传感器课程设计-热释电红外探测器.doc

1摘要随着社会经济的日益发展，防盗成了人们越来越关心的问题。铁门铁窗等已经不能给人们带来太多的安全感，社会对报警器材的需求日益迫切。智能防盗系统，是以保障安全为目的建立起来的技术防范系统。他包括以现代物理和电子技术及时发现侵进入破坏行为、产生声光报警阻吓罪犯以及提醒值班人员采取恰当的防范措施。室内防盗智能控制系统作为一种新型的电子防盗设备广泛应用于家庭住宅区。目前市面上所拥有的家庭电子防盗报警器，只能用于单一的住宅，不利于统一管理，而且也不能满足现代住宅区的发展要求，所以很有必要对家庭电子防盗器进一步完善和提高。这是一种基于单片机信号处理技术的防盗检测器的软硬件设计方法。应用该方法设计的系统在反应速度、误报率、漏报率以及抗干扰能力方面都具有较好性能。本系统利用热释电红外传感器的红外辐射与红外探测的原理，设计的新型探测器，测量范围广,响应速度快,灵敏度高，抗干扰能力强，安全可靠。并采用单片机89C51作为人体探测系统的核心，以热释电红外线为数据采集部件，经过比较放大之后，输入单片机进行数据判断及处理。当检测到有被测物体进入测量范围时，系统自动发出声光报警信号，等待一段延迟时间后自动消除报警信号，并可手动解除报警信号。当有主人在家系统无需报警时,可开启楼道灯控制系统，即传感器探测到有人经过时照明灯亮,等待一段延迟时间后自动熄灭,并可手动来控制延迟时间的长短。系统的另外一个功能是检测人数及最大容量人数控制，当探测头探测到有人经过时,系统自动计数加一，并可以通过键盘控制最大容量人数，如果探测到的人数超过最大容量人数时则发出自动报警信号，并通过LED显示检测到的人数与最大容量报警人数。系统使用单片机与PC机通信原理，把采集到的数据传输给计算机统一处理。关键词:热释电传感器单片机声光报警键控2第一章传感器1.1传感器的定义根据中华人民共和国国家标准(GB76651987),传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。对此定义需要明确一下几点：(1)传感器是一种能够检测被测量的器件或装置；(2)被测量可以是物理量、化学量或生物量；(3)输出信号要便于传输、转换、处理和显示等，一般是电参量；(4)输出信号要正确地反映被测量的数值和变化规律等，即两者之间要有确定的对应关系，且应具有一定得精确度。1.2传感器的组成传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成，如图1-1所示。被测量电参量图1-1传感器的组成框图(1)敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的其他物理量的元件。(2)转换元件也叫传感元件，是将敏感元件的输出量转换成电参量（电阻和电容等）的元件。(3)转换电路将元件输出的电参量转换为电压、电流或频率的电路。如果转换元件的输出已经是电压、电流或电频率，则不需要转换电路。敏感元件转换元件转换电路31.3传感器的应用领域传感器是获取自然领域中各种信息的主要途径和手段，是构成现代信息技术的三大支柱之一。目前传感器涉及的领域非常广泛。在现代工业生产尤其是自动化生产过程找中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或是最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说没有众多的优良的传感器，现代生产也就失去了基础。1.4传感器的发展趋势社会需求是传感器技术发展的强大动力。随着现代科学技术，特别是微电子技术和信息产业的飞速发展，以及计算机的普及，传感器在新的技术革命中的地位和作用将更为突出，一股竞相开发和应用的热潮已在世界范围内掀起。新现象、新原理、新材料是发展传感器技术、研究新型传感的重要基础，每一种新原理、新材料的发现都会伴随这新的传感器种类诞生。传感器还朝着微型化、智能化和多功能化发展。1.5红外传感器红外传感器是利用红外线来探测物体的测量器件，内部发射特殊红外线光波，相当数据流，也就是数字信号转成红外信号-红外信号转成数字信号（达到控制，信号传输的效果）。红外传感器属于精密型传感器，它具有相当好的测量针对性。红外线传感器包括光学系统,检测元件和转换电路.光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类.检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件.热敏元件应用最多的是热敏电阻.热敏电阻受到红外线辐射时温度升高,电阻发生变化,通过转换电路变成电信号输出.光电检测元件常用的是光敏元件,通常由硫化铅,硒化铅,砷化铟,砷化锑,碲镉汞三元合金,锗及硅掺杂等材料制成.如图1-2所示。4图1-2红外传感器工作原理1.6红外传感器的技术参数1响应率：所谓红外传感器的响应率就是其输出电压与输入的红外辐射功率之比。2响应波长范围：红外传感器的响应率与入射辐射的波长有一定的关系。3噪声等效功率：若投射到传感器上的红外辐射功率所产生的输出电压正好等于传感器本身的噪声电压，这个辐射功率就叫做噪声等效功率。噪声等效功率是一个可测量的量。第二章红外线2.1红外线红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍肯尓于1800年发现，又称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开，在