热释电红外传感器应用与车流量检测系统
热释电红外传感器原理及其应用
热释电红外传感器原理及其应用热释电红外传感器原理及其应用
热释电红外传感器（thermoelectric infrared sensor，TIRS）是一种利用热释电效应（thermoelectric effect）来检测环境中红外热源的光学传感器。
它能够通过辐射能量与传感器内表面温度的差异来检测非可见的红外辐射，以实现远距离监测和测量热源发射能力的目的。
热释电红外传感器的工作原理是，当热释电芯片内的两个特定的同质金属材料互相接触时，会出现一个电压，这称为热释电效应。
热释电红外传感器将两种金属材质聚集在一起，当热源照射到传感器表面时，会让其中一种材料受热，而另一种材料不受热。
随着材料的表面温度升高，热释电效应将产生一个电压，这一区别值便可以表示出环境中红外辐射强度发生变化的情况。
热释电红外传感器广泛应用于飞机机舱设备房内的温度监控，能够检测空调系统及周边电子设备的温度变化，从而维持机舱温度在所需范围内。
此外，也常用于物流运输、医疗保健及无人机等行业对环境温度进行监控，能够有效降低安全风险，提高工作效率。
此外，热释电红外传感器还可用于检测大气污染物，能够根据环境温度及湿度两种因素来监测大气环境，提供可靠的污染数据以帮助制定行之有效的污染防治措施。
红外热释电传感器的作用
红外热释电传感器的作用嘿，朋友们！今天咱来聊聊红外热释电传感器这个神奇的小玩意儿。
你们知道吗，这红外热释电传感器就像是一个超级敏锐的小侦探！它能感知到人体或者其他物体发出的红外线呢。
就好像你在家里，晚上抹黑找东西，突然有一束光照过来，你一下子就能发现它。
红外热释电传感器就是这么厉害，能察觉到那些红外线的变化。
想想看啊，在很多地方它都大显身手呢！比如说在楼道里的感应灯，你走过去，它“唰”地就亮了，这背后可少不了红外热释电传感器的功劳呀。
它就像一个随时准备为你服务的小精灵，默默地工作着。
你说它神奇不神奇？再比如在一些安防系统里，它可是重要的角色呢。
它能时刻警惕着有没有不速之客闯入，一旦有异常，就能及时发出信号。
这就好比家里有了个忠诚的卫士，时刻守护着我们的安全，让人心里特别踏实。
还有啊，在一些智能家居设备中，它也发挥着重要作用。
它能根据你的行动来自动调节一些设备，让你的生活更加便捷舒适。
这不就像是有个贴心的小助手，总是能猜到你的心思，然后默默地为你做好一切吗？而且哦，红外热释电传感器还特别耐用呢，就像一个老黄牛，勤勤恳恳地工作，也不需要你特别精心地去呵护它。
你说，这么个好东西，咱能不喜欢吗？它真的给我们的生活带来了太多的便利和惊喜呀！它就像是隐藏在我们生活中的小魔法，虽然平时可能不太注意到它，但它却一直在默默地发挥着作用。
所以啊，可别小瞧了这红外热释电传感器，它虽然个头不大，但是能量可不小呢！它就像是我们生活中的无名英雄，悄无声息地为我们服务着。
我们真应该好好感谢它，让我们的生活变得更加智能、更加安全、更加舒适。
怎么样，现在是不是对红外热释电传感器有了更深的认识和了解呢？是不是也对它充满了敬意呢？哈哈！。
基于热释电红外传感器的车内实时人流量检测系统
公交车内人流量信息，通过对数据的处理及分析，公交调度中心可以及时获取有效的客流量信息，
并根据数据做出合理的公交调度，同时在公交车站站牌增加了车内实时人流量显示功能及车辆到
站 信 息 。 对 系 统 进 行 了 模 拟 测 试 ，系 统 能 有 效 的 记 录 通 过 传 感 器 检 测 区 域 人 流 量 ，验 证 了 数 据 处
XIE Chen1，LIU Jian⁃ke2，MAO Xiao⁃shu1，GAO Yuan3 （1.Department of Electrical and Information Engineering，Shaanxi Railway Institute，Weinan 714000， China；2.School of Arts and Sciences，Shaanxi University of Science & Technology，Xi’an 710021，China；
摘 要 ：改 变 公 交 调 度 方 式 是 提 升 公 交 配 置 和 公 共 资 源 利 用 率 的 有 效 方 式 。 随 着 智 能 化 手 段 的 发
展 ，在 公 交 车 前 、后 门 装 设 实 时 人 流 量 检 测 的 系 统 ，系 统 利 用 传 感 器 检 测 人 体 红 外 射 线 ，实 时 采 集
收稿日期：2018-06-12 稿件编号：201806066
行进行合理的调度。
基金项目：国家自然科学基金（50802057）；陕西省自然科学专项基金（2011JM1014）；陕西铁路工程职业技术
3.XI’AN HuaZhong Electronic Technology Co.，Ltd，Xi’an 710065，China）
Abstract: Changing the mode of public traffic dispatching is an effective way to improve the public transport allocation and utilization. With the development of intelligent means，in front of the bus and the back door to install real-time passenger flow detection system，the system using sensors to detect human body infrared ray，real- time collection of traffic information，through the data processing and analysis， public transport dispatching center can timely access to effective passenger traffic information，and according to the data to make reasonable public transport scheduling，At the same time，the bus stop increases the real- time traffic display function and the arrival information of the vehicle. The system is simulated and tested，the system can effectively record the flow of the area by the sensor，verify the feasibility of data processing and analysis，and facilitate the reasonable dispatch according to the Datum. Key words: pyroelectric infrared sensor；human traffic；data transmission；scheduling
基于热释电红外传感器的车流量监测系统
较高 ,实时性很强 。
void main (void) / / 主程序
计时 采 用 单 片 机 AT89C51 的 T1 定 时 器 。计 数 采 用 单 片 机 此值传给变量 m ,并判断如果 2 ≥m ≥5 , 说明是有 1 辆车辆通
AT89C51 的 T0 计数器 。此种计数方法 ,经过实践检验 ,精确度 过 ,则车辆数 w 加 1 。然后执行显示车辆数程序 。
Monitoring and Measuring System of Flo w Rates of Vehicles Based on Pyroelectric Infrared Sensor
AI Hong1 ,WANGJie2 ,SUN Shuo1 ( 1. Department of Computer and Automation , Beijing Institute of Machinery , Beijing 100085 , China ; 2. Beijing Key Laboratory of Field Bus , North China University of Technology , Beijing 100041 , China)
些。
INT0 外部中断 。设置单片机 AT89C51 的外部中断 INT0 为下降
2 车辆计数设计思路
沿触发方式 ,中断优先级为高优先级 。程序设计分析如下 :
根据采集到的示波器波形以及单片机 AT89C51 的定时 、计
主程序是由显示程序和车辆计数程序组成 。在车辆计数
数 、中断等功能 ,用程序设计方法完成判断并保证计数的精确 程序中 ,进行变量初始化 ,打开总中断和外部中断 ,变量 mark =
t1定时t0计数th0计数初值为零tl0计数初值为零th1定时器赋初值tl160000256启动定时tr0启动计数et1开t1溢出中断dowhileflag未到则等待flag读取通过一辆车时所产生的脉冲数timecount中断与定时器处理程序设计车流量检测系统硬件电路设计中检测电路的输出信号接到单片机的外部中断引脚int0在外部中断服务程序中一旦相应外部中断置变量标志mark禁止外部中断响应
热释电红外传感器及其应用
热释电红外传感器及其应用摘要：为有效解决电化学、气敏类传感器稳定性差、检测范围窄、易中毒、测量精度低等问题，研制了一种基于钽酸锂薄膜材料的热释电红外气体传感器。
重点介绍了该气体传感器的工作原理及其结构设计，其结构采用双通道光路测量结构，分别为测量通道和参考通道，有效避免了光源波动和腔体污染对传感器造成的影响。
该传感器具有结构新颖、简单可靠、测量范围宽、不中毒等特点，市场应用前景广阔。
关键词：钽酸锂薄膜;热释电红外气体传感器;双通道结构;光源波动.Abstract: In order to effectively resolve the problem of the electrochemical, gas type sensor, such as poor stability, narrow detection range, easy to poisoning and low accuracy etc.，a pyroelectric infrared gas sensor is developed based on lithium tantalate thin-film. The emphasis is paid on the working principle of the gas sensor and its design, its structure using two-channel optical measurement of the structure, respectively measuring channel and reference channel, effectively prevent the light source fluctuation and cavity impact of pollution on the sensor. The sensor has a novel structure, simple and reliable, wide measuring range, not poisoning etc., the market prospect is broad.Keyword: lithium tantalate thin films; pyroelectric infrared gas sensor; dual-channel structure; light fluctuations.引言今天，环境保护已经成为我们最关注的问题，环保、安全防护越来越受到人们的重视，随着智能化、网络化的推动，应用于这些领域的传感器日新月异。
热释电红外传感器及其应用
1 延迟电路 由 CD4069 六反相器中的四个组成延迟电路。当有人在检测区并作一定的运动(或活动)， 则 9012 输出高电平，第 2 个反相器也输出高电平。此高电平经二极管 VD1 向电容器 C 快 速充电到接近 UC，则第 4 个反相器也输出高电平。电容器 C 上的电荷向 R 放电，由于 R 阻值较大，放电较慢，按图上的参数(C=220μF、R=10 2MΩ)，约经 12 分钟后 C 上的电压 才降到 1/2UC，使第 4 个反相器输出低电平。其波形如图 12(b)所示。改变不同的 R、C 可 获得不同的延迟时间，可根据要求选择。 该延迟电路的特点是它是一种累计型延时电路，即在延迟过程中又有脉冲输入，则延迟时 间会增加。例如延迟电路的延迟时间为 10 分钟，若在以后时间内有人在不断运动(或活动)， 则 1 脚会不断输入脉冲，延迟时间不断延长。 2 驱动电路 由三极管 9013 及继电器 K 组成驱动电路。当 CD4069 的 8 脚输出高电平时，9013 导通， 继电器 K 吸合，VD2 亮，常开触头闭合，给 220插座提供了电源。若是插上电灯(如用于 半暗厅)，则人在灯亮，人走后经一段延迟时间灯自灭。 继电器工作电压为 12V，触头容量与负载电流有关(触头工作电压要满足 220电压)。 结束语 以上电路仅供爱好者实验及制作。但要说明的是，因为热释电传感器检测的是温度，有 时小动物(猫、狗)进入检测区也会产生误动作。如果有条件可以设计成双鉴电路(如雷达探测 器)再加一个与门，则可提高可靠性，大大地减少误报的概率。 如果检测器与驱动电路分装两地，距离较远，则最好采用屏蔽线，以防止外界干扰而产生误 报。 读者也可以根据自己的要求或参考其它电路来实现有其它功能的防盗报警系统或自动化节 能装置。
热释电人体红外传感器原理及应用
热释电红外传感器原理及应用(测控技术与仪器1002班，刘建军发)【摘要】：随着社会的发展，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，以热释电红外传感器为核心的自动门系统就是其中之一。
热释电红外传感器是基于热电效应原理的热电型红外传感器。
其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合虑光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。
热释电红外传感器由传感探测元、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。
【关键词】：热释电、红外线、自动控制、自动门。
1热释电红外传感器原理1.1热释电红外传感器的原理特性热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外传感器。
不同的是热释电红外传感器的热电系数远远高于热电偶，其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。
为了抑制因自身温度变化而产生的干扰该传感器在工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式，因而能以非接触式检测出物体放出的红外线能量变化并将其转换为电信号输出。
热释电红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换。
由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用因而需要用电阻将其转换为电压形式该电阻阻抗高达104ＭΩ，故引入的Ｎ沟道结型场效应管应接成共漏形式即源极跟随器来完成阻抗变换。
热释电红外传感器由传感探测元、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。
由于加电极化的电压是有极性的，因此极化后的探测元也是有正、负极性的。
1.2 被动式热释电红外传感器的工作原理与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10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。
基于热释电红外传感器的车流量监测系统
Ｍ ｏ ｉ ｒｎ ｎ ｅ ｓ ｒｎ ｙ ｔｍ ｆＨｏ Ｒａ ｅ ｎ ｔ ｉ ｇ ａ ｄ Ｍ ａ ｕ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ ｏ ｗ ｔｓｏ ｏ ｆ Ｖｅ ｉｌｓＢａ ｅ ｎ Ｐ ｒ ｅｅ ｔｉ ｎ ｒ ｒ ｄ Ｓ ｎ ｏ ｈ ｃｅ ｓ ｄ ｏ ｖ ｏ ｌｃｒｃＩ ｆ ａ ｅ ｅ ｓ ｒ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｕ ｔ ｔｄ ｈ ｌ ｗ ｌ ｃ ｃ ｉ ｏ ｌ ｗ ｒ ｔ ｆ ｅ ｉ ｌｓ Ｔ ｅ ｐ ｉｃｐｅ ｏ ｓ ｅｅ ｔ ｇ ｗ ｓ ｅｐ ｕ ｄ ｄ ｗ ｅ ｅ ｃｅ Ｉ ｅ ｓｒ ｃ ：ｌ ｓｒ ｅ ａｄ ａ ｌ ａ ＇ ￣ ｉ ｕｔ ｆｆ ａｅ ｏ ｈｃｅ 、 ｈ ｒ ｉｌ ｆ ｒ ｏ ｓ ｖ ｎ ｅ ｄ ｔｃｉ ａ ｘ ｏ ｎ ｅ ｈ ｎ ｖ ｈ ｌｓ ｓ ｄ ｎ ｉ ｓ
２ （ ５ ｔｒｇ ， ｔｔｅ ｓ１． ｔ ，ｓｃ ｐ ｂ ｅｏ ｏ ４ ２ ６ ｓ ａ ｅ ａ ａ ３ ｉ ２ ｏ ｈ ３ ｍｅ ｉ ａ ａ ｌ ｆｃ ｍｍｕ ｉａ ｎ ｉ ｅｐ ｒｏ ａ ｏ ｕ ｅ ￣ｏ ｓ ｅ Ｒ ｅ ｎｃ ｔ ｗ ｔ ｔ ｅｓ ｎ ｃ ｍｐ ｔｒｔ ｕ ｈ ｔ Ｓ一２ ２ ｓ ｒ ｔｒ ｃ Ｔ ｅ ｐ ｏ ｉ ｇ ｈｈ ｌ ｌ ｈ ３ ｅ ａ ｉ ｅ ａ ｅ． ｒ — ｉ ｎ ｆ ｌ ｈ ｇ ａ ｏ ｉｐａ ｉ ｇ ｆ ｗ ｒ ｔｓｏ ｅ ｃｅ ｒａ ｍｅｗ ｓ ｄ ｓｇ ｅ 、 ｈ ｓｍｅ ｏ ａｌ ｅ ｕ ｅ ｎｔｒ ｄ ｍｅ ｓ ｒ ｇ ｓ ｓ ｍ ｅ ｃｅ 、 ｒｍ ｄ ｓ ｌｙｎ ｏ ａｅ ｖ ｈ ｌ ｅｌ ｔ ａ ｅ ｉ ｄ Ｔ ｉ ｔ ｄ ｃ ｌ ｂ ｓ ｄ ｉ ｍｏ ｉ ｉ ａ ａ ｕ ｉ ｙ ｔ ｏ ｖ ｈ ｌ ｆ ｌ ｆ ｉ ｉ ｎ ｈ ｎ ｏｎ ｎ ｇ ｎ ｅ ｆ ｉ ｓ
Ａ ｎ Ｉ ＷＡＮ Ｊ ２ Ｓ Ｎ Ｓ ｕ ｊ Ｈｏ ｇ Ｇ ｉ ， Ｕ ｈ ｏ ｅ
述热释电红外探测器的使用场合
述热释电红外探测器的使用场合热释电红外探测器广泛应用于安防监控、火灾报警、人流量检测
等领域。
在安防监控方面，热释电红外探测器可以通过感应人体的体热来
实时监控周围环境，当有可疑的人员进入监控区域时，探测器会发出
警示信号，及时提醒安保人员。
在火灾报警方面，热释电红外探测器可以感知火源的热辐射，及
时发出警报，提高火灾的检测和防范能力。
在人流量检测方面，热释电红外探测器可以通过感知人体热辐射，实现对通行人流的计数和识别。
该技术广泛应用于大型公共场所的人
流监控和管理。
总之，热释电红外探测器是一种高效、准确的红外检测设备，可
以在很多场合中发挥不可替代的作用。
热释电红外传感器说明
热释电红外传感器说明热释电红外传感器，这名字听起来是不是挺高大上的？它就是一种能“感知”温度变化的小玩意儿。
它就像是那种“灵敏的探子”，只要有热量经过，它立马就能感应到，真的是太厉害了！想想，如果你家里有个热释电传感器，它就能帮你发现那些“潜伏者”，比如偷偷溜进你家的小猫咪，或者是你正在忙着做饭却忘了关的电炉。
它的原理其实很简单，热释电材料在受到温度变化时，会产生电信号，传递给其他设备。
简单说，它就是一个温度的“侦探”，随时待命，等着捕捉热量的“踪迹”。
这玩意儿广泛应用于各个领域，尤其是安全监控。
想象一下，家里装了这样一个传感器，当有人靠近的时候，它会发出警报，简直就像是家里的“守护神”。
它还能搭配摄像头，瞬间变身为“全能侦探”，让你再也不怕漏掉任何可疑的动静。
你要是晚上睡觉，突然听到一声“嘀嘀”，别紧张，可能是热释电传感器在向你报告：有人来了！这东西也很省电，长时间工作也不用担心它会“罢工”，真是个节能的小能手。
再说说它的应用场景吧，真的是五花八门。
从家居到商业，再到智能交通，几乎无处不在。
在商场里，很多时候你都不知道，其实你身边就有它的身影。
比如说，当你走进一家店里，门口的传感器就会感应到你，自动开门，像个热情的迎宾员。
这种科技感，真让人忍不住想多逛逛。
还有那种智能家居系统，靠着热释电传感器，你的灯可以实现自动开关，晚上起床的时候再也不用摸黑了，想想就觉得方便！热释电红外传感器的优点可真不少。
它的响应速度极快，瞬间就能捕捉到热量变化，简直不费吹灰之力。
它的安装也超级简单，没啥技术含量，几乎人人都能搞定。
只要把它装在一个合适的位置，就能开始“工作”了！这让不少人都爱上了这个小家伙，像是给家里增添了一个“聪明的小助手”。
也有人觉得它可能会误报，比如当空调突然开起来时，它也许会“以为”有个人在活动，结果发出警报，哈哈，这时候就得自认倒霉了。
不过，热释电红外传感器也有一些小缺点。
比如，价格有点小贵，尤其是高精度的产品。
热释电红外传感器及其应用
尚中锋 1，郭景华 2，祁明锋 1,2，范子亮 2
（1.河南汉威电子股份有限公司，河南 郑州 450001； 2.郑州炜盛电子科技有限公司，河南 郑州 450001）
摘要：为有效解决电化学、气敏类传感器稳定性差、检测范围窄、易中毒、测量精度低等问题，研制了一种基于钽酸锂薄膜材 料的热释电红外气体传感器。重点介绍了该气体传感器的工作原理及其结构设计，其结构采用双通道光路测量结构，分别为测 量通道和参考通道，有效避免了光源波动和腔体污染对传感器造成的影响。该传感器具有结构新颖、简单可靠、测量范围宽、 不中毒等特点，市场应用前景广阔。 关键词： 钽酸锂薄膜;热释电红外气体传感器;双通道结构;光源波动.
3 热释电红外气体传感器长期观察分析
3.1 热释电红外气体传感器测试方法 测试条件
图 2 热释电红外气体传感器内部电路结构（Rs 外接）
另外，每个通道采用补偿型双敏感元并联结构，一方 面可以消除周围环境温度起伏引起的影响，另一方面不但 可以提高传感器的可靠性和稳定性，还可以提高传感器的 信噪比。 由于该传感器是一种高阻抗（ 1010 ～ 1012 Ω ）器件， 容易引入噪声。与它相连的前置放大器的第一级必须采用 高输入阻抗（Rg> 1010 Ω ）低噪声的场效应晶体管，并把 它封装在热释电探测器管壳内，这样可以有效的降低噪
3.6 ×1010
4.3
热释电红外气体传感器的内部电路结构如图 2 所示。 它主要由两组热释电敏感元、两组结型场效应管 JFET、 两 组电阻组成，分别组成测量通道和参比通道 [4-5]，这种结构 可以消除由于光源波动、腔体污染和光源反射路径导致的 测量误差。
图 4 红外截止滤光片谱图（CO2 气体探测型）
Abstract: In order to effectively resolve the problem of the electrochemical, gas type sensor, such as poor stability, narrow detection range, easy to poisoning and low accuracy etc.， a pyroelectric infrared gas sensor is developed based on lithium tantalate thin-film. The emphasis is paid on the working principle of the gas sensor and its design, its structure using two-channel optical measurement of the structure, respectively measuring channel and reference channel, effectively prevent the light source fluctuation and cavity impact of pollution on the sensor. The sensor has a novel structure, simple and reliable, wide measuring range, not poisoning etc., the market prospect is broad. Keyword: lithium tantalate thin films; pyroelectric infrared gas sensor; dual-channel structure; light fluctuations. 中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：
交通流量监测中的传感器技术应用
交通流量监测中的传感器技术应用在现代社会，交通流量的监测对于城市的规划、交通管理以及公众的出行都具有至关重要的意义。
而传感器技术的不断发展和应用，为交通流量的准确监测提供了有力的支持。
传感器是一种能够感知和检测物理量、化学量或生物量等信息，并将其转换为可测量和可处理的电信号的装置。
在交通流量监测中，传感器技术发挥着关键作用。
常见的用于交通流量监测的传感器包括磁感应传感器、微波传感器、视频传感器等。
磁感应传感器是一种基于电磁感应原理的传感器。
当车辆通过时，会引起磁场的变化，传感器能够感知这种变化并转化为电信号。
这种传感器安装简单，维护成本较低，并且能够在各种天气条件下稳定工作。
但其检测范围相对较小，对于多车道的交通流量监测可能存在一定的局限性。
微波传感器则是通过发射微波信号，并接收车辆反射回来的信号来检测车辆的存在和速度。
它具有检测范围广、不受天气和光照条件影响的优点，能够同时监测多个车道的交通流量。
然而，微波传感器的成本相对较高，而且对于低速行驶的车辆检测精度可能不够理想。
视频传感器是通过摄像头采集道路图像，然后利用图像处理技术来分析车辆的数量、速度和类型等信息。
这种传感器能够提供丰富的交通数据，并且可以直观地展示交通状况。
但它对图像处理算法的要求较高，容易受到光照变化、恶劣天气等因素的影响。
在实际应用中，传感器的选择需要根据具体的监测需求和环境条件来决定。
例如，在城市主干道上，由于车流量较大，可能更适合使用微波传感器或视频传感器；而在一些支路上，磁感应传感器可能就足以满足监测需求。
传感器技术在交通流量监测中的应用，不仅能够提供实时的交通流量数据，还为交通管理部门的决策提供了重要依据。
通过对这些数据的分析，交通管理部门可以了解道路的拥堵情况，及时调整信号灯的时长，优化交通信号控制方案，从而提高道路的通行效率。
此外，交通流量监测数据还可以用于交通规划。
城市规划者可以根据不同区域的交通流量分布，合理规划道路网络，增加或调整道路设施，以适应未来的交通需求。
智能交通系统中的车流量检测技术教程与应用指南
智能交通系统中的车流量检测技术教程与应用指南近年来，随着城市化进程的加快以及交通需求的不断增加，智能交通系统逐渐成为现代城市交通管理的重要组成部分。
车流量作为评估交通流畅度的重要指标之一，在智能交通系统中的准确测量和监测显得尤为重要。
本文将介绍智能交通系统中的车流量检测技术教程以及应用指南，包括车流量检测技术的原理、常见的车流量检测方法以及其在智能交通系统中的应用。
一、车流量检测技术的原理车流量检测技术是通过使用各种传感器或设备来实时测量过往车辆的数量和速度，以评估道路交通状况，并为交通管理者提供决策支持。
常见的车流量检测技术包括视频检测、微波雷达检测、电感线圈检测和红外线检测等。
1. 视频检测技术视频检测技术是利用摄像头实时捕捉道路上的图像，并通过计算机图像处理算法来识别和计算车辆数量和速度。
该技术具有成本低、灵活性高、可覆盖范围广等优势，但对光照和天气条件较为敏感，容易受到影响。
2. 微波雷达检测技术微波雷达检测技术利用雷达波束检测车辆，并测量雷达波与车辆之间的反射时间和频率变化，从而判断车辆数量和速度。
该技术具有不受光照和天气影响的优势，但需要比较昂贵的设备和专业技术支持。
3. 电感线圈检测技术电感线圈检测技术是在路面上埋设电感线圈，并通过检测车辆经过时对电感线圈的感应来计算车辆数量和速度。
该技术具有响应速度快、稳定可靠的优点，但需要对道路进行改造和维护，且无法适用于大范围的车流量检测。
4. 红外线检测技术红外线检测技术是通过在道路上设置红外线感应器，当车辆经过时感应器会被触发并记录车辆数量。
该技术具有简单易实现、成本低廉的特点，但对于复杂的交通流量检测场景可能存在一定的局限性。
二、常见的车流量检测方法1. 点检测点检测是指在交通流动的某一点上进行车流量检测，通过设置传感器在特定位置上实时测量经过车辆的数量和速度。
该方法适用于一些小范围或临时的车流量检测需求，但无法提供全面的交通流量信息。
热释电红外传感器探测实验报告
本文旨在介绍热释电红外传感器的检测实验，详述热释电红外传感器检测实验的相关知识，并就实验过程中可能出现的问题提出解决方案。
一、热释电红外传感器检测实验简介热释电红外传感器检测实验是一项检测热释电红外传感器功能的实验，它利用热释电红外传感器检测热释电红外传感器的范围、灵敏度和响应时间等参数，以及在不同温度下的输出特性。
二、热释电红外传感器检测实验原理热释电红外传感器检测实验的原理是利用热释电红外传感器的变化特性，它的输出电压与温度成反比。
当温度上升时，热释电红外传感器的输出电压就会下降，反之亦然。
热释电红外传感器检测实验能够测量从一定温度到另一定温度的变化，从而确定热释电红外传感器的范围、灵敏度和响应时间等参数。
三、热释电红外传感器检测实验过程1.实验前准备：（1）校准测温仪，使其精度能达到0.1℃；（2）准备温度控制器，通过调节温度控制器来控制热释电红外传感器的温度；（3）准备热释电红外传感器，使其能够正确接入温度控制器和测温仪；（4）准备电路，使其能够正确接入热释电红外传感器，并使电路能够正确地控制热释电红外传感器的输出。
2.实验过程：（1）在温度控制器上设定起始温度，然后使用测温仪检测热释电红外传感器的输出；（2）调节温度控制器，使热释电红外传感器输出的温度持续升高，并在每个温度点记录热释电红外传感器的输出值；（3）实验结束时，对所收集的数据进行处理，以确定热释电红外传感器的范围、灵敏度和响应时间等参数。
四、热释电红外传感器检测实验可能出现的问题及解决方案（1）测温仪精度不足：可以通过校准测温仪来提高精度；（2）温度控制器不准确：可以通过调整温度控制器的设置，以确保温度的准确性；（3）热释电红外传感器的输出受干扰：可以通过屏蔽电磁波等外界因素，以确保热释电红外传感器的输出准确。
五、结论热释电红外传感器检测实验是一项重要的技术检测，它可以帮助我们了解热释电红外传感器的功能特性，从而为后续的应用提供参考。
热释电红外传感器及其应用
热释 电红外传 感器 用于 防盗器 时 ， 其表 面必 须罩 上一块 菲 涅尔 透镜 。 谓 的菲 涅尔 透镜就 是一种 由塑料 制成 的特殊设 计 所
的 光学 透镜 组 ， 与热 释 电元 件配 合 ， 以提 高传 感 器 的灵 敏 它 可 度， 扩大 监视 范 围。实验证 明 ， 传感 器加上 菲涅 尔透镜 后 ， 检 其 测距 离可 以 由原 来 的 ２米而 增加 到 １ ０米 。透镜 的工作 原理 是 当移 动物体 或人 体发射 的红 外线进 入透镜 的监 视范 围 ， 就会 产
套 水位表 ， 可关掉 汽水连 管 ， 整体更 换 ， 损坏水 位表 进行 认真 对 修复。
（ ）首先 切 断炉 排传 动 电源 ， １ 用扳 子手 动 使 炉排 倒 转 ， 根 据倒 退 时所 用 力大小 ， 断故 障的轻重 程 度。假 如 手动倒 转时 判 所 用 的力 不很 大 ， 排可 以倒转 若 干距离 ， 炉 这样 再合 上 炉 排 电 源， 启动 使用 。但要 时刻 注意 电动机 的电流 大小 和保 险丝 是否 熔 断 ， 合器 是否 正常 。如果正 常 ， 离 可继续 使用 。
１ 红 外 辐 射 的 基 本 知 识
红外 辐射 的物理 本质是 热辐 射 ，它是 由于物 体 （ 固体 、 气 体 、 体 和气体 ） 液 内部 分子 的转动及 振动 而产生 。 类振 动是 由 这
物 体受热 引起 的 。只有在绝 对零度 时 （２ ３１℃） 一切物 体 的 一 ７ ．６ ， 分子 才停 止运 动 。
测 到 时 的 信 号 经放 大 比 较确 认 ， 发 出报警 信号 产生报 警 。
５ 结束 语
热释 电 红外 传感 器 的应 用 非 常 广泛。 因其 价格 低 廉 、 术性 能 稳定 技 而 在 电子防 盗 、人体 探 测 器领 域 中
基于红外传感检测车流量毕业设计(论文)[管理资料]
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基于红外传感检测车流量XX大学电子信息工程（视讯工程）063XXX指导教师：XXXXXX学院职称：工程师Based on the infrared sensor to detecttraffic flowXXXElectronics and information engineering（Video engineering）063XXXMentor：XXXXXX CollegeEngineer目录摘要： (4)关键词： (5)Abstract： (5)Key Words: (6)前言： (6)一、设计方案 (7)红外传感器工作原理： (7)热释电红外传感器的原理特性： (8) (9) (10)红外探测电路 (10)信号放大电路 (11)电压比较电路 (12)延时电路 (13)二、设计方案论证 (13)三、元器件及设备选型 (15)红外传感信号处理器 (15) (15) (15) (18) (19) (19) (20) (21) (21)4. 运算放大器LM358 (21) (21)四、结构设计、安装布置设计 (23)五、样机测试、方案效验 (25) (25)2. 45-65摄氏度热源感应测试 (25) (25)六、经济、技术等指标的对比分析 (26)红外感应模块DYP-ME003： (26)红外测温仪： (26)七、使用说明书 (28)结论： (29)总结和体会： (29)谢辞： (30)参考文献： (31)附录： (32)摘要：随着现代城市的发展，车辆增多，交通问题越来越重要。
在道路交通管理过程中，车流量是决定控制策略的关键因素之一。
车辆在通过十字路口时，因信号灯转换时间固定，无法根据车辆多少而改变交通信号，从而造成交通资源浪费，汽车排放的尾气更对环境造成污染。
此次设计是利用红外传感器（基于热效应的热探测器）探测车辆温度,利用热释电红外传感器，设计了车流量自动计数检测系统。
该红外检测系统采用红外传感器作为探头来检测外界是否有车辆通过，红外传感器输出的微弱电信号经运算放大器放大以及比较器电路滤除干扰后，从而完成对车流量的检测。
基于热释电器件的车流量监测
６０
基于热释电器件的车流量监测
热释电探头顶端有一块滤光片作为光学窗
为了尽可能的减少外界干扰信号ꎬ采用了三
口ꎬ只有波长范围为 ７ ~ １０ μｍ 的光才能够通过ꎮ
块厚度为 １ ｍｍ 的不透光的亚克力板作为红外干
可以看 成 黑 体ꎬ 则 辐 射 的 中 心 波 长 刚 好 在 ７ ~
上三个方向的红外信号ꎮ 隔离后的实物如图 ４ 所
离可达 １０ ｍꎮ 如果将监测系统安装在双向车道
两侧ꎬ可以满足路面车流量监测的需求ꎮ 由于该
示ꎬ数字“１” 所指即为放置在菲涅耳透镜内的集
５ ｃｍ × ５ ｃｍ × １ ｍｍꎮ
２ 中箭头方向所示ꎬ等间距分布的菲涅耳透镜形
成了“ 盲区” 和“ 高灵敏区” ꎬ可以实现对探测信号
的调制ꎬ对热释电器件而言ꎬ输入了周期性调制的
红外信号ꎬ提高了探测灵敏度ꎮ 由于热释电器件
存在居里温度ꎬ是交流或瞬时响应的传感器件ꎬ对
移动很慢或者静止不动的物体则不敏感ꎬ因此不
适用于交通堵塞时的车流量检测ꎮ
图 ４ 信号采集模块实物图
２ 车流量监测系统现场测试
测试地点选在广州大学城外环路ꎬ作为主干
图 ２ 热释电探头结构示意图
监测系统框图如图 ３ 所示ꎮ 当车辆驶过其中
一个探测器感应区域ꎬ探测器将红外信号转换为
电压信号ꎬ经过反相器送到 ＳＴＣ８９Ｃ５２ 单片机的
后ꎬ经过放大和滤波电路ꎬ送入单片机系统处理ꎮ
信号处理芯片、菲涅尔透镜的信号采集模块ꎬ系统
该设计使用方便、成本极低、性能可靠ꎬ可灵活调
监测电路如图 １ 所示ꎮ
图 １ 监测系统电路图
图中 ＰＩＲ 为热释电红外探头ꎮ 图 ２ 为其结构
当外界辐射的红外信号被两个探测元件感应ꎬ转
热释电红外传感器应用与车流量检测系统
Keywords: Detection Amp lifying circuit Pyroelectric Infrared sensor Flow rate of vehicles Count
0 引言
是热释电效应 ,它是一种温度敏感传感器 。当传感器 监测范围内温度有 ΔT 的变化时 ,热释电路的建设尤为 个电极上产生电荷 ΔQ ,并在两电极之间产生一个微
重要 ,合理的安排道路可以保证人们日常工作生活的 弱电压 ΔV [1 ] 。
需要 。在市区道路车流管理过程中 ,车流量是分析道
由于热释电元件的输出阻抗极高 ,因此 ,传感器中
路情况的重要指标 ,因此 ,车流量检测的研究也越来越 有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的
当 U1 C的输出在 V1 (U1 B - )和 V2 (U1 A + ) 之间 时 ,比较器 1 (U1B )和比较器 2 (U1A)均输出低电压 ,或 门 U3A输出为低电平 ;当 U1 C的输出高于 V1 (U1 B - ) 时 ,比较器 1 (U1 B )输出高电平 ,或门 U3 A 输出为高电 平 ; U1 C的输出低于 V2 (U1A + ) 时 ,比较器 2 (U1A)输出 高电平 ,或门 U3A 输出为高电平 ,即 U1 B 和 U1 A 的输 出经逻辑或输出脉冲信号到单片机 。变阻器 RW2用 于设定窗口的阀值电平 , RW1和 RW2可调节检测放大 电路的灵敏度 ,使得低于车辆红外特征的干扰信号被 滤除 [ 5 ] 。
3 车流量检测放大电路
在本设计中 ,采用新型热释电红外传感器探测外 界信息 ,并将其转换成微弱的电信号输出 [4 ] ,再经运算 放大器放大及比较器滤去干扰后 ,所得信号被送入单 片机以启动计数器计数 ,最后通过液晶显示器显示 。 检测放大电路的原理图如图 1所示 。
热释电红外传感器的应用
2003年9月 陕 西 工 学 院 学 报Sept.2003第19卷第3期 Journal of Shaanxi Institute of Technology Vol.19 No.3[文章编号]1002-3410(2003)03-0039-03热释电红外传感器的应用韩芝侠1, 淡涛2, 黄庆华3(1.陕西理工学院实验中心, 陕西汉中723003; 2.陕西理工学院电气系, 陕西汉中723003;3.陕西理工学院电信系, 陕西汉中723003)[摘 要] 通过对一个热释电红外探测电路进行理论分析与实验测试,指出了其不妥之处,针对性地给出了更为合理的应用电路。
经过实验验证,改进后的电路工作可靠性提高,适用于日常生活中的自动照明、自动消防龙头等方面。
[关 键 词] 红外传感器; 电压比较器; 延时电路; 继电器[中图分类号] TP212 [文献标识码] B收稿日期:2003-05-13第一作者简介:韩芝侠(1970—),女,陕西扶风人,陕西理工学院实验师,主要研究方向为电子技术及应用。
热释电红外传感器多用于检测人体发射的红外线,其检测区呈球形,视角为70°左右。
由于敏感元件的输出阻抗极高,而且输出电压极其微弱,故在传感器内部装有场效应管及偏置厚膜电阻(R G 、RS ),构成信号放大及阻抗变换电路,其内部电路如图1。
这种传感器采用金属外壳封装,顶部开有窗口,窗口上装有源光镜,它可以防止不需要的红外线进入传感器。
热释电红外传感器自身的接收灵敏度较低,一般检测距离仅2m 左右。
配用菲涅尔透镜后,可使有效检测距离达12m 左右。
目前在自动门、自动消防水龙头、电梯、照明控制、防盗报警等领域应用最为广泛。
图1 传感器内部电路较完整的热释电红外探测电路应包括:传感器,高、低通放大器,电压比较器,延时电路及执行电路(或电器)等单元。
从资料手册中查看到如图2所示的典型应用电路,按原图连接线路后做实验,发现不能正常工作,经分析发现该电路存在一些不妥之处。
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车流量检测装置通过道路测试 ,记录的输出波形 如图 3所示 。图中信息表明了车辆通过时的红外特 征 ,且通过判别分组内的高低电平和组与组之间的间 隔 ,可以得到车流量信息 。
图 4 车流量检测系统软件流程图 Fig. 4 Software flowchart of the detection system
在不同条件下 ,如冬季和夏季 ,采集波形的数据和 设计的电路参数可能会作修改 。因此 ,在今后的研究 中 ,需要采集更多的信息进行分析和整理 ; 同时 ,通过 实验测试 ,并收集不同天气和路况的车辆类型实验数 据 ,对电路和判断程序进行调整 ,使车辆检测系统能在 多种情况下工作 ,以适应不同的工作环境和状况下的 车辆信息 。为防止车辆之外人员引起的误检 ,可将传 感器安放于道路的正上方 ,并根据人的移动和车辆移 动的差别 ,忽略行人所引起的脉冲信号 。
的正确显示 [7 ] 。液晶显示采用串行接口方式 ,因此 ,在 编写程序时 ,时序很复杂 ,需要严格按照时序来完成 。 如果将一个八位数据送入液晶显示器 ,则首先须定义 一个变量 mybit2 作为需要传送数据的第 7 位 ,每传送 一个位数据 ,就使用 x = x << 1 左移指令 ,使得下一位 又变为第 7位 ,循环八次可以将一个字节的八位数据 写入到液晶显示器中 。车流量检测系统基本软件流程
red sensors are used to detect if any vehicle is passing, the weak signal output of the sensor is amp lified through the operation amp lifier; and in2
图 1中 : PT为高灵敏度热释电红外传感器 ,放大 器选用 LM324 集成运算放大器 。当检测区间有车辆 通过时 , PT输出相应的电压脉冲信号 ,经 U1D 放大 、电 容 C5隔直后 ,由 U1 C 进行第二级放大 ,输出信号进入 窗口电压比较器 。电位器 RW2决定了一个窗口电压 区间 ,低于该电压区间 ,则或门 U3 A 输出为低电平 ;高 于该电压区间 ,则或门 U3 A 输出为高电平 。或门的输 出与单片机 T0 端和 INT0端同时相连接 。R2和 C1构成 阻容滤 波 , 其 他 滤 波 电 路 根 据 测 试 情 况 进 行 调 整 。 RW1是对放大倍数进行调整 。
当 U1 C的输出在 V1 (U1 B - )和 V2 (U1 A + ) 之间 时 ,比较器 1 (U1B )和比较器 2 (U1A)均输出低电压 ,或 门 U3A输出为低电平 ;当 U1 C的输出高于 V1 (U1 B - ) 时 ,比较器 1 (U1 B )输出高电平 ,或门 U3 A 输出为高电 平 ; U1 C的输出低于 V2 (U1A + ) 时 ,比较器 2 (U1A)输出 高电平 ,或门 U3A 输出为高电平 ,即 U1 B 和 U1 A 的输 出经逻辑或输出脉冲信号到单片机 。变阻器 RW2用 于设定窗口的阀值电平 , RW1和 RW2可调节检测放大 电路的灵敏度 ,使得低于车辆红外特征的干扰信号被 滤除 [ 5 ] 。
如图 4所示 。
图 2 车流量检测系统框图 Fig. 2 B lock diagram of the detection system
for flow rate of vehicles
热释电红外传感器安装于道路上方适当的高度位 置 。当有车辆通过时 ,传感器输出的微弱信号被送到 检测放大电路 ,经放大整形后输出脉冲信号 ,最终形成 矩形脉冲送入单片机进行计数 ,再通过液晶显示器显 示 。设计电路包含滤波电路 、二级放大电路 ,以及窗口 比较电路 ,其中单片机选用 AT89C51。
2 菲涅尔透镜的应用
使用热释电红外传感器时 ,其表面必须罩上一块菲 涅尔透镜 。所谓的菲涅尔透镜就是一种特殊设计的 、由
塑料制成的光学透镜组 ,是根据菲涅耳原理制成的。它 把红外光线分成可见区和盲区 ,具有聚焦的功能 ;其与 热释电元件配合 ,可以提高传感器的灵敏度 ,扩大监视 范围。菲涅耳透镜有折射式形式 ,它的聚焦作用是增加 灵敏度 ,使进入检测区的移动物体能以温度变化的形式 影响红外传感器 ,这样红外传感器就能产生变化的电信 号。当传感器加上菲涅尔透镜后 ,其检测距离大约可以 增加到原来的五倍 。
王 捷 1 艾 红 2
(北方工业大学自动化及现场总线北京市重点实验室 1 ,北京 100144;北京信息科技大学自动化学院 2 ,北京 100192)
摘 要 : 在道路交通管理过程中 ,车流量是决定控制策略的关键因素之一。利用热释电红外传感器 ,设计了车流量自动计数检测系统。 该红外检测系统采用红外传感器作为探头来检测外界是否有车辆通过 ,红外传感器输出的微弱电信号经运算放大器放大以及比较器电 路滤除干扰后 ,由单片机进行脉冲序列的分析 ,从而完成对车流量的检测。整个系统成本低 ,在未来应用中将有很大的发展空间。 关键词 : 检测 放大电路 热释电 红外传感器 车流量 计数 中图分类号 : TP274. 5 文献标志码 : A
3 车流量检测放大电路
在本设计中 ,采用新型热释电红外传感器探测外 界信息 ,并将其转换成微弱的电信号输出 [4 ] ,再经运算 放大器放大及比较器滤去干扰后 ,所得信号被送入单 片机以启动计数器计数 ,最后通过液晶显示器显示 。 检测放大电路的原理图如图 1所示 。
图 1 检测放大电路原理图 Fig. 1 Princip le of the detecting and amp lifying circuits
重要 。车流量检测的方法一般采用在路面埋设地感线 电荷 ΔQ 会与空气中的离子所结合而消失。当环境温
圈和红外检测两种方式 。由于红外检测方式具有工程 度稳定不变 ,即 ΔT = 0时 ,传感器无输出 ;当检测区间的
量小的优点 ,因此 ,本文采用了红外检测方式对车流量 温度分布发生变化产生 ΔT时 ,则有信号输出 ;当检测区
菲涅耳透镜的工作原理是当移动物体发射的红外 线进入透镜的监视范围时 ,透镜会产生一个交替的“盲 区电元件轮流感受到运动物体 ,此时 ,物体的红外 辐射以光脉冲的形式不断改变热释电元件的温度 ,使它 输出一串脉冲信号 。如果物体静止不动地位于热释电 元件前 ,红外元件将会无输出 [3 ] 。
《自动化仪表 》第 31卷第 3期 2010年 3月
73
热释电红外传感器应用与车流量检测系统 王 捷 ,等
4 车流量检测系统
车流量检测系统由热释电红外传感器检测电路 、 放大电路 、单片机 AT89C51、MAX813L 组成的看门狗 电路 、串行 E2 PROM 存储器电路和液晶显示器电路等 组成 。该系统可以实现对应车道的车流量显示 [6 ] 。车 流量检测系统的方案设计如图 2所示 。
频响应和特定的红外波长响应决定了传感器只对外界 的红外辐射敏感并引起本身的温度变化 ,即只对相关物 体的运动敏感。因此 ,传感器可以抵抗可见光及其中大
72
PROCESS AUTOM AT IO N INSTRUM ENTAT IO N Vol131 No13 M arch 2010
热释电红外传感器应用与车流量检测系统 王 捷 ,等
热释电红外传感器应用与车流量检测系统 王 捷 ,等
热释电红外传感器应用与车流量检测系统
App lica tio n o f Pyro e le c tric Infra re d Se n so r and M o n ito ring Sys tem fo r Flow Ra te o f Ve h ic le s
进行检测 ,即利用热释电传感器为核心元件 ,配以相应 间的温度分布保持稳定时 ,传感器没有输出。因此 ,传
的测量电路和单片机 ,实现车流量的自动检测 、判别 、 感器能够根据温度场的变化检测物体的移动状态。传
计数和数据传输等功能 。
感器主要由外壳 、滤光片 、热释电元件 、场 效 应 管 等组
1 热释电红外传感器的性能
为了提高物体辐射的红外线在大气中的对比度 , 传感器的光谱带要与大气窗口相吻合 ,通常在热释电 传感器前加装一块光学干涉滤光片 。滤光片能使带宽 内的红外辐射有效通过并抑制带宽外的红外辐射 ,排 除了近红外辐射对热释电传感器的干扰 。
红外辐射的物理本质是热辐射 ,是由于物体内部 分子的转动及振动而产生的 。这类振动是由物体受热 而引起的 。在常温下 ,所有物体都是红外辐射源 ,如火 焰 、汽车 、动植物等都是红外辐射源 。但发射的红外波 长不同 ,红外线和所有电磁波一样 ,具有反射 、折射 、干 涉和吸收等特性 ;且温度愈低的物体 ,其辐射的红外线 波长愈长 。
Keywords: Detection Amp lifying circuit Pyroelectric Infrared sensor Flow rate of vehicles Count
0 引言
是热释电效应 ,它是一种温度敏感传感器 。当传感器 监测范围内温度有 ΔT 的变化时 ,热释电效应会在两
任何发热物体都会产生红外线 ,而凡是温度高于绝 对零度的物体都是红外辐射源 。环境与自身的温度变 化由其内部结构决定了不向外输出信号 ,而传感器的低
修改稿收到日期 : 2009 - 08 - 14。 第一作者王捷 ,男 , 1962年生 , 1984年毕业于天津大学自动化仪表专 业 ,讲师 ;主要从事自动化仪表方面的研究 。
部分红外线的干扰 [2] 。热释电红外传感器以非接触形 式检测来自外界物体放射出的微弱红外线能量 ,并转化 成电信号输出 。它既有主动式又有被动式 。被动式热 释电红外传感器本身不产生任何类型的辐射 ,功耗小且 价格低廉。但是热释电传感器也有缺点 ,如信号幅度 小 ,易受各种热源、光源以及射频辐射的干扰。