智能红外测速系统的设计

应用研究

系统采用ＮＩ公司的Ｗｉｎｄｏｗｓ／ＣＶＩ软件开发了应用程序，ＣＶＩ作为开发环境有以下优点：

（１）ＣＶＩ的编程技术主要采用事件驱动方式与回调函数方式，编程方法简单易学；

（２）ＣＶＩ运用“所见即所得”的可视化交互技术Ｋ使人机界面的实现直观简捷；

（３）ＣＶＩ对每一个函数都提供一个函数面板，用户可以在函数面板上交互式输入函数的各个参数，提高了工程设计的效率与可靠性。

４结束语

本文采用红外光电传感器结合当前的单片机技术和计算机技术设计出比较实用的汽车测速系统。其特点如下：可实现非接触测量；电路简单，用单片机代替电路设计可降低成本：通过与计算机的串行通讯可实现远程测试与监控。

参考文献

１陈照章，朱湘临．光电测速传感器及其信号调理电路．传感器技术，２００２，２１（８）．

２何立民．ＭＣＳ一５ｌ系列单片机应用系统设计．北京航空航天大学出版社，１９９０．

３周明德．微机原理及应用．清华大学出版社．１９９１．

作者简介：许刚，硕士，助教，主要从事光通信方面的研究。

２∞８年第８期中闽候露俄丧　

智能红外测速系统的设计

作者：许刚， 王成， 苏力

作者单位：西安航空技术高等专科学校,西安,710077

刊名：

中国仪器仪表

英文刊名：CHINA INSTRUMENTATION

年，卷(期)：2008，""(8)

被引用次数：1次

1.陈照章.朱湘临光电测速传感器及其信号调理电路[期刊论文]-传感器技术 2002(08)

2.何立民MCS-51系列单片机应用系统设计 1990

3.周明德微机原理及应用 1991

1.期刊论文苏秀平.王秀芳.SU Xiu-ping.WANG xiu-fang公路动态称重系统红外测速传感器的研制-机械设计与制造2005,""(6)

介绍了公路动态称重系统中测量载重汽车行驶速度的红外光电传感器.对该传感器的工作原理、光学系统以及抗干扰措施等均做了较为详细的论述.

2.学位论文王永龙基于无线传感器网络的目标探测技术研究2008

战场传感探测系统是一种综合利用震动、声、磁、红外等传感器阵列和情报处理设备等多种先进的探测手段，对战场情况作实时监测的系统。另外，无线传感器网络是集成了传感器、中心控制模块和无线通信网络而形成的一种全新的信息获取和处理技术，本文对基于无线传感器网络的目标探测技术进行了研究。

本论文概述了课题的国内外研究现状与发展趋势，提出了课题的系统总体设计方案，对四种目标信号：声信号、震动信号、磁信号、红外信号的特性从产生机理、曲线特性方面进行了详细的分析，进而在微弱信号检测的理论基础上针对目标信号的不同特性设计了不同的目标探测电路，并使用该电路对典型目标(人员和车辆)不同状态的四种阵列信号进行了测试。通过对目标信号的分析，详细论述了目标信号的探测方法，从目标的存在探测、运动状态探测、速度探测、目标分类及目标的定距定向五个方面进行了研究，针对磁信号和红外信号提出了阈值探测法和能量提取法，而对声信号和震动信号提出了信号频率提取法。这些探测方法主要是侧重于工程化的应用，在系统上容易实现。最后应系统的微体积要求，完成了传感器阵列微系统集成。 文章中通过实验说明信号特性分析的正确性，在目标探测微系统电路设计等方面都给予了大量的实验，实验测试结果表明探测电路的实用性、可靠性及探测方法的优越性。

3.期刊论文曲振强.苏秀平.凌杰公路动态称重系统红外测速光电传感器的研制-电子工程师2002,28(9)

叙述了公路动态称重系统中测量运输汽车行驶速度的红外光电传感器的工作原理,并对其硬件实现作了介绍.

4.学位论文乔劲轩人体远红外信号处理的集成电路设计2008

人体远红外信号具有超低频，极其微弱的特点，而对于超低频微弱信号的处理则是模拟集成电路设计中的一个难题，一方面由于信号比较微弱，周围环境以及电路本身的噪声对于系统与电路设计提出了较高的要求,另一方面当信号频率极低时，采用一般的模拟电路中的处理方法会引入很大的电容以及电阻，而在集成电路工艺中，大电阻与大电容往往是无法实现的。

正是在这样的背景下，本项目通过研究人体远红外信号的处理方法，以实现一个通用的超低频微弱信号处理的IP核。人体远红外信号是一种典型的超低频微弱信号，由热释电红外传感器得到，热释电红外传感器是一种探测人体远红外信号的被动式红外传感器，热释电红外传感器输出的最小信号幅度可达80μV，频率在0.1Hz到10Hz之间，设计目标是使得热释电红外传感器的有效检测范围达到10M左右。

项目的主要工作以及论文的主要内容包括：

（1) 以传统的线性滤波放大的方法为基础搭建了人体远红外信号处理的硬件板卡并完成测试，得到相关测试数据，为后面信号噪声模型的建立以及系统的参数的确定提供基础。

（2）系统分析了人体远红外信号的现行的几种处理方法，并分析了各自的优缺点。

（3）针对远红外信号的特点，创新性的提出了多速率开关电容滤波器结合抽取滤波器的方法，并完成系统建模及仿真，并分析了系统的非理想效应以及系统的可实现性。

（4）完成了人体远红外信号处理系统的电路设计并完成其中各个模块的电路设计。系统的主要模块包括：电源部分(DC/DC升压部分和低压差线性稳压器)、前置抗混叠滤波器、多速率开关电容网络、抽取滤波器及其它数字信号处理部分。

项目中的DC/DC升压部分和部分数字信号处理单元包括环路电压调整由于是他人负责完成，因此并没有在本文中过多涉及。

芯片采用和舰科技(HJTC)的0.35μm 5VCMOS工艺，目前项目已经进入版图设计。

5.期刊论文一种红外传感器阵列探测方法的研究-传感器与微系统2009,28(9)

根据热释电红外传感器的工作原理和特性,设计了一种红外传感器信号的采集探测实验方法.由于敏感元件在传感器阵列的四面,故设计圆周运动的探测方法.实验结果证明:本探测方法与采集系统采集红外信号良好,实验方法具有重要实用价值.

6.期刊论文张道德基于红外线的数字式浑浊度传感器设计-光电子技术2004,24(4)

设计了一种有效的浑浊度光电检测电路,实现了浑浊度的数字输出.通过对红外线发射管施加脉冲信号源实现对红外信号的调制,在接收端通过选频电路实现有用红外信号的解调,有效地消除了环境中噪声红外信号的干扰.浑浊度电压信号经A/D转换后由AT89C2051单片机的串行口提供RS-232及TTL两种接口标准输出.

7.学位论文曾宏博一种热释电红外探测器专用控制芯片的设计2006

本文介绍了组成热释电红外探测器的三大部件：热释电红外传感器、菲涅耳透镜、专用控制芯片的结构和原理，并提出了一种0.6μm1P1MN-wellCMOS工艺专用控制芯片的设计方案。这款芯片是一款数模混合芯片，包括模拟信号处理(含模数接口模块)和数字信号处理两大模块，完整实现对红外信号的接收、放大、处理、控制，产生有效数字电平驱动继电器、可控硅等负载，应用于自动灯等多种场合。

在芯片模拟电路中，分析了MOS管的亚阈值模型，设计了工作于亚阈值区的自举偏置电流源，其电流几乎不受电源和温度波动的影响且值很小，偏置整个模拟电路，降低功耗。同时利用PNP晶体管发射结电压的负温度特性和发射结差值电压的正温度特性设计了一个带隙基准电压源。此带隙基准电压源本身作为热释电红外传感器的电源电压，同时分压提供双限电压比较器的上限电平和下限电平以及第二级带通滤波放大器的直流电平。两级带通滤波放