti时间内，任何V2的变化都不能使Vo跳变为有效状态（高电平）,可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。
以上图所示的可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。
可重复触发工作方式下的波形在Vc=“0”、A=“0”期间，信号Vs 不能触发Vo为有效状态。
在Vc=“1”、A=“1”时，Vs可重复触发Vo 为有效状态，并可促使Vo在Tx周期内一直保持有效状态。
在Tx时间内，只要Vs发生上跳变，则Vo将从Vs上跳变时刻起继续延长一个Tx周期；若Vs保持为“1”状态，则Vo一直保持有效状态；若Vs 保持为“0”状态，则在Tx周期结束后Vo恢复为无效状态，并且，同样在封锁时间Ti时间内，任何Vs的变化都不能触发Vo为有效状态。
3.3.7 BISS0001特点1.CMOS工艺2.数模混合3.具有独立的高输入阻抗运算放大器4.内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰5.内设延迟时间定时器和封锁时间定时器6.采用16脚DIP封装3.4报警器电路设计图表5报警器电路4、整机电路图图表6 BISS0001的热释电红外开关应用电路图上图中，运算放大器OP1将热释电红外传感器的输出信号作第一级放大，然后由C3耦合给运算放大器OP2进行第二级放大，再经由电压比较器COP1和COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号Vs去启动延迟时间定时器，输出信号Vo经晶体管T1放大驱动继电器去接通负载。
上图中，R3为光敏电阻，用来检测环境照度。
当作为照明控制时，若环境较明亮，R3的电阻值会降低，使9脚的输入保持为低电平，从而封锁触发信号Vs。
SW1是工作方式选择开关，当SW1与1端连通时，芯片处于可重复触发工作方式；当SW1与2端连通时，芯片则处于不可重复触发工作方式。
图中R6可以调节放大器增益的大小，原厂图纸选10K，实际使用时可以用3K，可以提高电路增益改善电路性能。
输出延迟时间Tx由外部的R9和C7的大小调整，触发封锁时间Ti由外部的R10和C6的大小调整，R9/R10可以用470欧姆，C6/C7可以选0.1U。
5、制作与调试5.1制作：二极管，三极管，电阻，电容及三端集成稳压器78L05,红外传感信号处理器BISS0001和蜂鸣器，根据原理图进行布局和插元器件，经过焊接和按照原理图将一些器件进行串联和并联。
5.2调试因为此红外报警器备昼夜功能，即：白天有人进入报警区，该仪器也不报警，晚上有人进入报警区立即启动蜂鸣器，进入报警状态。
当遮住光敏电阻用手在热释电红外传感器附近晃动时，我们可以听到蜂鸣器发出声音，并且指示灯亮。
当手移开或静止不动时，蜂鸣器不发出声音，指示灯也不亮。
6、心得体会通过此次热释电红外报警器课题设计，锻炼了自己的实践和动手19能力， 并且通过学习此芯片,可以大概了解单片机的发展及其工作方法，了解汇编语言，掌握一定的BISS0001单片机知以及用指令编程方法和技巧。
能用BISS0001单片机指令编制出一些实用的小程序。
另一方面可以了解BISS0001的运算放大器、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特点7、参考文献[1] 康华光．电子技术基础（模拟部分）（第5版）[M]．北京：高等教育出版社，2004[2] 阎石．数字电子技术基础（第5版）[M]．北京：高等教育出版社，2006[3] 陈光明.电子技术书课程设计与综合实训[M]．北京航空航天出版社. 2007读书的好处1、行万里路，读万卷书。
2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。
3、读书破万卷，下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。
——达尔文5、少壮不努力，老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。
——颜真卿7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。
8、读书要三到：心到、眼到、口到9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。
10、一日无书，百事荒废。
——陈寿11、书是人类进步的阶梯。
12、一日不读口生，一日不写手生。
13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。
——高尔基14、书到用时方恨少、事非经过不知难。
——陆游15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。
——笛卡儿17、学习永远不晚。
——高尔基18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。
——刘向19、学而不思则惘，思而不学则殆。
——孔子20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。
——培根1。