红外线防盗报警器课程设计
- 格式:doc
- 大小:1.58 MB
- 文档页数:23
红外线防盗报警器课程设计报告北华航天工业学院课程设计报告(论文)设计课题:红外线防盗报警器设计专业班级: B10231学生姓名:指导教师:设计时间: 2012年6月25日北华航天工业学院电子工程系红外线防盗报警器课程设计任务书姓名: 专业: 通信工程班级: B10231 指导教师: 职称: 课程设计题目: 红外线防盗报警器已知技术参数和设计要求:, 该报警器能探测人体发出的红外线,当人进入报警器的监视区域内,即可发出报警声,适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。
, 要求:, 1、灵敏、可靠、一经触发,即刻报警, 2、对产品材料精益求精,延长使用寿命, 3、根据实际应用环境,自己选择传感器,确定红外检测范围。
所需仪器设备:直流供电电源,信号发生器,双踪示波器,数字电压表,计算机等成果验收形式:面包板插接+实物演示+答辩参考文献:《电子技术基础模拟部分》(高教康华光)《电子工艺与课程设计》(电子工业出版社毕亚军、崔瑞雪)第17周:周1---周2 :立题、论证方案设计~选择元器件安装调试周4---周5 :插面包板调试电路时间第18周: 安排周1---周3 :焊接制成电路~完成设计周4---周5 :验收答辩指导教师: 张洁教研室主任: 崔瑞雪2012年6 月 14 日内容摘要红外线防盗报警器目前市场上已有成型产品,且市场较为成熟。
由于红外线是不可见光,因此用它进行红外探测监控,具有良好的隐蔽性,白天和黑夜均能使用,而且其抗干扰能力强。
红外线传感器分主动式与被动式两种,主动式设计方案简单,但成本较高,从成本考虑,本课题通过介绍热释红外传感器RE200BP的工作原理,给出了一种被动型热释电红外报警器的结构原理及其应用电路。
这种电路把红外线传感器应用于报警系统中,从而能够实现防盗报警能。
该报警器能探测人体发出的红外线,由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、和报警指示电路等组成。
当人进入报警器的监视区域内,即可发出报警信号,适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。
红外防盗报警器单片机课程设计红外防盗报警器是一种常见的安全设备,它可以通过红外线探测到人体的活动,并发出警报。
在这篇文章中,我将介绍如何设计一个基于单片机的红外防盗报警器课程设计。
我们需要明确设计的目标。
我们的目标是设计一个能够准确检测到人体活动并及时报警的红外防盗报警器。
为了实现这个目标,我们将使用单片机作为控制核心,通过红外传感器来检测红外线信号。
接下来,我们需要选择合适的单片机。
在这个课程设计中,我们选择了常用的51单片机作为控制核心。
51单片机具有强大的功能和广泛的应用领域,在红外防盗报警器设计中也有很好的适用性。
然后,我们需要选择合适的红外传感器。
红外传感器是红外防盗报警器的核心部件,它能够感知人体活动并将信号传递给单片机进行处理。
在选择红外传感器时,我们需要考虑其灵敏度、探测距离和抗干扰能力等因素。
在设计中,我们可以将红外传感器与单片机相连接,通过单片机对红外传感器输出的信号进行采集和处理。
我们可以编写相应的程序,实现对红外信号的检测和判断,当检测到人体活动时,触发报警装置。
报警装置可以选择蜂鸣器或者LED灯等设备。
当单片机判断出有人体活动时,可以控制蜂鸣器发出警报声音或者控制LED灯闪烁,以提醒周围的人。
我们还可以考虑添加一些其他功能,如声光报警、远程监控等。
通过添加这些功能,可以提升红外防盗报警器的实用性和可靠性。
在整个课程设计中,我们需要进行电路设计、编程和调试等工作。
通过这些工作,我们可以逐步实现一个完整的红外防盗报警器。
在课程设计的过程中,我们还需要进行实验和测试。
通过实验和测试,我们可以验证设计的可行性和性能,进一步完善和改进设计。
基于单片机的红外防盗报警器课程设计是一个很有意义的项目。
通过这个项目,我们可以学习到单片机的应用、电路设计、编程和调试等技能。
同时,我们还可以提升对红外技术和安全防护的理解和实践能力。
希望这个课程设计能够帮助大家更好地理解和应用红外防盗报警器。
(2023)红外线防盗报警器课程设计报告(一)课程设计报告:2023红外线防盗报警器一、课程背景随着社会的不断发展,人们对于安全性的需求逐渐增强。
防盗与报警一直是人们关注的话题。
因此,本课程通过学习红外线技术,设计并制作红外线防盗报警器。
二、课程目标1.了解红外线传感器的基本原理和应用;2.掌握数字电路的基本知识和相关电子器件的使用方法;3.学会使用通用硬件设备和软件进行电路搭建和编程;4.能够独立设计和制作红外线防盗报警器,并能实现相关功能;5.增强对安全防范的意识和科技创新的能力。
三、课程内容1.红外线技术的基本原理和应用;2.模拟和数字电路的基础知识;3.红外线传感器的选用和电路设计;4.防盗和报警电路的构建;5.MCU程序设计与调试;6.实际调试和优化。
四、课程步骤1.学习理论知识,掌握相关电路知识和编程功底;2.搭建防盗报警器电路板,调试电路连通性;3.编写MCU程序,实现防盗报警功能;4.完成实验调试并进行优化。
五、预期成果1.成功制作并调试出红外线防盗报警器;2.实现相关防盗和报警功能,反应准确;3.掌握数字电路的基本知识,进一步提升编程能力;4.提高安全防范意识,增加科技创新能力。
六、课程评价方式根据学生课程表现、作业、实验票据及实验成果进行评价。
七、课程总结通过本课程的学习,学生们对硬件、软件以及传感器的使用有了更深入的了解,理论结合实践,动手实践能力得到提高。
同时,通过研发红外线防盗报警器,加强了对安全问题和创新思维的认识和掌握。
八、课程拓展为了进一步拓展学生的应用技能,可以在本课程的基础上,开设相关的拓展课程,例如:1.根据学生的兴趣和专业,继续深入学习物联网技术、机器人、自动化控制等领域,拓宽应用方向;2.关于红外线技术的其他应用,如远程控制、遥控器等;3.引导学生完成项目研究和论文发表,培养创新能力和科研实践经验。
九、课程参考资料1.《电子工程基础》;2.《单片机应用设计》;3.《红外线技术原理与应用》。
课程设计红外探测警报器一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握红外探测警报器的基本原理、结构和应用;技能目标要求学生能够设计并制作一个简单的红外探测警报器;情感态度价值观目标要求学生培养对科技创新的兴趣和热情,增强环保意识和责任感。
通过对学生特点和教学要求的分析,我们将课程目标分解为具体的学习成果。
针对学生的特点,我们注重培养学生的动手能力和创新思维;针对教学要求,我们强调理论联系实际,注重对学生进行科学素养的培养。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括红外探测警报器的基本原理、结构和应用。
教学大纲按照教材的章节进行安排,共分为五个部分。
第一部分:红外探测警报器的基本原理。
介绍红外线的性质、产生和探测原理。
第二部分:红外探测警报器的结构。
讲解红外探测警报器的组成、各部分功能和工作原理。
第三部分:红外探测警报器的应用。
介绍红外探测警报器在生活中的应用实例,如夜视仪、热像仪等。
第四部分:设计与制作红外探测警报器。
引导学生动手实践,设计并制作一个简单的红外探测警报器。
第五部分:总结与评价。
对学生的作品进行评价,总结学习收获和体会。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本课程采用多种教学方法。
包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
讲授法用于讲解红外探测警报器的基本原理和结构;讨论法用于引导学生探讨红外探测警报器的应用和实际意义;案例分析法用于分析实际生活中的红外探测警报器实例;实验法用于培养学生的动手能力和创新能力。
四、教学资源本课程所需的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材和参考书用于提供理论知识,为学生搭建学习框架;多媒体资料用于辅助讲解和展示实验过程;实验设备用于学生的动手实践,培养实际操作能力。
教学资源的选择和准备要充分考虑教学内容和教学方法的需求,以保证教学的顺利进行,并丰富学生的学习体验。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三部分,以保证评估的客观性和公正性。
模拟电子技术课程设计说明书题目:防盗报警器设计与使用说明书院、部:电气与信息工程学院学生姓名:***指导教师:贾雅琼职称讲师专业:电气工程及其自动化班级:电气本1002班完成时间:2012-6-3摘要近年来,随着人们的生活水平的提高,各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。
然而一些不法分子也越来越多,偷盗现象屡见不鲜。
因此,越来越多的居民为家庭财产安全问题堪忧。
报警器的出现为人们解决了不少问题。
但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构,价格高昂,一般人难以接受。
如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器,必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。
本设计正是基于红外线的报警装置,采用光电开关发射不可见的红外线,通过人或物反射回的红外光报警,原理简单,价格低廉,技术性能稳定、灵敏,隐蔽性较强,具有较高的实用价值。
此红外线防盗报警器的设计分为直流稳压电源部分和红外线报警部分,能够自主提供稳定的直流电源。
设计中包括电源变压器、整流滤波电路、稳压电路、信号发生电路、定时电路五个部分。
通过五部分的组合达到自供电源的防盗报警效果。
其核心装置是光电开关和555定时芯片。
关键词红外线报警;光电开关;NE555芯片;单稳态触发;蜂鸣器SummaryWith the improvement of people’s living level in recent years, many families have possession of varied top grade electrical appliances products and valuables. However, there are more and more lawbreakers and theft phenomenon. Thus, increasing residents are worried about their safety problems of property.The emergence of the alarm helps people solve many questions. But alarms in market are used in most of the big company financial institution; the price is so high that average person can not accept. If a low price, sensitive function and reliable performance of the alarm system designed again and produced, their effective role will played in the guard against theft and ensure the property security.This design was based on infrared alarm device, adopting photoelectric switch launch invisible infrared, through the people or things reflection, this device is simple ,cheap, steady, sensitive, and of high hiding power and utility value. This design of infrared alarm device consists of DC (digital current) voltage regulator part and infrared alarm part which can provide steady DC power involuntarily. The design includes Power Supply transformer, rectifier filter circuit, stabilized output voltage, signal generator and timing generator five parts. It can achieve the effect of anti-theft and alarm through the combination on five parts to supply power involuntarily. Its key device is photoelectric switch and 555 timer chip.Key words Infrared alarm; Photoelectric switch; NE555 chips;Single state trigger; buzzer目录1 总体设计方案与要求 (1)1.1 设计任务的功能要求说明 (1)1.2 设计课题总体方案介绍及工作原理说明 (1)2 设计电路及其仿真分析 (2)2.1 设计电路图 (2)2.2 设计电路的仿真结果 (3)3 硬件电路各部分电路设计 (6)3.1 硬件电路图及各模块功能简要介绍 (8)3.1.1 直流稳压部分 (8)3.1.2 红外线报警部分 (9)3.2 PCB图 (12)3.3 实物图 (13)3.4 元器件清单 (14)4 系统的调试及性能分析 (15)4.1 系统的调试 (15)4.2 性能分析 (15)5 protel99SE绘图 (15)5.1 对元器件的前期准备 (15)5.2 Sch原理图应注意常见问题 (16)5.3 PCB设计中应注意的问题 (16)5.4焊盘应注意的常见问题 (17)6 设计结论及体会 (18)致谢 (18)参考文献 (20)附录 (21)1 总体设计方案与要求1.1 设计课题任务设计一个红外线防盗报警器。
常见旳报警器重要是监控一片区域,假如有盗贼通过防备区域,立即会触发警报,立即发出刺耳旳警报声,惊吓盗贼,提醒主人。
不过,一般旳报警器价格高昂,一般人们难以接受。
假如再设计和生产一种价廉、性能敏捷可靠旳防盗报警器,必将在防盗和保证财产安全面发挥愈加有效旳作用。
门窗是盗贼通过旳必经之地,因此只需监控们窗区域即可;由于红外线是不见光,有很强旳隐蔽性和保密性,因此非常适合应用于防盗、警戒等安保装置中。
本设计采用了简朴旳红外收发管,成本低廉,性能可靠,功耗更低。
1、设计一种红外报警器,当有人进入红外光线探测范围时,报警器立即持续报警,直到人为复位。
2、控制距离在1.5 米以上有人挡住红外光线时报警器发出声音,人没有挡住时报警器不发出声音,我对此方案旳设计思绪:1、在探测门框内,红外光由发射端发射到接受端。
当有人进入区域内,挡住红外光线,接受端接受不到红外光线,以此引起接受系统中报警电路旳反应,报警系统报警。
2、控制范围规定按照一般门框旳宽度,在1.5 米以上,就规定红外发射器功率不能太小。
3、报警器旳敏捷度是判断报警器好坏旳一种重要原则,敏捷度越高越好。
不过要考虑到报警器对飘浮物和微小动物旳误报,此外还要考虑白天黑夜光线旳影响。
4、在选择器件时还要从经济上考虑,最佳选用某些常用芯片器件。
电源红外信号发射电路框图红外信号接受电路框图由于安装位置对于报警器旳正常工作至关重要,因此对安装旳位置需要考虑周详,尤其是安装高度,考虑到一般人旳身高,报警器旳安装位置设置在离地1.2m 位置较为合适。
图(1.3)安装时应防止红外防盗报警器靠近冷热源,如冷热出风口、空调出风口、电暖器、冷气机等,;红外防盗报警器对所防护旳范围应可直视,不能有障碍物;报警器收发端应当在同一直线上,此时探测距离最远,效果最佳。
保证收发端安装对旳后,打开发射端电源开关,然后打开接受端开关,任何物体挡住收发端之间旳红外线都会触发警报,在报警声响变小时一般为接受端电压局限性,更换电池即可。
红外线防盗报警器课程设计报告-V1撰写人:AI语言模型一、课程设计主题和背景本次课程设计的主题是红外线防盗报警器,是一种防盗设备,应用于家庭、商务场所等不同的场景中,一旦监测到非法入侵,会立即启动报警机制,提醒业主或者保安人员。
红外线防盗报警器是比较简单的电子产品,由相应的器材通过信号控制实现自动化管理。
由于其易于安装、使用,成本较低,因此深受广大用户的喜爱。
二、目标分析和需求分析1.目标分析本次课程设计的目标在于对学生进行红外线防盗报警器的相关知识培训,让学生能够理解防盗报警器的整体工作原理和具体实现流程,掌握相关硬件和软件操作的技巧,通过手动搭建测试模型,了解警情检测和反应处理的过程。
2.需求分析为了能够达到课程设计的目标,考虑到学生在理论学习方面的不同基础水平,设计了以下三个需求:(1)理论知识基础;(2)实验模型搭建;(3)实验操作演示。
三、课程设计内容与进度1.课程设计内容通过对需要掌握的技能进行归纳和总结,可以将课程设计的实际内容划分为以下几个方面:红外线基础知识、红外线探头及电路设计、报警器控制、声光报警装置设计等。
2.课程设计进度为了保证课程能够按时完成,本次课程设计将分为三个主要阶段进行,分别是前期准备阶段、实验阶段和结果分析阶段。
具体的进度安排如下:(1)前期准备阶段本阶段主要是对学生进行必要的基础知识复习和实验方案讲解,包括- 红外线原理- 红外线传感器原理- 报警器作用和种类- 软硬件资料的准备(2)实验阶段在实验阶段,学生将进行相应的红外线防盗报警器的实验搭建和实验操作,主要包括:- 红外线探头电路和红外线探头的安装- 报警器的加装与控制板的安装- 警报装置的安装和测试(3)结果分析阶段在该阶段,将对学生搭建的实验模型进行分析,通过分析实验数据和分析分析实验过程中遇到的问题,提高学生综合实验的能力。
四、实验呈现学生完成实验后,要求在报告中提出实验过程中遇到的问题,以及最终实验得到的结果。
红外线防盗报警器课程设计报告(1)红外线防盗报警器课程设计报告一. 研究背景随着社会的发展,人们的生活越来越丰富多彩,安全问题也越来越受到人们的关注。
特别是在公共场所、商店、仓库等场所,恶意破坏、盗窃事件时有发生。
因此,开发一种高效可靠的防盗报警器具有重要意义。
二. 设计目标本课程设计的目标是:通过设计红外线防盗报警器,使学生在实践中掌握红外线传感器的原理,熟悉单片机的基本应用和API函数使用,并且能够制作一款功能可靠的红外线防盗报警器。
三. 设计原理红外线传感器是一种常见的接近传感器,通过接收红外线信号,判断物体是否靠近。
当有人接近时,红外线传感器会输出一个信号,触发单片机启动报警器,产生报警信号。
这样就实现了红外线防盗报警器的基本功能。
四. 硬件设计1. 红外线传感器:使用红外线接收头模块,将其VCC连接到单片机的VCC,GND连接到单片机的GND,输出引脚连接到单片机的P0口。
2. 报警器:使用蜂鸣器模块,将其正极连接到单片机的P1口,负极连接到单片机的GND。
五. 软件设计1. 采用Keil C51单片机开发平台编写程序。
通过单片机编程,实现红外线传感器的数据采集和报警器的工作控制。
2. 主要操作流程:初始化系统、启动红外线传感器、采集红外线信号、判断物体距离、开启/关闭蜂鸣器。
六. 实验步骤1. 设计电路板,布置红外线传感器和蜂鸣器的位置。
2. 打通等重要连线,将硬件组装好。
3. 在Keil C51单片机开发平台编写代码。
4. 将编好的程序烧录进单片机中。
5. 接通电源,测试红外线防盗报警器的工作状态。
七. 实验结果本设计实现了红外线防盗报警器的基本功能。
当有人接近红外线传感器时,蜂鸣器会立即发出报警声,提醒周围的人。
经过多次测试,本防盗报警器的报警响应时间极快,能够及时发出报警声,可靠性较高。
八. 结束语本课程设计通过手工制作红外线防盗报警器,使学生明白了红外线传感器的原理,掌握了单片机的基本编程思想和API函数使用方法,让学生在实践中提高了动手能力和创新意识。
红外线防盗报警课程设计一、课程目标知识目标:1. 了解红外线的基本概念,掌握红外线在防盗报警系统中的应用原理;2. 掌握红外传感器的工作原理,了解其种类及特点;3. 了解红外线防盗报警系统的组成,掌握其安装与调试方法。
技能目标:1. 能够正确使用红外传感器进行数据采集,并分析数据;2. 能够设计简单的红外线防盗报警电路,进行实际操作;3. 能够运用已学知识解决实际生活中的红外线防盗报警问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对物理现象的好奇心,激发学习兴趣;2. 培养学生动手实践能力,提高解决实际问题的能力;3. 增强学生的安全意识,培养关爱他人、关注社会公共安全的情感。
课程性质:本课程属于物理学科,以实验和实践为主,结合理论教学,培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:六年级学生已具备一定的物理知识基础,对新鲜事物充满好奇,动手能力强,但需引导其将知识应用于实际生活。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,以学生为主体,充分调动学生的积极性,提高学生的实践操作能力和创新能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 红外线基础知识:包括红外线的定义、特性、传播原理等,参考教材相关章节,让学生对红外线有基本的认识。
2. 红外传感器:介绍红外传感器的工作原理、种类、选型及应用,结合教材实例,让学生了解红外传感器在防盗报警系统中的作用。
3. 红外线防盗报警系统:讲解系统的组成、工作原理、设计方法,以及安装与调试过程,参考教材相关案例,指导学生进行实际操作。
4. 实践操作:安排学生进行红外传感器数据采集、分析,设计并搭建简单的红外线防盗报警电路,提高学生的动手能力。
5. 教学大纲:(1)第一课时:红外线基础知识,红外传感器的认识;(2)第二课时:红外传感器的工作原理及应用;(3)第三课时:红外线防盗报警系统的组成、设计方法;(4)第四课时:实践操作,搭建红外线防盗报警电路;(5)第五课时:总结与评价,巩固所学知识。
北华航天工业学院课程设计报告(论文)设计课题:红外线防盗报警器设计专业班级:B10231学生姓名:指导教师:设计时间:2012年6月25日北华航天工业学院电子工程系红外线防盗报警器课程设计任务书姓名:专业:通信工程班级:B10231指导教师:职称:课程设计题目:红外线防盗报警器已知技术参数和设计要求:●该报警器能探测人体发出的红外线,当人进入报警器的监视区域内,即可发出报警声,适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。
●要求:●1、灵敏、可靠、一经触发,即刻报警●2、对产品材料精益求精,延长使用寿命●3、根据实际应用环境,自己选择传感器,确定红外检测范围。
所需仪器设备:直流供电电源,信号发生器,双踪示波器,数字电压表,计算机等成果验收形式:面包板插接+实物演示+答辩参考文献:《电子技术基础模拟部分》(高教康华光)《电子工艺与课程设计》(电子工业出版社毕亚军、崔瑞雪)时间安排第17周:周1---周2 :立题、论证方案设计,选择元器件安装调试周4---周5 :插面包板调试电路第18周:周1---周3 :焊接制成电路,完成设计周4---周5 :验收答辩指导教师:张洁教研室主任:崔瑞雪2012年6 月14 日内容摘要红外线防盗报警器目前市场上已有成型产品,且市场较为成熟。
由于红外线是不可见光,因此用它进行红外探测监控,具有良好的隐蔽性,白天和黑夜均能使用,而且其抗干扰能力强。
红外线传感器分主动式与被动式两种,主动式设计方案简单,但成本较高,从成本考虑,本课题通过介绍热释红外传感器RE200BP的工作原理,给出了一种被动型热释电红外报警器的结构原理及其应用电路。
这种电路把红外线传感器应用于报警系统中,从而能够实现防盗报警能。
该报警器能探测人体发出的红外线,由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、和报警指示电路等组成。
当人进入报警器的监视区域内,即可发出报警信号,适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。
利用热释电红外传感器设计了一种被动式红外报警电路,分析了该电路的功能和工作原理。
关键词被动式红外报警器;热释电传感器;菲涅尔透镜;防盗报警器目录一概述 (1)二方案设计与论证 (2)2.1论证方案1、2、3 (2)2.2采用方案4 (4)三单元电路设计与参数计算 (5)四总原理图及元器件清单 (7)4.1总原理图 (7)4.2元件清单 (7)4.3重点元件介绍 (8)五安装与调试 (10)5.1电路仿真软件介绍 (10)5.2电路功能仿真验证 (11)5.3布局与布线 (12)5.4调试效果 (14)六性能测试与分析 (16)七结论 (16)八心得体会 (16)九参考文献 (17)一、概述1知识背景近年来,电子电器的飞速发展,各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。
然而大部分人防盗意识还不够强,造成偷盗现象屡见不鲜。
此时报警器就派上了用场。
很多报警器价格高昂,一般人们难以接受。
本课题选择设计的被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能相对稳定等特点而占有了一定的市场。
资料显示红外报警器大多数采用国外的先进技术,其功能也非常先进。
其中包括被动式热释电型红外报警器,还有红外监控无线报警器,超声波防盗报警器,红外线防盗报警器,高灵敏红外报警器,触摸式延时防盗报警器, 触摸式防盗报警器,红外报警器,红外线声光报警器等等。
2红外报警器分类及原理红外报警器分为主动红外报警和被动红外报警。
主动红外入侵报警器是由发射机和接收机组成,发射机是由电源、发光源和光学系统组成,接收机是由光学系统、光电传感器、放大器、信号处理器等部分组成。
主动红外报警器是一种红外线光束遮挡型报警器,发射机中的红外发光二极管在电源的激发下,发出一束经过调制的红外光束(此光束的波长约在0.8~0.95微米之间),经过光学系统的作用变成平行光发射出去。
此光束被接收机接收,由接收机中的红外光电传感器把光信号转换成信号,经过电路处理后传给报警控制器。
由发射机发射出的红外线经过防范区到达接收机,构成了一条警戒线。
正常情况下,接收机收到的是一个稳定的光信号,当有人入侵该警戒线时,红外光束被遮挡,接收机收到的红外信号发生变化,提取这一变化,经放大和适当处理,控制器发出的报警信号。
目前此类报警器有二光束、三光束还有多光束的红外栅栏等。
一般应用在周界防范居多,最大的优点就是防范距离远,能达到被动红外的十倍以上探测距离。
被动红外报警器主要是根据外界红外能量的变化来判断是否有人在移动。
人体的红外能量与环境有差别,当人通过探测区域时,报警器收集到的这个不同的红外能量的位置变化,进而通过分析发出报警。
人体都有恒定的体温,一般在37度左右,会发出特定波长10μm左右的红外线,被动红外报警器就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。
人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅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。
被动红外报警器是以探测人体辐射为目标的,所以热释电元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。
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涅尔滤光片,使环境的干扰受到明显的控制作用。
其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元件。
而且制成的两个电极化方向正好相反,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,于是报警器无信号输出。
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。
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:1. 不需要用红外线或电磁波等发射源。
2. 灵敏度高、控制范围大。
3. 隐蔽性好,可流动安装。
二、方案设计与论证首先红外传感器在有人经过时给出微弱变化的小信号,通过对小信号的放大并与比较器基准电压比较输出高低电平,驱动后续报警电路。
以下对本组课程设计过程中涉及到的典型设计方案做分析并说明采用及不采用每个方案的原因。
以下设计方案均经过仿真,从仿真角度筛选最合适方案。
1、方案1:方案来自网络,优点是设计已成型,不用动脑子;缺点是非原创,后来发现该方案也不能完善地实现防盗报警功能,仿真效果不好,且缺乏蜂鸣器虽然使电路输出在很宽的范围内都能驱动二极管发光,只有发光二极管的报警器不太符合要求。
不能采用。
2、方案2:该方案基于基于简单的放大比较原理,去除了上述方案1的复杂电容设置,仿真显示上电瞬间电压尖峰脉冲过大,可能损坏元件,故不采用。
3、方案3:该方案将方案1的双门限电压比较器改为单门限电压比较器,使原理更容易理解,电阻电容设置上遵循尽可能对电路有用的电容留下,无用的删除的原则,使电路得到简化。
通过一级二级放大,中间通过电压跟随器稳定二级输入。
最后由比较器输出。
缺点是响应时间长,有延迟,虽然在比较电压设置上灵活可调,但不易控制,有时没有电路输入仍然会产生误报警。
可改进后采用。
4、方案4:该方案对前述方案做了大幅度修改,原因是插接面包板时发现传感器参数并未像网上某些方案甚至资料给出的单纯1mv左右的输出,而是在一个2v左右的相对稳定电压基础上有一个约0.1v到0.3v的变化。
这就导致了前述方案彻底失效。
原来设计的数百倍的方案作废,因为不可能对2v 电压放大100倍。
但是不是说2v 的输出直接可以驱动后续报警电路了呢?当然不是,2v 是上电后传感器的稳定输出,当有人经过传感器时,传感器的变化电压是比较小的,需要把小的变化电压放大实现报警。
此时,并不能通过电容隔直作用去掉直流,取出0.1v 交流,因为这个交流的频率是6hz 左右,滤波电容会使输出波形严重失真。
故设计本方案对2v 电压进行适当放大(2-3倍),放大的直流稳定电压的同时,也放大了变化的交流成分,使比较器比较电压的选择范围变大,等于提高了传感器的灵敏度。
报警电路主要是由热释电红外传感器RE200BP 、LM324集成运算放大器、发光二极管、电阻电容构成。
传感器主要的工作就是把采集到的人体红外线转换成电压信号,由于此时的电压比较微弱所以要经过LM324的放大后的电压输入到电压比较器进行比较来控制相应的发光二极管指示灯工作。
下面是报警电路的工作流程与及电路的参数计算过程:在电路中采用RE200BP 型热释电人体红外线传感器,当人体进入该传感器的监视范围时,传感器就会产生一个交流电压(幅度约为0.1V ),该电压的频率与人体的移动速度有关。
在正常行走速度下,其频率约为6Hz 。
传感器的输出信号加到运算放大器A1的同相端,A1构成同相输入式放大电路,其放大倍数取决于R3和R1,其大小为: Auf1 =2311=+R R 传感器会产生一个幅度为0.1V 交流信号时,这个交流信号是在2v 左右的直流电压输出的基础上叠加的。
具体直流信号电压是多大,取决于环境条件,如温度,热源,光源等,环境条件的微弱变化会影响到传感器的输出信号。
该方案测试可行,插接面包板仿真效果良好。
三、单元电路设计与参数计算(1)单元电路组成:1.电源:9V 的直流电压。
2.传感器:传感器主要是用来采集人体的红外线信号并将该信号转换成电信号的器件,本课题采用RE200BP 传感器3.放大:是由集成运算放大器LM324N 对传感器的信号进行放大和滤波供下一级电路使用。
4.比较器:这里采用的是单门限电压比较器,把电路中精密电位器的分压作为基准电压与比较器输入的电压作比较,控制指示电路指示是否有人进入,使用芯片仍然为LM324N 。
(2)同相交流放大器同相交流放大器的特点是输入阻抗高。
其中的R1、R2组成21U+分压电路,通过R3对运放进行偏置。
电路的电压放大倍数Av 也仅由外接电阻决定:41R Rf Av +=,电路输入电阻为R3、R4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆,如下图所示,该图说明同向交流放大器的基本原理,本课题采用同向交流放大器,放大倍数为2倍,使得传感器输出的敏感变化电压范围扩大,以利于比较。
图 同相交流放大器(3)比较器电路设计采用单门限电压比较器,目的是使得无人进入时或者有非有效干扰时电压不触发比较器 传感器 电源9v 精确比较电压报警电路(二极管与信号放大电压比较器,依然输出低电平,不驱动后续报警电路;若有人进入,输出电压较大,大于门限电压,此时输出高电平9v驱动后续报警电路。
实际仿真达不到9v,因此后续电路如蜂鸣器等输入电压应为5v到8v之间合适。
(4)电压跟随器用来稳定同向交流放大器和电压比较器之间的电压。
四、总原理图及元器件清单1.总原理图仿真效果显示,若模拟传感器工作的开关J1闭合,相当于传感器感应到人体移动发出报警信号,此时经过电路处理后的信号出发蜂鸣器鸣响和发光二极管闪烁;若J1断开,相当于传感器没有感应到人体移动,电路无输入,实际比较电压不够,输出低电平,无报警。