关于防盗报警系统中传感器的报告要点

二、应用背景
在当今高速发展的社会中，人们对自身所处的环境越来越关心，居家 安全已成为大家优先考虑的问题。当外出家中无人，或者仅有老人孩 子在家，或者晚上在家熟睡，必须确保家庭成员和财产的绝对安全。 目前，众多住宅小区的安防防犯主要倚靠安装防盗窗、防盗门以及人 工防犯。这样的做法仅仅只能在安全保护中作为基础，不符合安全防 护的要求、而且不能有效地防止坏人的侵入。信息技术的高速发展， 使得传感器报警系统受到更多人的青睐，广泛应用于小区楼宇自动化 系统中。
题目：关于防盗系统中传感器的报告
学 院： 专 业： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 冯治国
2013 年 12 月 10 日
目录
一、 传感器的定义和分类 .......................................... 1 二、 应用背景 .............................................................. 3 三、报警系统 ................................................................ 3 3.1 报警系统中的传感器组成 ...................................... 3 3.2 报警系统中的工作示意图 ...................................... 4 3.3 报警系统中的传感器 .............................................. 5 1、 热释红外传感器 .................................................... 5 2、 超声波传感器 ........................................................ 7 3、CCD 传感器 ............................................................. 8 四、 小结 .....................................................................11
一、传感器的定义和分类
1、定义 最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的 电信号的器件。定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它 将输入变量转换成可供测量的信号”。按照 Gopel 等的说法是：“传 感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是合 有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。 2、分类 可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作 的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制 作它们的材料和工艺等。
3.来自百度文库 报警系统中的工作示意图
在防盗监测中，可以采用如下图所示的串行数据检测融合结构模型， 能够较为准确地获取现场人体入侵的情况。首先由热释电红外传感器 检测是否有人体辐射出的中心波长为9～10μm 的红外线，进行判决， 把结果传到超声传感器节点，在此融合这两个传感器的检测结果形成 一个新的判决，依次类推， 再传到 CCD 传感器的节点，最后融合输 出判决结果。
根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类。
按传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效 应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信 号量的微小变化都将转换成电信号。 化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传 感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。 有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感 器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠 性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传
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在外界因素的作用下，所有材料都会作出相应的、具有特征性的反应。 它们中的那些对外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材 料，被用来制作传感器的敏感元件。从所应用的材料观点出发可将传 感器分成下列几类：
(1)按照其所用材料的类别分 金属 聚合物 陶瓷 混合物 (2)按材料的物理性质分 导体 绝缘体 半导体 磁性材料 (3)按材料的晶体结构分 单晶 多晶 非晶材料
人体入侵态势
热释电红外传感器
超声波传感器 时间
CCD 传感器
结果输出
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3.3 报警系统中的传感器
1、热释红外传感器
（1）热释传感器的工作原理 其工作原理主要是利用热释电效应，即在铌酸锶钡等一类具有热释电 效应的晶体薄片的上、下表面设置电极（类似电容），在上表面覆以 黑色使晶体吸收红外线，晶体本身具有一定的极化强度，若有红外辐 化强度降低，表面电荷减少，释放部分电荷，在上下电极之间产生电 压△U。常用的热释电红外线光敏元件的材料有陶瓷氧化物和压电晶 体、塑料等铁电体，如钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘肽及钛铅酸铅等。 热释电传感器工作温度在 400 ~ 850 范围，工作视角一般为850 。 为提高灵敏度，通常在探测器前端安装有光学系统（镜头），当有人 经过或移动时，人体辐射的红外线经过光学透镜传给热释电元件。传 感器将热-电转换信号送放大器放大，反馈电阻调节放大器的放大倍 数，二极管与电阻电容形成低通滤波器，当信号幅值达到某一限定值 时，可用比较器控制输出驱动蜂鸣器告警。热释电元件电流较小，所 以电路工作所需电流很小。 热释电传感器只能检测变化的信号，检测时辐射源必须晃动才有信号 输出。通常采用菲涅尔透镜对移动信号进行放大，菲涅尔透镜相当于 光栅作用可放大移动信号，它的表面布满了微小的条纹，在他旋涡状 条纹中包含许多凸透镜，使得穿过它的光线弯曲即产生衍射现象，从 而形成放大的影像。
三、报警系统
3.1 报警系统中的传感器组成
多传感器防盗报警系统采用多传感器集成与信息融合技术，利用多种
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传感器或多个同类传感器进行数据采集，应用数据融合技术进行数据 处理，提取有用的信息，实现测量与控制。
此系统包含以下几种传感器：热释电红外传感器、超声传感器、CCD(电 荷耦合)传感器，这几种不同种类、不同功能的传感器，从人体辐射 的红外线、人体移动引起波的频率的改变和人体图像等不同方面监测 人体入侵的情况，基本上可以实现人体入侵的全部源信息的采集，从 最大程度上消除报警信息的不确定性，提高报警的准确率。
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感器的应用将会有巨大增长。 常见传感器的应用领域和工作原理列于表1。
按照其用途，传感器可分类为：压力敏和力敏传感器、位置传感器、 液面传感器、能耗传感器、速度传感器、热敏传感器、加速度传感器、 射线辐射传感器、振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感 器、真空度传感器、生物传感器等。 以其输出信号为标准可将传感器分为：模拟传感器——将被测量的非 电学量转换成模拟电信号。 数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接 和间接转换)。 膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号 的输出(包括直接或间接转换)。 开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器 相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。