热释电红外报警器解析
热释电红外传感器解析
[元件选用] IC2、IC3选用高输入阻抗的运算放大 器CA3140，很适合于作微弱信号的放大级。
[电路调试] 电路调试主要是调节电位器RB，选择合 适的参考电压，以达到最佳灵敏度。
具体电路应用设计分析(二 )
BISS0001
具体电路应用设计分析(二)
红外热释电处理芯片BISS0001
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。
聚光系统菲涅尔镜片
菲涅尔镜片的原理和应用
各式各样的菲涅尔镜片
菲涅尔镜片是红外线探头的 “眼镜”，它就象人的眼镜一样， 配用得当与否直接影响到使用的功 效，配用不当产生误动作和漏动作， 致使用户或者开发者对其失去信心。 配用得当充分发挥人体感应的作用， 使其应用领域不断扩大。
菲涅尔镜片的原理和应用
3.典型电路设计分析(二)
4.聚光系统---菲涅尔镜片
的原理和应用
热释电红外传感器工作电路原理图
常用放大电 路有哪些 ?
典型电路设计分析(一)
reture
具体电路应用设计分析(一)
[电路工作原理] 探头接收到人体释放的热释红外信号,经 VT1、IC2两级放大,输入电压比较器IC3。其 中RP为参考电压调节电位器，用来调节电路 灵敏度，也就是探测范围。平时，参考电压 （IC3 的（2）脚电压）高于IC2的输入电压 （IC3的（3）脚电压），IC3输出低电平。
当有人进入探测范围时，探头输出探测电 压，经VT1和IC2放大后使信号输出电压高 于参考电压，这时 IC3的（6）脚输出高电 平，三极管VT2导通，继电器J1能通电吸 合，接通开关。
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。
热释电红外防盗报警器设计方案
热释电红外防盗报警器设计方案1.设计背景随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到了很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。
本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。
就目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点。
而本设计中所使用的红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。
这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可用于制动控制、接近开关、遥测等领域。
2.设计方案2.1方案比较方案一：由红外传感器、电源电路、放大电路、ADC数模转换电路、AT89S52单片机中央控制电路、复位电路、中断电路、报警电路等构成。
输入的红外信号由数模转换电路转换为电信号，低电平输入单片机，由单片机输出放大信号到报警电路，使蜂鸣器发出报警信号，而中断电路和复位电路可以对报警电路进行控制。
方案二：由热释电红外传感器接收电路、放大电路、复位电路、中断电路、电源电路、报警电路构成。
当热释电红外传感器检测的人体辐射的红外线后，由放大电路将信号放大后的低电平电信号输入单片机后，由单片机输出放大信号到报警电路，使蜂鸣器发出报警信号，而中断电路和复位电路可以对报警电路进行控制。
万案二：由红外传感器、电源电路、放大电路、BIS0001处理电路、AT89S52单片机中央控制电路、复位电路、中断电路、报警电路等构成。
输入的红外信号由数模转换电路转换为电信号，低电平输入单片机，由单片机输出放大信号到报警电路，使蜂鸣器发出报警信号，而中断电路和复位电路可以对报警电路进行控制。
综合比较方案二比较可行。
2.2方案论证以上三个方案大体相同，都是由检测电路、单片机、报警电路、复位电路、中断电路、声光报警电路组成，所用到的电路和器件不同可以决定它们的特性和实用性。
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。
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。
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。
热释电红外报警器
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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
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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。
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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。
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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
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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
热释电红外探测器的工作原理
热释电红外探测器的工作原理报警电路中通常采用双探测元热释电红外传感器,其结构示意图如图所示。
该传感器将两个特性相同的热释电晶体逆向串联,用来防止其他红外光引起传感器误动作。
另外,当环境温度改变时,两个晶体的参数会同时发生变化,这样可以相互抵消,避免出现检测误差。
该传感器使用时, D端接电源正极, G端接电源负极, S端为信号输出。
被动式红外报警器的组成框图:电路原理：当红外警戒区内无移动物体时,传感器无输出信号,报警电路不工作;当有人闯入警戒区时,只要人体移动,其辐射出的红外线便会被热释电红外传感器所接收,并输出微弱的电信号。
该信号经运算放大器放大后,会输出一个较强的电信号。
再输送给双限电压比较器。
当A2输出的电压>A3的基准电压时, A3 输出高电平;当A2输出的电压<A4 的基准电压时, A4也输出高电平。
这个高电平信号经反向器7变成低电平信号,作为单稳态触发器555的触发信号。
单稳电路触发翻转后,输出高电平,驱动三极管导通报警电路发出警报。
电路中的旁路电容可以起到防止干扰的作用。
LF347Features Description• Low input bias current The LF347 is a high speed quad JFET input operational • High input impedance amplifier. This feature high input impedance, wide• Wide gain bandwidth: 4 MHz Typ.bandwidth, high slew rate, and low input offset voltage and• High slew rate: 13 V/∝ s Typ.bias current. LF347 may be used in circuits requiring highinput impedance. High slew rate and wide bandwidth, lowinput bias current.Parameter Symbol Value Unit Supply Voltage V CC± 18V Differential Input Voltage V I(DIFF)30V Input Voltage Range V I± 15V Output Short Circuit Duration-Continuous-Power Dissipation P D570mW Operating Temperature Range T OPR0 ~ + 70︒ C Storage Temperature Range T STG-65 ~ + 150︒ C74LS0074LS00从属于TTL 门系列.它是一个内部含有四个双输入的与非门芯片.其14脚接+5v 电压;7脚地;当 AB 都为高电平"1"时输出为高电平"0";当AB 都为低电平"0"时输出为高电平"1"；当AB 异同时:即,一个为低电平"0"一个为高电平"1"时输出为高电平"1"555定时器它含有两个电压比较器，一个基本RS 触发器，一个放电开关T ，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为Vcc 32和Vcc 31。
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。
热释电红外防盗报警器
9
五．系统图硬件模块（一）
报警执行电路 报警 执行 电路
10
系统图硬件模块（二）
三极管反相电路
报警发声电路
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系统图硬件模块（三）
延时控制电路
12
五．系统总电路图
13
14
热释电红外防盗报 警器
1
一．设计背景
• 随着时代的不断进步，人们对自己所处环 境的安全性提出了更高的要求，尤其是在 家居安全方面，不得不时刻留意那些不速 之客。这里所设计的被动式红外报警器则 采用的传感元件是热释电红外传感器。 • 这种热释电红外传感器能以非接触形式检 测出人体辐射的红外线，并将其转变为电 压信号，同时，它还能鉴别出运动的生物 与其它非生物。
4
热释电红外传感器内部结构
5
四．人体红外线感应报警器组 成框图
红外线 传感器 信号 放大 电压比较 延时电 路
电源电路
开机延时音响报 警源自6热释电红外线传感器的优缺点
• 优点 • 本身不发任何类型 的辐射。 • 器件功耗很小，隐 蔽性好，流动安装 • 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。
2
二．产品特点
• 不需要用红外线或电磁波等发射源； • 灵敏度高、控制范围大 • 隐蔽性好，可流动安装
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三．设计思路
• 热释红外传感系统由传感器、光学系统和检 测电路三部分构成，其中传感器由敏感元 （红外热释电材料PZT制成）、场效应管 （作阻抗变换）、高阻Rg（释放栅极电荷使 场效应管安全正常工作）和滤光片（有效地 防止抑制电灯、太阳光的干扰，选取人体的 红外辐射）等组成；
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。
热释电人体红外报警器的设计
热释电人体红外报警器的设计第一章绪论1.1设计概述随着电子技术的发展，人类不断研究，不断创新纪录，人们自身的安防意识也在逐渐增强。
红外线具有隐蔽性，在露天防护的地方设计一束红外线可以方便地检测到是否有人出入。
此类装置设计的要点：其一是能有效判断是否有人员进入；其二是尽可能大地增加防护范围。
该报警器能探测人体发出的红外线，当人进入报警器的监视区域内，即可发出报警声，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。
本设计是利用热释电红外线传感器探测人体辐射出的红外线信号原理设计出来的人体红外线感应报警器。
内容广泛，灵活应用。
1.2设计背景随着时代的不断进步，人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不时刻留意那些不速之客。
这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件——热释电红外传感器。
这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，它还能鉴别出运动的生物与其它非生物。
热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域。
用它制作的防盗报警器与目前市场上销售的许多防盗报警器材相比，具有如下特点：不需要用红外线或电磁波等发射源；灵敏度高、控制范围大；隐蔽性好，可流动安装。
1.3设计要求熟悉电路的工作原理。
掌握该电路中元器件的识别方法。
掌握电路的调试方法。
熟悉电路简单的故障分析方法。
论文符合其格式、字数的基本要求，内容要求充实、作图严谨规范等。
详细说明设计方案，并计算元件参数。
1.4设计意义掌握红外探测防盗器的原理及设计制作与仿真调试，熟悉实用电路设计的一般过程。
训练及提高学生综合运用所学知识进行电路设计的原理仿真能力。
加强对一些无人场所的防盗报警，以及对一些危险地带生命迹象的探测。
第二章方案设计与选定2.1方案设计方案一：利用模拟电子电路构成被动红外线感应报警器。
系统主要有红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、开机延时、音响报警延时和12V电源电路组成。
三种不同实现方式的热释电红外报警器系统讲解
一、总体方案分类 (1)二、采用运放和NE555芯片实现 (1)2.1系统组成 (1)2.2 单元电路设计、仿真与分析 (9)2.3 PCB版电路制作 (14)2.4 附录 (16)三、采用BISS0001集成芯片完成 (1)3.1 系统组成 (1)3.1.1系统概述 (1)3.1.2实际原理框图 (1)3.2 硬件电路设计 (1)3.1.1热释电红热外传感器 (1)3.1.2 BISS0001红外传感信号处理器 (3)3.3 制作与调试 (7)3.3.1制作 (7)3.3.2调试 (7)3.3 总结 (7)3.4 附录 (8)四、采用单片机实现 (1)4.1传感器 (1)4.1.1传感器的定义 (1)4.1.2 传感器的组成 (1)4.1.3 传感器的应用领域 (1)4.1.4 传感器的发展趋势 (2)4.1.5 红外传感器 (2)4.1.6 红外传感器的技术参数 (3)4.2 红外线 (3)4.2.1 红外线 (3)4.2.2 红外技术 (4)4.2.3 红外技术的发展史 (4)4.2.4 红外探测器 (5)4.2.5 红外报警器 (6)4.3 CMOS反相器电路结构及工作原理 (7)4.3.1 CMOS反相器结构 (7)4.3.2 CMOS反相器工作原理 (7)4.3.3 模拟声响发生器（扬声器） (8)4.4系统原理及系统框图 (9)4.4.1 系统结构 (9)4.4.2 信号检测电路 (10)4.4.3 MT8880与AT89C51及语音电路的接口 (12)4.5软件设计 (13)4.5.1 信号音的识别方法 (13)4.5.2软件流程图及拨号程序 (14)一、总体方案分类●方案一：采用运放和NE555单稳态触发器芯片实现●方案二：采用BISS0001集成芯片实现●方案三：采用单片机实现二、采用运放和NE555芯片实现2.1系统组成热释电红外报警器的组成如下图所示。
物体射出的红外线先通过菲涅尔透镜，然后到达热释电红外探测器。
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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指导教师意见：成绩:签名：年月日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学生姓名专业班级学号题目热释电红外报警器课题性质工程设计课题来源自拟指导教师主要内容（参数）基于热释电红外报警器系统可以实现以下功能：1.具备昼夜功能（白天有人进入报警区，该仪器也不报警，晚上有人进入报警区立即启动蜂鸣器，进入报警状态）；2.感应距离小于3m；3.报警时间从20s~10min可调；4.电压采用220V~240V AC 50/60HZ。
任务要求（进度）第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。
第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。
要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。
第5-6天：撰写课程设计报告。
要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅合理。
主要参考资料[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审查意见系（教研室）主任签字：年月日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： (12)3.3.5系统电路图： (13)3.3.6工作原理 (14)3.3.7 BISS0001特点 (16)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R4 1KQ79015U1BE LLD1LE DVCCP2.0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。
电子技术课程设计另一方面可以了解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. 200719。