热释电红外传感器在防盗系统中的应用
热释电红外传感器原理及其应用

热释电红外传感器原理及其应用热释电红外传感器原理及其应用
热释电红外传感器(thermoelectric infrared sensor,TIRS)是一种利用热释电效应(thermoelectric effect)来检测环境中红外热源的光学传感器。
它能够通过辐射能量与传感器内表面温度的差异来检测非可见的红外辐射,以实现远距离监测和测量热源发射能力的目的。
热释电红外传感器的工作原理是,当热释电芯片内的两个特定的同质金属材料互相接触时,会出现一个电压,这称为热释电效应。
热释电红外传感器将两种金属材质聚集在一起,当热源照射到传感器表面时,会让其中一种材料受热,而另一种材料不受热。
随着材料的表面温度升高,热释电效应将产生一个电压,这一区别值便可以表示出环境中红外辐射强度发生变化的情况。
热释电红外传感器广泛应用于飞机机舱设备房内的温度监控,能够检测空调系统及周边电子设备的温度变化,从而维持机舱温度在所需范围内。
此外,也常用于物流运输、医疗保健及无人机等行业对环境温度进行监控,能够有效降低安全风险,提高工作效率。
此外,热释电红外传感器还可用于检测大气污染物,能够根据环境温度及湿度两种因素来监测大气环境,提供可靠的污染数据以帮助制定行之有效的污染防治措施。
热释电红外探测器在安全防护系统中的应用研究

热释 电红外 探 测 器在 安全 防护 系统 中 的应 用研 究
王松德 , 张栓记 , 朱小 龙 , 杨杰 慧
洛 阳师范学院物理 与电子科学系 , 河南 洛 阳 4 12 702
摘 要 利用人体发 出的红外线 , 过热释电红外传 感器 的接收 和放大 , 成具 有一定 电压 幅度 的控制 信 通 形 号, 用这一控制信号去触发语 音录放电路工作 , 就可制 成具有 自动控 制功 能的热 释 电红 外探 测语 音 录放 系 统 。电路采用最新热释 电红外 探测模 块与语音录放模 块设 计 ,当有人 出现在 热释 电红外 探测 模块 的探测 范
红外感应元通 常采用热释 电元件 , 这种 元件在 接收 到人
体红外辐射时 ,由于 自身温度 变化 , 致产 生 电荷 ,后续 电 导 路经检测处理后 就能产生所需 的信 号 。 ]
作, 播放事先录制好 的警示语 , 醒人 们注意 , 现对 危险 提 实 场 所的无人 值守式警戒_ 。 5 】 该装置为模块 化结构 , 干扰能 力强 、 低温 、 作稳 抗 耐 工 定 和使用方便 , 探测距离> 1 且可调 , 0 m 适合 在警戒系统中
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第0 年 11 2 2 卷 , 期 66 第 1 月 0 1
光
谱
学
与
光
谱
分
析
பைடு நூலகம்
V 1 6N .1p22 22 o 2,o1, 07 09 . p
No e e .2 0 v mb r 0 6
S e to c p n p cr1An lss p cr s o y a d S e ta ay i
上辐射出在波长 附近单位波长 的能量 ( ・c w m ・ . ) p m ;
基于热释电红外传感器的报警系统设计

测控电路设计专业:班级:080姓名:学号:基于热释电红外传感器的报警系统设计1.方案设计1.1信号采集模块采集人体信号用热释电红外传感器。
热释电红外探测器中有两个关键性的元件,一个是热释电红外传感器,它能将波长为8-12um之间的红外信号变化转变为电信号,并能对自然界中的白光信号具有抑制作用,因此在被动红外探测器的警戒区内,当无人体移动时,热释电红外感应器感应到的只是背景温度,当人体进人警戒区,通过菲涅尔透镜,热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度的差异信号,因此,红外探测器的红外探测的基本概念就是感应移动物体与背景物体的温度的差异。
另外一个器件就是菲涅尔透镜,菲涅尔透镜有两种形式,即折射式和反射式。
菲涅尔透镜作用有两个:一是聚焦作用,即将热释的红外信号折射(反射)在PIR上,第二个作用是将警戒区内分为若干个明区和暗区,使进入警戒区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,这样PIR就能产生变化的电信号,后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
1.2信号处理模块由于热释电红外传感器采集的信号成分复杂所以首先使该信号通过一个滤波器,滤掉无用的信号成分;另外热释电红外传感器输出的探测信号电压非常微弱,而且是一个变化的信号,同时菲涅尔透镜的作用又使输出信号电压呈脉冲形式(脉冲电压的频率由被测物体的移动速度决定,通常为0.1~10Hz左右),所以应对热释红外传感器输出的电压信号进行放大;最后经由电压比较器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Q1和Q2放大去接通负载。
1.3稳定信号输出和报警模块这个模块主要由单稳态多频振荡器HEF4538和报警电路KD9651组成。
单稳态电路HEF4538的功能是输出一个脉宽大约10S的高电平信号。
再利用这一脉宽信号作为报警电路KD9651的输入控制信号,来使电路产生10S的报警信号,最后用三极管Q1和Q2再一次对电信号进行放大,以便获得足够大的电流来驱动喇叭使其连续发出10S的报警声1.4电源设计模块低压直流电源一般都采用变压器降压再经过整流而得到。
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。
《传感器应用技术》-红外对射入侵防盗监测系统

单片机开发模块P10
液晶显示模块DB0-DB7 单片机开发模块P00-P07
系统信号间接线表(2)
液晶显示模块BL
单片机开发模块P27
液晶显示模块RST
单片机开发模块P26
液晶显示模块CS2
单片机开发模块P25
液晶显示模块CS1
单片机开发模块P24
液晶显示模块E
单片机开发模块P23
液晶显示模块RW
单片机开发模块P22
光敏二极管 主要参数
最高反向工作电压 暗电流与光电流 光电灵敏度 响应时间 正向压降 结电容
光敏晶体管基础知识
1
光敏二极管
2
光敏三极管
光敏三极管
只有集电极C和发射极e两个引脚; 1
与普通三极管相似,也有电流增益; 2
外形和光敏二极管极为相似;
3
与光敏二极管不同的是有两个背对相接的PN结。 4
光敏三极管的工作原理
打开项目工程文件 对工程里的代码进行认知 对代码进行编译生成下载所需的.HEX文件 通过电脑将.HEX文件下载到单片机开发模块 结果验证
实施纪要表
项目名称 项目四 红外对射入侵防盗监测系统
任务名称 任务一 4.1_红外对射入侵防盗监测
序号
分步纪要
1
2 3
4
5 6
7
8
智能洗衣机温度监测系统硬件环境接线图
1
2
3
4
光敏晶体管的 基础知识
红外光电开关传感 红外对射入侵防盗 红外传感器系统 器的基础知识 监测系统结构分析 功能代码分析
红外光电开关传感器的基础知识
1
红外传感器 的基础知识
2
光电开关的 结构与分类
3
热释电红外传感器及其应用

1 延迟电路 由 CD4069 六反相器中的四个组成延迟电路。当有人在检测区并作一定的运动(或活动), 则 9012 输出高电平,第 2 个反相器也输出高电平。此高电平经二极管 VD1 向电容器 C 快 速充电到接近 UC,则第 4 个反相器也输出高电平。电容器 C 上的电荷向 R 放电,由于 R 阻值较大,放电较慢,按图上的参数(C=220μF、R=10 2MΩ),约经 12 分钟后 C 上的电压 才降到 1/2UC,使第 4 个反相器输出低电平。其波形如图 12(b)所示。改变不同的 R、C 可 获得不同的延迟时间,可根据要求选择。 该延迟电路的特点是它是一种累计型延时电路,即在延迟过程中又有脉冲输入,则延迟时 间会增加。例如延迟电路的延迟时间为 10 分钟,若在以后时间内有人在不断运动(或活动), 则 1 脚会不断输入脉冲,延迟时间不断延长。 2 驱动电路 由三极管 9013 及继电器 K 组成驱动电路。当 CD4069 的 8 脚输出高电平时,9013 导通, 继电器 K 吸合,VD2 亮,常开触头闭合,给 220插座提供了电源。若是插上电灯(如用于 半暗厅),则人在灯亮,人走后经一段延迟时间灯自灭。 继电器工作电压为 12V,触头容量与负载电流有关(触头工作电压要满足 220电压)。 结束语 以上电路仅供爱好者实验及制作。但要说明的是,因为热释电传感器检测的是温度,有 时小动物(猫、狗)进入检测区也会产生误动作。如果有条件可以设计成双鉴电路(如雷达探测 器)再加一个与门,则可提高可靠性,大大地减少误报的概率。 如果检测器与驱动电路分装两地,距离较远,则最好采用屏蔽线,以防止外界干扰而产生误 报。 读者也可以根据自己的要求或参考其它电路来实现有其它功能的防盗报警系统或自动化节 能装置。
智能防盗系统论文
智能防盗系统摘要:随着现在社会的发展,时代进步,高新技术的快速融入,人们的生活发生了巨大的改变,人们置购了大量高新技术的产品,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,特别是家居安全,不得不时刻留意不速之客的光顾。
现在许多小区都有着保安看管,但在一些农村就没有这些设施了,于是,许多家庭都安装了报警系统,这有效的保护了大家的财产安全。
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。
热释电红外传感器,它的制作简单、成本低、安装比较方便,而且防盗性能比较稳定,抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。
这种防盗器安装隐蔽,不易被盗贼发现,便于多用户统一管理。
本设计包括硬件和软件设计两个部分。
硬件部分包括单片机控制模块、红外探头模块、驱动执行报警模块、LED控制模块等部分组成。
处理器采用51系列单片机STC89C52,程序使用C语言编写。
关键字:热释电红外传感器、STC89C52、红外线Intelligent anti-theft systemHe XiaoniShandong institute of business and technology264000ABSTRACT:Along with the present society's development, the time is progressive, the high technology and new technology integrates fast, people's life has had the huge change, the people set have bought the massive high technology and new technology product, many high tech product use more and more became the family life the main melody, therefore the people located the environment safety requirements to oneself more and more to be high, specially lived at home the security, could not but pay attention unexpected visitor's patronage frequently.Now many plots all have the security to safeguard, but did not have these facilities in some countrysides, therefore, many families have all installed the alarm system, this effective protection everybody property safety.In this paper, introduced one kind uses the pyroelectric infrared sensor to carry on the monitoring, and carries on the system design which reports to the police.Pyroelectric infrared sensor, its simple, low cost, installation is more convenient, and anti-theft performance is stable, strong anti-interference ability, high sensitivity, safe and reliable. The alarm installed concealment, is not easy to be thieves found that facilitate multi-user unified management. This design including hardware and software design of two parts. Hardware part includes single chip microcomputer control module, infrared sensor module, the driver alarm module, LED control modules, etc. Processor with 51 series microcontroller STC89C52 program using C language to write.Key word:Pyroelectric infrared sensor, STC89C52, infrared一、引言随着科技的提高,电子电器飞速发展,人民生活水平有了很大提高。
红外检测模块资料
4.2防盗报警信号采集及传送防盗报警信号的采集是通过热释电红外传感器及其配套芯片BISS0001的硬件连接实现。
本节将介绍热释电红外传感器和BISS0001芯片,同时也对本系统关于防盗报警信号采集的硬件连接及防盗报警的软件设计进行说明。
4.2.1热释电红外传感器及BISS0001芯片介绍1.热释电红外传感器介绍:热释电红外传感器是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器,它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。
人体都有恒定的体温,一般在37℃,所以会发出特定波长10UM左右的红外线,被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。
人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。
红外感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。
所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感。
2)为了仅仅对人体的红外辐射敏感,在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲泥尔滤光片,使环境的干扰受到明显的抑制作用。
3)被动红外传感器包含两个互相串联或并联的热释电元,而且制成的两个电极方向正好相反,环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。
4)一旦人侵入探测区域内,人体红外辐射通过部分镜面聚焦,并被热释电元接收,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,经信号处理而报警。
5)菲泥尔滤光片根据性能要求不同,具有不同的焦距(感应距离),从而产生不同的监控视场,视场越多,控制越严密。
红外线热释电传感器的安装要求:红外线热释电人体传感器只能安装在室内,其误报率与安装的位置和方式有极大的关系.正确的安装应满足下列条件:1.红外线热释电传感器应离地面2.0-2.2米。
2.红外线热释电传感器远离空调, 冰箱,火炉等空气温度变化敏感的地方。
热释电红外传感器论文
热释电红外传感器论文昌吉学院物理系09届工科专业毕业设计(论文)课题名称:热释电红外传感器的应用院(系):物理系专业:电气自动化班级: Z0902组长:孙兵组员:孙晶唐媛媛林轶男教师(签字):唐志航完成日期: 2 0 1 1年1 2月【摘要】通过对一个热释电红外探测电路进行理论分析与实验测试,指出了其不妥之处,针对性的给出了更为合理的应用电路。
经过实验验证,改进后的电路工作可靠性提高,适用于日常生活的自动照明、自动消防龙头方面。
此实验具有制作简单,成功率高,趣味性强等特点,通过对本电路的印制板设计和安装调试提高了我们对数字电路理论的理解,特别是提升了我们实践动手能力。
【关键词】红外传感器;电压比较器;延时电路;继电器目录:第一章概述(热释电红外传感器原理特性)第二章实际电路的分析及修改第三章电路介绍第四章制作过程第五章通电测试第六章结束语第七章参考文献第一章概述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。
现在很多小区都安装了智能报警系统,因而大大提高了小区的安全程度,有效保证了居民的人身财产安全。
由。
于红外线是不可见光,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。
此外,在电子防盗、人体探测等领域中,被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。
目前国内使用的各类防盗、保安报警器基本都是以超声波、主动式红外发射/接收以及微波等技术为基础。
而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。
热释电红外传感器原理及其应用
热释电红外传感器原理及其应用
热释电红外传感器是一种可以感应红外线辐射的传感器,其基本
原理是利用热释电效应,将红外线能量转化为电能信号。
该传感器由
感光元件、信号处理器、输出接口等部分组成,可以实时监测物体的
温度变化及移动轨迹。
在应用方面,热释电红外传感器广泛用于安防、智能家居、自动
化控制等领域。
例如,安防系统中,可以利用该传感器监测人体活动,发现异常情况并及时报警;在家居中,可以作为自动灯光控制、自动
门禁等的核心部件;在工业自动化控制方面,可以用于机器人视觉识别、行人检测等。
总之,热释电红外传感器以其高灵敏度、易安装、使用方便等特点,成为了现代生活和社会的不可或缺的重要元件。
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热释电红外传感器在防盗系统中的应用
吴英才,林华清
(湛江海洋大学信息学院,广东湛江524025)
摘 要:介绍一种自动防盗报警系统。
该系统由热释电红外传感器、电话和检控电路组成。
若有人体在警戒范围内移动,红外传感器检测出信号,检控电路使电话自动拨号(如110),并通过其中的语言电路报告现场地址。
关键词:热释电红外传感器;电话;报警;拨号
中图分类号:TP212;TN709 文献标识码:B 文章编号:1000-9787(2002)07-0047-02
Application of pyroeletric infrared sensor in theftproof system
WU Y ing 2cai ,L IN Hua 2qing
(Coll of Info ,Zhanjiang Ocean U niversity ,Zhanjiang 504025,China)
Abstract :A automatic alarm system against theft is introduced.It is constituted with pyroeletric infrared sensor ,telephone and detecting circuit.As moving body appears in the alarm area ,signals detected with pyroeletric in 2frared sensor make the telephone digitize numbers automatically (for example 110)and address of alarm is re 2ported by linguistic circuit.
K ey w ords :pyroeletric infrared sensor ;telephone ;alarm ;digitize numbers
0 前 言
目前,一些银行、商场和宾馆都安装了防盗监视录像式自动报警系统[1,2]。
这些系统工作起来有效,可靠,但成本高,不隐蔽,且在普通家庭及办公室使用不易普及。
热释电红外传感器工作原理是利用晶体热释电效应,检测人体特定波长的红外辐射,它广泛应用于防盗报警。
1 系统的结构
系统的结构框图如图1所示。
图1 系统的结构框图
Fig 1 Diagram of system structure
当警戒范围内出现移动人体,传感器检测出信号输送给拨号电路。
拨号电路让电话机模拟摘机,自动拨号。
系统使用的电话机要求具有电话号码记存功能。
是否成功地拨通电话,报告警情,忙音解调和脉冲鉴别电路是关键。
拨号以后反馈回的电话信
收稿日期:2002-03-25
号有三种,即拨号音、忙音和回铃音。
若为忙音,系统将重新拨号,若为回铃音,系统保持原状,等待对方摘机;若是拨号音,则启动录音电路,送出预先录制的语言信号。
2 工作原理2.1 传感器电路
由PZT 材料做为传感器的敏感元件,在它的上下两面制作电极,并在表面涂敷一层黑色氧化膜以提高其转化效率。
它的等效电路是一个在负载电阻Re 上并联一个电容器的电压发生器。
它的输出阻
抗极高,而且输出电压也很微弱,故在器件内附有一个场效应管(FET )加以放大,并达到阻抗变换的目的。
产生电压输出的原因是PZT 材料有红外线照
射时,其表面温度发生变化,晶体内部原子排列也随之发生变化,因而引发极化电荷。
为了探测移动人体,通常使用双元件型热释电红外传感器,在这种传感器内部,两个敏感元件反相连接,当人体静止时两元件极化程度相同,互相抵消。
但人体移动时,两元件极化程度不同,净输出电压不为0,从而达到了探测移动人体的目的。
等效电路如图2所示。
7
4 2002年第21卷第7期 传感器技术(Journal of Transducer Technology
)
图2 传感器电路
Fig 2 Sensor circuit
2.2 自动拨号电路
自动拨号电路主要由模拟拨号电路、脉冲鉴别、忙音解调和语音电路等部分组成。
如图3所示。
警戒范围内出现移动人体时,模拟拨号电路根据传感器检测出的信号要对话机进行自动拨号。
该部分电
路主要由集成块N E555和计数/时序译码器CD4017以及晶体管和继电器组成。
图3 自动拨号电路
Fig 3 Circuit of autom atically digitizing numbers
话机的模拟摘机、模拟按下寄存输出键和寄存位置键是通过继电器触点的闭合完成的。
拨号后反馈回来的电话信号有三种,即拨号音、忙音和回铃音。
本文要求若是忙音,系统将稍后重新拨号;若为回铃音,系统保存原状,等待对方摘机;若是拨号音,则启动语音电路,送出预先录制的语言信号。
脉冲鉴别和忙音解调电路要对这些信号做鉴别。
该部分由双运放LM358和解调器LM567组成。
第一级解调器解调450Hz 的拨号音信号,第二级解调器解调0.35Hz 的忙音信号[3]。
语言处理集成电路使用专
用集成芯片T6668,外接一只256K 位动态存储器41256组成,取样比特率选用32K 。
在对方摘机的
条件下,录音信号从⒆脚输出,经外接功放放大后作为报警语言信号向对方输送。
3 系统的工作参数
本系统设计完成后,经安装、调试和测量,主要技术指标如下:
警戒范围: ≤12m 警戒视角: ≤130°工作电压: 3~15V (DC )
工作温度: -20~50
℃人体移动速度: ≤0.1m/s 4 结束语
该系统工作稳定、可靠,且成本低。
调试方便,仅需在自动拨号部分作调整。
把模拟顺序按下话机寄存输出键和寄存位置键的时间为300~600ms 范围最佳。
由于模拟摘机等是靠继电器触点动作完成,没有改动话机原电路,话机的输入阻抗不变,这是邮电部门许可并网使用的前提。
参考文献:
[1] 张兴国,苏运东.热释电红外探测警戒系统[J ].传感器技术,
1997,16(5):38-40.
[2] 姚胜兴.面向楼宇自动化的保安探测与自动化系统[J ].传感器
技术,2000,19(3):58-60.
[3] 陈尔绍.通信电路业余制作150例[M ].北京:人民邮电出版
社,1998.189-190.
作者简介:
吴英才(1964-),男,广东湛江人。
1992年毕业于华南理工大学,获工学硕士学位。
主要从事半导体传感器的研制与应用工作,讲师,发表论文多篇。
8
4 传感器技术 第21卷。