基于热释电传感器的防盗报警器的设计

目录

摘要 (1)

Abstract (1)

第一章绪论 (2)

1.1 设计背景 (2)

1.2 设计概述 (3)

第二章方案设计与确定 (4)

2.1 方案设计 (4)

2.2 确定方案 (4)

第三章热释电传感器概述 (6)

3.1 热释电红外传感器 (6)

3.2 菲涅尔透镜 (6)

3.3 HN911 (8)

第四章核心元器件简介 (10)

4.1 三端稳压集成电路lm7805 (10)

4.2 CX20106简介 (10)

4.3 555时基电路 (11)

4.4 KD9561四声模拟声电路 (12)

第五章系统硬件电路模块设计 (13)

5.1 系统总电路图 (13)

5.2 电源电路 (13)

5.3 主动式红外监控电路 (13)

5.4 三极管反相电路 (15)

5.5 被动式红外监测模块 (15)

5.6 延时控制电路 (16)

5.7 报警发声电路 (17)

结论 (19)

参考文献 (20)

致谢 (21)

摘要

在本文中，介绍一种利用热释电红外传感器进行监控，并进行报警的系统的设计。该报警器主要由热释电红外传感器及其检测电路，报警电路组成。热释电红外传感器是报警器设计中的核心器件，它可把人体的红外信号转换为电信号以供信号处理部分使用。检测电路主要是把传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波、延迟、比较，从而实现报警功能。

关键词：热释电红外传感器；报警电路；

Abstract

In this article, this paper introduces a design that using the pyroelectric infrared sensor to monitor and alarm.The alarm system is mainly composed of pyroelectric infrared sensor, detection circuit and alarm circuit.Pyroelectric infrared sensor is the core device in the design of alarm, it can convert the human body infrared signals to electrical signals which used for signal processing part.The detection circuit is mainly for weak electrical signals that the sensor outputs to be compared, and amplification, filtering, delay, so as to realize the alarm function.

Keywords: The Pyroelectric Infrared Sensor;Alarm Circuit.

第一章绪论

1.1 设计背景

随着社会的发展、科技的进步以及大众安全防范意识的不断增强，人们对自身所处的生活环境的安全性提出了更高要求，尤其是在银行、酒店、超市以及居民生活区更易遭到歹徒侵害的地方[1]。例如说现在居民生活区为了防盗采取人工防范的办法明显力不从心，另外防盗网、防盗窗等家居安防产品在实际使用中不仅不美观，而且不符合防火要求，所以作为高科技的电子防盗报警系统日益受到广泛的重视和运用。为了达到防入侵、防被盗、防破坏、防火等目的，我们采用了以传感器为核心的电子技术加计算机等技术辅助的一套现代安防系统。在科技飞速发展的今天，犯罪分子的作案手段不但更加隐蔽了，而且还智能化了，因此加强现代化的安全防范技术，满足人们对安保系统越来越高的要求和期望，就显得尤为重要。[2]

热释电红外探测技术是国家安全依赖的重要技术手段，是近年来局部战争侦查使用的尖端技术之一。[3-4]与其他同类技术相比，具有全天候、被动式、视距远、识别伪装能力强等优点，在军事领域起着重要的作用。应用热释红外技术的红外传感器、非接触式测温、红外热成像仪、摇感控制器和远红外热分析仪等已有一定批量的产品，正处于形成产业化的前期。目前，热释电红外报警器的研究存在许多不足，例如，报警器的误报率较高，其原因主要是由于现有的热释电红外报警器系统不能有效识别入侵对象。[5-7]这些缺陷导致热释电红外报警器的应用领域作为其它高端监控产品的前端感应器件，或是主要局限在对安防性能要求不高的场合。本文针对现有热释电红外报警器的缺陷，对热释电红外报警器进行研究，并以不同红外辐射源的热释电信号为研究对象，以模式识别和信号处理的理论和方法为手段，深入系统地研究PIR信号的特征提取方法、预处理方法与特征融合方法，并在此基础上，提出了一种新的热释电红外报警器。

自上世纪 80 年代以来，部分单位部门开始安装智能报警系统，随着该项技术的不断完善，有效的保证了居民的人身和财产的安全。本文介绍的热释电红外报警系统中，其核心元部件是热释电红外传感器，由于它成本低、制作简单、安装方便、抗干扰能力强、灵敏度高、具有很好的隐蔽性，安全可靠，它是目前市场上最常用的报警器之一。随着商业和民用安防监控实际需求的不断增长、部署监控系统性价比的不断提升，以及“国家应急体系”、“平安建设”、“科技强警”等重大工程项目在全热释电红外报警器的设计国不断推进，我国红外监控报警市场将持续升温，并不断创造出更多的市场需求和机会。北京奥运会、上海世博会、广州亚运会等国内大型活动的举办和世界社会安全形势的多变，对各种危险性的预防也提出了越来越高的要求，具有全天时准全天候的红外监视报警系统显得更

加突出。到 2009 年，全国约有 300 万个红外监控摄像头用于城市监控与报警系统。红外安防已经开始成为安防领域的又一热门产业，所以研究实用型红外报警器迫在眉睫！[8]

1.2 设计概述

本文旨在设计一个热释电红外安防自动报警系统。用于人体探测的热释电红外传感器多采用双元的器件，接收红外线波长为 6.5~14μm，所以要求器件的灵敏度高，噪声系数低，使用温度范围广。本文以被动式热释电红外报警系统为主要研究对象，这其中的热释电红外传感器是一种能量转换器件，它将热量变化转换为电量变化。当交互变化的红外线照射到晶体表面时，由于红外线的热效应，晶体温度会迅速变化，这时电荷会发生变化，从而形成一个明显的外电场，热释电红外传感器内部的热释电晶体发生极化，随着温度的变化而变化。如果红外辐射恒定地照射在探测器探头上，热释电晶体的温度就不会改变，晶体对外呈电中性，探测器因此而没有电信号输出，所以恒定的红外辐射不能被检测到。本文所设计一种能以非接触方式检测出人体辐射的红外线的热释电红外传感器，将红外线转变为电压信号。热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可以用于检测人体信号控制开关和别的电路以及无线门磁等方面，同时，它还能鉴别出运动的生物与其它非生物。

鉴于热释电传感器在高温下易误报等缺点，本文设计一主动式红外传感报警器进行同向比较，尽可能减少误报的可能。