基于热释电红外线传感器的自动报警器课程设计论文

辽宁工业大学

信号变换综合设计课程设计（论文）题目：基于热释电红外线传感器的自动报警器设计

院（系）：电气工程学院

专业班级：

学号：

学生姓名：

指导教师：

起止时间：

课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：测控技术与仪器

注：成绩：平时40% 论文质量40% 答辩20% 以百分制计算

摘要

随着近几年我国电子技术的不断发展，许多原先的高端电子产品也逐渐步入人们的生活。现在价格低廉的热释电红外传感器得到了很大的普及。原本用于控制感应门的热释电红外传感器也进入了人们的生活安全保障中, 在保护各方面安全工作中起着至关重要的作用。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

本次设计的热释电传感器报警器能够应用于家庭、商场、仓库的夜晚自动值守防盗保护。光敏电阻感受到的光亮越少电阻越大，依据此特性用它来作为热释电红外线传感器的开关电路。而热释电传感器在无人或动物进入探测区域时，现场的红外辐射稳定不变，一旦有人体红外线辐射进来，经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号，而发出控制信号，控制大功率报警装置发出声光报警信号。本次设计利用上述的传感器，可以实现在夜晚自动进行监控报警，给夜班值守人员减轻了负担，为社会节约了资源，创造了价值。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

经过分析、仿真后，本次的电路设计具备了相应的报警灵敏度与报警能力，总体水平基本达到了课程设计的要求。能够运用在家庭、商场、仓库等需要夜晚自动值守防盗保护的场合，为人们的日常生活带来了方便，更为私人财产和公共财产的保护起到了一定的作用。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。

关键字：热释电红外线传感器；光敏电阻；报警器；555定时器

目录

第1 章绪论 ..................... ............ 1.. 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。

第2 章方案论证 .................. ........... 3.. 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。

2.1 热释电传感器报警器设计要求...................

3. 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。

2.2 系统设计方案选择................ ...........

3.. 厦礴恳蹒骈時盡继價骚。

2.2.1 方案一..................................

3.. 茕桢广鳓鯡选块网羈泪。

2.2.2 方案二..................................

3.. 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。第3 章电路设计 .................. ........... 6.. 籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。

3.1 传感器电路设计............................... 6.. 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。

3.2 光敏电路设计................................. 8.. 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。

3.3 555定时器电路设计........................... 9.. 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。

3.4 报警电路设计................................. 9.. 擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。

3.5 电源电路设计.................. .............. 1..1 贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。

第4 章仿真与调试 ............................. 1. 2 坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。

第5 章课程设计总结 ................ ......... 1. 5 蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。

参考文献........................ .............. 1..6 買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。

附录Ⅰ .......................................... 1..7 綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。

附录Ⅱ .......................... .............. 1..8 驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。

第1 章绪论

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。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。

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。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。

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。構氽頑黉碩饨荠龈话骛。

菲涅尔透镜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”，以提高它的探测接收灵敏度。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，从而增强其能量幅度。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。

人体辐射的红外线中心波长为9~10um，而探测元件的波长灵敏度在

0.2~20um 范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗