熱釋電人體感應紅外報警器的設計

張艷陽

摘 要 本文介紹一種利用熱釋電紅外傳感器進行監控，并進行報警的系統的設計。熱釋電紅外傳感器，它的制作簡單、成本低、安裝比較方便，而且防盜性能比較穩定，抗干擾能力強、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發現，便于多用戶統一管理。本設計包括硬件和軟件設計兩個部分。硬件部分包括單片機控制模塊、紅外探頭模塊、驅動執行報警模塊、LED控制模塊等部分組成。處理器采用51系列單片機STC89C52，程序使用C語言編寫。

關鍵詞 熱釋電紅外傳感器 STC89C52 紅外線

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A

0引言

隨著科技的提高，電子電器飛速發展，人民生活水平有了很大提高。各種高檔家電和貴重物品為許多家庭所擁有。然而一些不法分子也越來越多。這點就是因為不法分子看到了大部分人防盜意識不夠強所造成的結果。因此越來越多的居民家庭對財產安全問題十分擔憂。報警系統這時為人們解決了大部分問題。但是市場上的報警系統大部分是適用于一些大公司的重要機構。其價格昂貴，使普通家庭難以承受。如果設計一種價格低廉，性能可靠、智能化的報警系統，必將在私人財產的防盜領域起到巨大作用。由于紅外線是不可見光，隱蔽性能良好，因此在防盜、警戒等安保裝置中被廣泛應用。

1本系統的設計方案

本設計的電路包括硬件和軟件兩個部分。硬件部分包括紅外感應部分與單片機控制部分，整個系統電路可劃分為：電源部分、傳感器模塊部分、單片機控制電路，而單片機控制由最小系統和指示燈電路、報警電路等子模塊組成。主要工作由熱釋電紅外感應器完成信息采集、處理、數據傳送經過單片機功能設定到達報警模塊這一過程。就此設計的核心模塊來說，單片機就是設計的中心單元。單片機應用系統也是由硬件和軟件組成。硬件包括單片機、輸入/輸出設備、以及外圍應用電路等組成的系統，軟件是主要是工作的程序通過編寫程序來控制輸入的信號。

當人員外出時，可把報警系統設置在外出布防狀態，探測器工作起來，當有人闖入時，熱釋電紅外傳感器將探測到動作，設置在監測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，紅外熱釋電模塊送出TTL電平至STC89C52單片機，經單片機處理運算后驅動執行報警電路使警號發聲。

本系統采用了熱釋電紅外線傳感器，它的制作簡單、成本低，安裝比較方便，而且防盜性能比較穩定、抗干擾能力強、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發現，便于多用戶統一管理和用戶操作。

為了探測移動人體，通常使用雙元件型熱釋電紅外線傳感器，在這種傳感器內部，兩個靈敏元件反相連接，當人體靜止時兩元件極化程度相同，互相抵消。但人體移動時，兩元件極化程度不同，凈輸出電壓不為0，從而達到了探測移動人體的目的。

該設計包括硬件和軟件設計兩個部分。模塊化分為數據采集、按鍵控制、報警等模塊。電路結構可劃分為：熱釋電紅外傳感器、蜂鳴器、單片機控制電路、LED指示燈組成。

2硬件電路設計

從設計的要求來分析該設計須包含如下結構：紅外感應部分、STC89C52單片機、報警系統三大部分。

處理器采用單片機STC89C52。整個系統是在系統軟件控制下工作的。設置在監測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，送出TTL電平至STC89C52單片機。在單片機內，經軟件查詢、識別判決等環節實時發出入侵報警狀態控制信號。驅動蜂鳴器及報警指示燈報警。

電源采用4.5v左右，直接接3個1.5V的直流干電池提供電源，然后用導線連接電源接口模塊。

熱釋電紅外傳感器（簡稱PIR）是80年代發展起來的一種新型高靈敏度探測元件。它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉換成電壓信號輸出。將這個電壓信號加以放大，便可驅動各種控制電路，如作電源開關控制、防盜防火報警、自動覽測等，人體輻射的紅外線中心波長為9～10--um，而探測元件的波長靈敏度在0.2～20--um范圍內幾乎穩定不變。在傳感器頂端開設了一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為7～10--um，正好適合于人體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線傳感器，本傳感器是整個系統的關鍵，只有本傳感器才能感應到人體紅外線。

菲涅耳透鏡片相當于熱釋感應傳感器的“眼鏡”，它和人的眼睛一樣的作用，配用得當與否直接影響到使用的功效，配用不當產生錯誤的動作，致使用戶或者開發者對其失去信心。它的作用是有效的將探測到空間的紅外線集中到傳感器上，菲涅耳透鏡根據性能要求不同，具有不同的焦距（感應距離），從而產生不同的監控視場，視場越多，控制越嚴密。

參考文獻

[1] 胡萍.串口通信的紅外報警器的研制[J].計算機與現代化，2010（10）：15-16.

[2] 唐德琴.電子溫度測量儀器技術發展戰略研究[J].電子科學技術，2009，27（01）：1-8.

[3] 李行善.基于串口組件的體系結構[J].電子串口與儀器學報，2010（08）：15-16.endprint