红外线发生器的原理.doc

1 引言随着社会发展, 人民生活水平的不断提高, 信息化、智能化技术渗透于人们生活的各个领域, 安全问题也成为工业生产、人民生活关心的焦点问题之一。本系统利用红外技术、电子技术等设计实现。系统装置在安全防护区域安放有效防止了人为误动作或误进入; 在家庭、仓库等安放可实现防盗报警等功能,应用前景广阔。2 设计原理与工作流程由于红外线通过云雾等充满悬浮粒子的物体时不易发生散射、有较强的穿透能力和抗干扰能力, 且红外线遥控不易引起串干扰, 目前已广泛用于家电及部分工业控制中。随着智能化的高速发展, 这种性能优良的非接触控制必将在人类生活中扮演越来越重要的角色。本系统基于红外技术设计, 具有报警精确度高、误报率低、设备安装简单等特点。系统由外线探测器、信号放大电路、比较电路、延时电路、报警电路、显示电路和稳压电源等部分组成, 结构框图如图1 所示。图1 结构原理组成框图系统红外探测器主要包括红外发射电路和红外接收电路两部分。当探测器探测到的微弱信号经信号放大电路传输到比较电路, 比较电路将信号与参考值进行比较, 去除信号中的干扰信号, 输出信号传输到执行机件( 继电器等) , 控制现场设备关断,或者驱动报警电路触发声、光报警。为防止安装装置时启动电源或调试时报警, 电路中设计了开机延时电路。为防止停电或蓄意切断电源, 该系统配有交流和直流双电源供电, 自动切换。系统可根据所要监控的区域进行选择使用。另外, 可利用总线技术实现多区域监控, 通过状态显示电路警示发生报警的位置。3 系统设计3.1 红外探测本系统红外探测由红外信号发生器发出红外线信号, 由接收装置接收。当人体进入警戒区内时遮挡红外光束, 引起接收。一、概要 目前在国内周界防范主要采用两种方式：主动红外探测器防范方式和感应电缆方式。（排除警用高压电网、军用铁丝网等特殊周界防范措施） 主动红外探测器一般用于围墙、草坪等需要直线防范的空间区域，使用安装灵活，可以与其他探测器随意组合，安全，可靠，经济性好，为当今民用周界防范的主要选择产品。缺点是对安装环境要求比较严格，要求防护环境为水平、无遮挡，探测距离一般单对防范最远距离为200米。 感应电缆方式一般用于开阔地带，可以是围墙，也可以是空地，无水平要求，可以是丘陵，单个防区一般最远距离为100M，采用感应空间磁场变化的方式监控，而且由于可以埋地安装，比较隐蔽，缺点是防误报能力差，由于其工作范围在1.5m左右，不宜在街边，路旁等周界防范，而且造价高，与主动红外周界相比造价高出10倍以上，普通用户难以承受。 二、 工作原理 主动红外探测器的工作原理是利用探测器的发射端发出红外射线，由接收端接收后经电路放大比较后驱动继电器，产生报警信号，从而形成一个报警回路。为了防止入侵者破坏，一般每个红外探测器都会加装有防拆开关，一旦发现探测器外壳被打开，就会向主机发送报警信号。 由于探测器一般都工作在室外，为了防止室外自然光或太阳光、汽车灯光的干扰，或防止恶意入侵者以红外光源干扰，每个生产厂家对自己的红外发射源都会加以调制，以不同的调制频率工作，同时在接收端加以解调，只接收该频率段的红外光源，从而防止干扰和恶意入侵。 为了增加红外发射管的寿命，一般红外发射管工作在开关状态，而开关频率可以由用户自己调节。一般的开关频率按照探测器的工作位置特性，参照该工作位置入侵者可能的最大入侵速度而定，如假设安装在墙头，则考虑到入侵者爬行的速度最大为0.5m/s，设定开关时间为20Hz（以上均为假设，具体参照各厂家的技术参数）。一般红外探测器都会有四段开关频率（或称为遮断时间）以供用户选择。 为了增加探测器抗衰减能力，一般探测器都会有放大电路，即自动增益调节回路（AGC），在室外条件比较恶劣的情况下增加接受端的放大系数，以适应如大雨、浓雾，大雪等较恶劣的天气，特别是南方的大雾天气，有过安装经验的用户都知道，往往探测器误报都发生在此。 值得一提的是，构成主动红外探测器的最主要的核心技术有三： 1、 红外发射管。由于红外探测器工作距离一般要求都比较远，所以要求红外发射管的功率都比较大。应该使用大功率的红外发射管。 2、 外罩。由于红外探测器都工作在室外，长期受到太阳光和其他光线如汽车灯光等的直接干扰，容易引起探测器接受端的误动作，所以一般优质红外探测器的外罩都添加能过虑外界红外干扰的物质以减少漏报现象出现。 3、 发射接收端的镜片。镜片起两个作用：过滤和聚焦。前者继续过滤干扰红外源，后者主要是将发射端的红外发射管发射的红外线聚焦后成平行状发出，以提高红外线的发射距离和发射效率，而接受端的镜片再将发射过来的平行红外源聚焦到接受二极管上采集红外信号。 红外线发射器的原理及应用摘 要：BL9148是目前市场上颇为流行的红外线遥控发射芯片，它具有功能强、电压低、功耗小等特点。 关键词：红外线； CMOS； 遥控发射器； BL91481. 概述BL9148是一种CMOS大规模集成电路，它利用红外线进行发射，从而能远距离控制，是目前市场上广泛应用的典型发射芯片。BL9148能与接收芯片BL9149联合使用，可完成10个控制功能；如果与另一种接收芯片BL9150联合使用，则能完成18种功能控制。在实际应用中，该芯片能发射75个指令，其中63个是连续指令，利用它可组成多键操作；另外12个是单发指令，利用它可组成单键操作。2. 芯片简介2.1 引脚图和引脚功能 BL9148引脚图如图1所示。BL9148引脚功能如表1所列。2.2 推荐参数电源电压：3.0V工作电流：1.0mA(max)静态电流：10A(max)振荡频率：455kHz振荡器反馈电阻:500k使用芯片时，要求使用推荐参数，否则易损坏或使芯片性能遭到破坏。3. 工作原理BL9148内部功能结构图如图2所示。从图中看出，它由多种电路和模块组成，现将主要功能说明如下：3.1 发送指令该芯片的发送指令由12位码组成，如表2所列。其中C1C3是用户码，可用来确定不同的模式。C1和C2组合，可与接收电路芯片BL91芯BL9148/BL9149相匹配。上述每种组合均有三种状态：00、01和11，其中00状态不用。用户码设定是以列线内接入二极管为界线，当T1T3与CODE之间分别接入二极管时，用户码(C1C3)为“1”；当T1T3引脚不接二极管时，用户码为“0”。如果该芯片与BL9150相结合，则C3引脚必须接入二极管；如果该芯片与BL9149相结合，则C2必须接二极管，H、S1和S2是代表连续发送或单次发送的码，且分别与T1、T2和T3列的键对应。D4D6是发送的数据码(也是键输入码)键与码的关系如表3所列。3.2 发送波形a. “0”与“1”码的识别当正脉冲的占空比为1/4时，脉冲的码位为“0”；当正脉冲的占空比为3/4时，脉冲的码位为“1”。“0”与“1”码位识别的波形图如图3所示。b. 载波信号无论是“0”还是“1”码位的脉冲，它们均要被发送。发送时，正脉冲是被调制在38kHz的载波上，而载波的占空比为1/3，这样有利于减少电路中的功耗。发送波形如图4所示。48/BL9150相匹配，C2和C3组合，可与接收c.发送的基本波形每个发送码的周期均按C1、C2、C3、H、S1、S3、D1、D2、D3、D4、D5、D6的次序串行发送，总长度为48a,其中a等于每个码周期的1/4，即a=(1/fosc)192秒。基本波形如图5所示。 d. 单发和连续信号当按下单发键时，输出码只发送两个周期，当按下连续键时，输出码将连续发送。每两组信号之间停顿时间为208a。发送波形如图6所示。由BL9148和少量外围元件