隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平得到很大的提高，對(duì)私有財(cái)產(chǎn)的保護(hù)意識(shí)在不斷的增強(qiáng)，因而對(duì)防盜措施提出了新的要求。本設(shè)計(jì)就是為了滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要而設(shè)計(jì)的家庭式電子放火防盜系統(tǒng)。

就目前市面上裝備主要有壓力觸發(fā)式防盜報(bào)警器、開關(guān)電子防盜報(bào)警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報(bào)警器等各種報(bào)警器，但這幾種比較常見的報(bào)警器都存在一些缺點(diǎn)。而本設(shè)計(jì)中所使用的紅外線是不可見光，有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，同時(shí)，熱釋電紅外傳感器既可用于防盜報(bào)警裝置，也可用于制動(dòng)控制、接近開關(guān)、遙測(cè)等領(lǐng)域，當(dāng)有人非法闖入或者是檢測(cè)到有煙霧時(shí)，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警器報(bào)警。

防盜報(bào)警系統(tǒng)是用物理方法或電子技術(shù)，自動(dòng)探測(cè)發(fā)生在布防監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并輔助提示值班人員或其主人發(fā)生報(bào)警的區(qū)域部位，顯示可能采取的對(duì)策的系統(tǒng)。防盜報(bào)警系統(tǒng)是預(yù)防搶劫、盜竊等意外事件的重要設(shè)施。一旦發(fā)生突發(fā)事件，就能通過聲光報(bào)警信號(hào)，使于迅速采取應(yīng)急措施。防盜報(bào)警系統(tǒng)與出入口控制系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、訪客對(duì)講系統(tǒng)和電子巡更系統(tǒng)等一起構(gòu)成了入侵防范系統(tǒng)。防盜報(bào)警系統(tǒng)通常由探測(cè)器（又稱防盜報(bào)警器）、傳輸通道和報(bào)警控制器三部分構(gòu)成。

報(bào)警探測(cè)器是由傳感器和信號(hào)處理組成的用來探測(cè)入侵者入侵行為的電子和機(jī)械部件組成的裝置，是防盜報(bào)警系統(tǒng)的核心，而傳感器又是報(bào)警探測(cè)器的核心元件。采用不同原理的傳感器件，可以構(gòu)成不同種類、不同用途、達(dá)到不同探測(cè)目的的報(bào)警探測(cè)裝置。

中國(guó)防盜控制技術(shù)的發(fā)展大致起源于上世紀(jì)60年代初北京故宮博物院的安防報(bào)警系統(tǒng)。當(dāng)年，中國(guó)老一輩的安防技術(shù)工作者在完全隱蔽、可靠報(bào)警、絕對(duì)防火的全木質(zhì)結(jié)構(gòu)環(huán)境下完成了該系統(tǒng)的安裝與調(diào)試，該系統(tǒng)就發(fā)揮了很好的作用。之后的若干年，中國(guó)安防技術(shù)一直是以防盜報(bào)警系統(tǒng)為主，其應(yīng)用場(chǎng)合也主要限于金融與文博系統(tǒng)。由于當(dāng)時(shí)基于光電導(dǎo)攝像管的攝像機(jī)體積大且價(jià)格昂貴，因而在安防技術(shù)市場(chǎng)中可視化的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用案例極少。　

隨著時(shí)代的變遷，智能防盜技術(shù)有了較大的發(fā)展， 1994年秋在北京全國(guó)農(nóng)業(yè)展覽館舉辦的展覽會(huì)上，展出了部分關(guān)于防盜控制系統(tǒng)產(chǎn)品；1995年夏在天津國(guó)際展覽中心的消防安防設(shè)備展覽會(huì)上，展出了更多的安防技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品，氣氛火熱。緊接著到1996年，由中國(guó)安防產(chǎn)品行業(yè)協(xié)會(huì)等單位主辦了全國(guó)首屆“國(guó)際社會(huì)公共安全產(chǎn)品博覽會(huì)”，一下子吸引了國(guó)內(nèi)外300多廠商參展，由此標(biāo)志了中國(guó)防盜及安防技術(shù)市場(chǎng)的形成。

在國(guó)內(nèi)安防防盜市場(chǎng)開始蓬勃發(fā)展的同時(shí)，2001年11月，中國(guó)安防界在深圳成功舉辦了首屆中國(guó)安防論壇，全國(guó)人大副委員長(zhǎng)、中國(guó)科協(xié)主席周光召院士題詞。中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程院的5位院士以及國(guó)內(nèi)30多位安防領(lǐng)域的知名專家、教授發(fā)表了演說，較全面地展示了中國(guó)安全防范領(lǐng)域的技術(shù)動(dòng)態(tài)和發(fā)展方向，促進(jìn)了學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的交流與合作，探討了中國(guó)公共安全行業(yè)如何應(yīng)對(duì)WTO，以及行業(yè)發(fā)展、管理、動(dòng)作更加科學(xué)化、規(guī)范化的有關(guān)問題。首屆安防論壇的舉辦，為架構(gòu)中國(guó)安防的理論體系，研討中國(guó)安防的發(fā)展戰(zhàn)略，開創(chuàng)良好的學(xué)術(shù)氛圍，為舉辦更大規(guī)模的學(xué)術(shù)論壇積累了經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造了條件。到2008奧運(yùn)項(xiàng)目——首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)系統(tǒng)監(jiān)控項(xiàng)目就是在先進(jìn)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)一步整合了無人駕駛車輛自動(dòng)傳感監(jiān)控系統(tǒng)、無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及多系統(tǒng)的智能網(wǎng)管系統(tǒng)，一改傳統(tǒng)電視監(jiān)控系統(tǒng)僅僅是畫面監(jiān)視及簡(jiǎn)單報(bào)警聯(lián)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方式，而安防系統(tǒng)整體解決方案（Total Solution）概念必將成為現(xiàn)代電視監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。

目前，在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的支持下，電子地圖、多媒體操作、管理與控制軟件引入到防盜報(bào)警系統(tǒng)中。這種新的系統(tǒng)采用多媒體技術(shù)同時(shí)處理多種信息，并使信息之間、信息與設(shè)備之間、設(shè)備與設(shè)備之間建立邏輯聯(lián)系，集成為一個(gè)交互式的系統(tǒng)，從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)預(yù)測(cè)、自動(dòng)處理警情，使整個(gè)安防系統(tǒng)成為一種具有智能化的“活”的系統(tǒng)，讓它發(fā)揮巨大、有效、可靠、靈活的系統(tǒng)功能。

1.3 研究的目的和意義

隨著微電子技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)于居住環(huán)境的安全、方便、舒適提出了越來越高的要求，因此智能化住宅隨之出現(xiàn)，也隨著改革開放的深入和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展、提高，城市外來流動(dòng)人口大量增加，帶來許多不安定因素，刑事案件特別是入室盜竊、搶劫居高不下，因此家庭智能安全防范系統(tǒng)是智能化社區(qū)建設(shè)中不可缺少的一項(xiàng)，而以往的做法是安裝防盜門、防盜網(wǎng)，但普遍存在有礙美觀，不符合防火要求，而且不能有效地防止犯罪分子對(duì)住宅的入侵，故利用高科技的電子防盜報(bào)警系統(tǒng)也就應(yīng)運(yùn)而生。

目前家庭住宅的主要防范措施是利用防盜門，商店的防盜措施主要是監(jiān)控器和出門口的紅外報(bào)警器。隨著人們認(rèn)識(shí)的深入，利用智能防盜、防火、防煤氣將成為人們的首要選擇，智能安防也是安防行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

(3)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能。探測(cè)器工作時(shí),當(dāng)有人闖入時(shí)，熱釋電紅外傳感器將探測(cè)到動(dòng)作，設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出TTL 電平至STC89C52單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理運(yùn)算后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路使警號(hào)發(fā)聲。

(4)紅外線具有隱蔽性，在露天防護(hù)的地方設(shè)計(jì)一束紅外線可以方便地檢測(cè)到是否有人出入。此類裝置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：其一是能有效判斷是否有人員進(jìn)入；其二是盡可能大地增加防護(hù)范圍。當(dāng)然，系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性也是追求的重要指標(biāo)。至于報(bào)警可采蜂鳴器報(bào)警。

防盜報(bào)警系統(tǒng)一般是由入侵探測(cè)器、防盜報(bào)警控制器和接警中心（硬件加軟件）組成。它的最簡(jiǎn)單形式是本地（家庭、單位）報(bào)警系統(tǒng)，它的組成部分是入侵探測(cè)器和本地報(bào)警控制器，以及聲光報(bào)警器。

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案有以下兩種：

方案一；利用固定點(diǎn)電話聯(lián)網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)家庭防盜報(bào)警，該系統(tǒng)由編程主機(jī)、探測(cè)器、門磁和遙控器組成，一旦發(fā)生警情，能把報(bào)警信息通過郵電通訊網(wǎng)絡(luò)瞬間遠(yuǎn)程傳輸?shù)接脩粼O(shè)定的固定電話上，同時(shí)向接警中心報(bào)告，中心聯(lián)網(wǎng)電腦可通過電子地圖、數(shù)據(jù)庫、電腦語音提示、監(jiān)聽現(xiàn)場(chǎng)情況，顯示發(fā)生警情的單位、地址、方位、發(fā)案時(shí)間、所轄派出所（巡邏大隊(duì)）經(jīng)歷分布，及時(shí)調(diào)動(dòng)警力做出快速處理。

方案二；通過傳感器檢測(cè)家庭安全隱患，把檢測(cè)結(jié)果送入單片機(jī)，通過單片機(jī)控制報(bào)警燈和高音報(bào)警器的啟動(dòng)。

通過比較，方案二能滿足我們實(shí)時(shí)快捷的要求，更加簡(jiǎn)單有效，固本設(shè)計(jì)選擇方案二。

本系統(tǒng)是放火防盜功能，煙霧傳感器能檢測(cè)煙霧濃度，濃度超標(biāo)后單片機(jī)驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警，當(dāng)熱釋電紅外傳感器檢測(cè)到有人的時(shí)候，單片機(jī)引腳電平轉(zhuǎn)換，從而也驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警。

圖2-1 總體設(shè)計(jì)方框圖

40個(gè)引腳，4k bytes flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（i/o）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（wdt）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。

AT89S52單片機(jī)是一種低功耗高性能的CMOS8位微控制器，內(nèi)置8KB可在線編程閃存。該器件采用Atmel公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，其指令與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的80C51指令集兼容。片內(nèi)程序存儲(chǔ)器允許重復(fù)在線編程，允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)內(nèi)通過SPI串行口改寫或用同用的非易失性存儲(chǔ)器改寫。通過把通用的8位CPU與可在線下載的Flash集成在一個(gè)芯片上，STC89C52便成為一個(gè)高效的微型計(jì)算機(jī)。它的應(yīng)用范圍廣，可用于解決復(fù)雜的控制問題，且成本較低。其結(jié)構(gòu)框圖如圖2-2所示。

   

圖2-3 STC89C52
    此外，STC89C52設(shè)計(jì)和配置了震蕩頻率可為12MHZ并可通過軟件設(shè)置省電模式。空閑模式下，cpu暫停工作，而ram定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存ram的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有pdip、tqfp和plcc等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。
主要功能特性：
· 兼容mcs-51指令系統(tǒng)           

· 4k可反復(fù)擦寫(>1000次）isp flash rom
· 32個(gè)雙向i/o口               

· 4.5-5.5v工作電壓
· 2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器   

· 時(shí)鐘頻率0-33mhz
· 全雙工uart串行中斷口線     

· 128x8bit內(nèi)部ram
· 2個(gè)外部中斷源            

· 低功耗空閑和省電模式
· 中斷喚醒省電模式         

· 3級(jí)加密位
· 看門狗（wdt）電路        

· 軟件設(shè)置空閑和省電功能
· 靈活的isp字節(jié)和分頁編程  

· 雙數(shù)據(jù)寄存器指針

按照功能，AT89S52的引腳可分為主電源、外接晶體振蕩或振蕩器、多功能I/O口、控制和復(fù)位等。

1.多功能I/O口

AT89S52共有四個(gè)8位的并行I/O口：P0、P1、P2、P3端口，對(duì)應(yīng)的引腳分別是P0.0 ～ P0.7，P1.0 ～ P1.7，P2.0 ～ P2.7，P3.0 ～ P3.7，共32根I/O線。每根線可以單獨(dú)用作輸入或輸出。

①P0端口，該口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。在作為輸出口時(shí)，每根引腳可以帶動(dòng)8個(gè)TTL輸入負(fù)載。當(dāng)把“1”寫入P0時(shí)，則它的引腳可用作高阻抗輸入。當(dāng)對(duì)外部程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P0可用作多路復(fù)用的低字節(jié)地址/數(shù)據(jù)總線，在該模式，P0口擁有內(nèi)部上拉電阻。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器進(jìn)行編程時(shí)，P0用于接收代碼字節(jié)；在校驗(yàn)時(shí)，則輸出代碼字節(jié)；此時(shí)需要外加上拉電阻。

②P1端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P1口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫“1”時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。P1口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。在對(duì)Flash編程和程序校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址。

③ P2端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P2口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫“1”時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。P2口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。

在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口送出高8位地址，在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不會(huì)改變。在對(duì)Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P2口也接收高位地址或一些控制信號(hào)。

④ P3端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P3口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫“1”時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。P3口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。

在AT89S52中，同樣P3口還用于一些復(fù)用功能，如表3.2所列。在對(duì)Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P3口還接收一些控制信號(hào)。

2.RST  復(fù)位輸入端。在振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使其單片機(jī)復(fù)位。看門狗定時(shí)器（Watchdog）溢出后，該引腳會(huì)保持98個(gè)振蕩周期的高電平。在SFR AUXR（地址8EH）寄存器中的DISRTO位可以用于屏蔽這種功能。DISRTO位的默認(rèn)狀態(tài)，是復(fù)位高電平輸出功能使能。

3.ALE/PROG  地址鎖存允許信號(hào)。在存取外部存儲(chǔ)器時(shí)，這個(gè)輸出信號(hào)用于鎖存低字節(jié)地址。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，這條引腳用于輸入編程脈沖PROG。一般情況下，ALE是振蕩器頻率的6分頻信號(hào)，可用于外部定時(shí)或時(shí)鐘。但是，在對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器每次存取中，會(huì)跳過一個(gè)ALE脈沖。在需要時(shí)，可以把地址8EH中的SFR寄存器的0位置為“1”，從而屏蔽ALE的工作；而只有在MOVX或MOVC指令執(zhí)行時(shí)ALE才被激活。在單片機(jī)處于外部執(zhí)行方式時(shí)，對(duì)ALE屏蔽位置“1”并不起作用。

4.PSEN  程序存儲(chǔ)器允許信號(hào)。它用于讀外部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)AT89S52在執(zhí)行來自外部存儲(chǔ)器的指令時(shí)，每一個(gè)機(jī)器周期PSEN被激活2次。在對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的每次存取中，PSEN的2次激活會(huì)被跳過。

5.EA/Vpp  外部存取允許信號(hào)。為了確保單片機(jī)從地址為0000H～FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器中讀取代碼，故要把EA接到GND端，即地端。但是，如果鎖定位1被編程，則EA在復(fù)位時(shí)被鎖存。當(dāng)執(zhí)行內(nèi)部程序時(shí)，EA應(yīng)接到Vcc。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，這條引腳接收12V編程電壓Vpp。

6.XTAL1  振蕩器的反相放大器輸入，內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。

7.XTAL2  振蕩器的反相放大器輸出。

熱釋電傳感器是利用紅外輻射與紅外測(cè)溫的原理來探測(cè)的,紅外測(cè)溫屬非接觸式測(cè)溫，是測(cè)溫技術(shù)中的主要手段，其特點(diǎn)是測(cè)溫范圍廣，響應(yīng)速度快和不明顯破壞被測(cè)對(duì)象溫度場(chǎng)，因而廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等領(lǐng)域。

非接觸紅外測(cè)溫有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

（1）測(cè)量不干擾被測(cè)溫場(chǎng)，不影響溫場(chǎng)分布，從而具有較高的測(cè)溫準(zhǔn)確度。

（2）測(cè)溫范圍寬。

（3）探測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間短，反應(yīng)速度快，易于快速與動(dòng)態(tài)測(cè)量。

（4）不必接觸被測(cè)物體，操作方便。

（5）可以確定微小目標(biāo)的溫度。

非接觸測(cè)溫技術(shù)的意義是顯而易見的。隨著工農(nóng)業(yè)、國(guó)防事業(yè)、醫(yī)學(xué)的發(fā)展，對(duì)溫度測(cè)量越來越迫切。在某些場(chǎng)合，溫度測(cè)量逐步上升為主要矛盾，引起了各方面的普遍重視。

通常將電磁波譜間隔在0.76～1000μm的區(qū)域稱為紅外光譜區(qū)，紅外傳感器是一種新型的傳感器，能夠探測(cè)物體輻射的紅外線。

熱釋電元件的工作原理是基于熱釋電效應(yīng)，即在強(qiáng)電介質(zhì)溫度變化ΔP的自然極化的存在，此時(shí)傳感器有電信號(hào)輸出，晶體的這種性質(zhì)被稱為熱釋電極或熱釋電效應(yīng)。

有些熱釋電晶體，他們的自發(fā)極化方向能用外電場(chǎng)來改變，這些晶體稱作熱釋電——鐵電體。例如：LiTaO2(鉭酸鋰)、BaTi O2(鈦酸鋇)和TGS（硫酸三甘酞）等。為了使傳感器能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作，提高靈敏度，增強(qiáng)抗干擾能力，這里選用了TGS晶體制作的雙型探測(cè)器

紅外測(cè)溫是通過探測(cè)物體表面發(fā)射的能量來測(cè)量其溫度，由物理學(xué)可知，處于絕對(duì)溫度（－273.15℃）以上的任何物體，都要釋放熱能，而紅外輻射溫度計(jì)測(cè)量其中與溫度有關(guān)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的熱能，并將其轉(zhuǎn)換與溫度成比例的電信號(hào)，由此測(cè)出其溫度。

據(jù)斯蒂芬－波茲曼常數(shù)，絕對(duì)黑體其溫度T于與輻射能之間的關(guān)系為：

其中：σ為蒂芬－波茲曼常數(shù)，其值為5.6697×10-12 w/cm2 ，k4 為黑體的溫度；E0  為黑體輻射能。

              實(shí)際中大多數(shù)物體為非黑體，其熱輻射公式為：

                                                                                    E=εE0

其中：E為物體在一定溫度下的輻射能力；E0 為與E在同一溫度下的黑體輻射能力; ε為黑度系數(shù)，表示物體的發(fā)射能力接近黑體的情況，其值在0～1之間。

              由上可知，任何物體只要溫度不是絕對(duì)零度都不斷地發(fā)射紅外輻射，物體的溫度越高，輻射的功率就越大，只要知道物體的溫度和它的比輻射率，就可算出它所發(fā)射的輻射功率。所以如果能量出物體的輻射功率，則可確定它的溫度。

紅外探測(cè)器是紅外熱釋傳感器的重要組成部分。它可以分成熱釋電探測(cè)器和光子探測(cè)器兩大類：其中，熱釋電探測(cè)器是電效應(yīng)工作的探測(cè)器，其響應(yīng)速度雖不如光子型，但由于它可在室溫下使用、光譜響應(yīng)寬、工作頻率寬，靈敏度與波長(zhǎng)無關(guān)，因此其應(yīng)用領(lǐng)域廣，容易使用。常用的熱釋電探測(cè)器如：LiTaO2(鉭酸鋰) 探測(cè)器、BaTi O2(鈦酸鋇) 探測(cè)器和TGS（硫酸三甘酞）探測(cè)器等。

如圖2-1為熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)圖、電路圖。傳感器的敏感元為PZT，在上下兩面做上電極，并在表面加一層黑色氧化膜以提高其轉(zhuǎn)化效率。它的等效電路是一個(gè)在負(fù)載電阻上并聯(lián)一個(gè)電容的電流發(fā)生器，其輸出阻抗極高，而輸出電壓信號(hào)又極其微弱，故在管內(nèi)附有JFET及厚膜電阻，以達(dá)到阻抗變大的目的。在管殼的頂部設(shè)有慮光鏡（TO－5封裝）。圖2-2為熱釋電傳感器的實(shí)物照片。

圖2-4

圖2-5

熱釋電體的自發(fā)極化強(qiáng)度與溫度有關(guān)。隨著溫度升高，自發(fā)極化強(qiáng)度下降。溫度升高到Tc時(shí)，自極化消失，此溫度稱為居里溫度。溫度超過居里溫度，鐵電體發(fā)生變化，從極化晶體變?yōu)榉菢O化晶體，極化強(qiáng)度變?yōu)榱恪?/div>

2.4.4 菲涅爾透鏡

2.4.5 熱釋電紅外感應(yīng)模塊電氣參數(shù)

電氣參數(shù)		DYP-ME003 人體感應(yīng)模塊
工作電壓范圍		DC 4.5-20V
靜態(tài)電流		<50uA
電平輸出		高 3.3 V /低 0V
觸發(fā)方式		L 不可重復(fù)觸發(fā)/H 重復(fù)觸發(fā)
延時(shí)時(shí)間		5S(默認(rèn))可制作范圍零點(diǎn)幾秒-幾十分鐘
封鎖時(shí)間		2.5S(默認(rèn))可制作范圍零點(diǎn)幾秒-幾十秒
電路板外形尺寸		32mm*24mm
感應(yīng)角度		<100 度錐角
感應(yīng)距離		7 米以內(nèi)
工作溫度		-15-+70 度
感應(yīng)透鏡尺寸		直徑:23mm(默認(rèn))

2.4.6 熱釋電紅外感應(yīng)模塊功能特點(diǎn)

• 全自動(dòng)感應(yīng):人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平， 人離開感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平， 輸出低電平。
  

• 光敏控制（可選擇，出廠時(shí)未設(shè)）：可設(shè)置光敏控制，白天或光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)。
  

• 溫度補(bǔ)償(可選擇，出廠時(shí)未設(shè))：在夏天當(dāng)環(huán)境溫度升高至 30～32℃，探測(cè)距離稍變短， 溫度補(bǔ)償可作一定的性能補(bǔ)償。
  

• 兩種觸發(fā)方式：（可跳線選擇）
  

a.不可重復(fù)觸發(fā)方式:即感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間段一結(jié)束，輸出將自動(dòng)從高電平 變?yōu)榈碗娖剑?/p>

b.可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍 活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖剑ǜ袘?yīng)模塊檢 測(cè)到人體的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間為延時(shí) 時(shí)間的起始點(diǎn))。

• 具有感應(yīng)封鎖時(shí)間(默認(rèn)設(shè)置:無封鎖時(shí)間)：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后（高電平變成 低電平），可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間段，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接受任何感應(yīng)信號(hào)。 此功能可以實(shí)現(xiàn)“感應(yīng)輸出時(shí)間”和“封鎖時(shí)間”兩者的間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測(cè)產(chǎn) 品；同時(shí)此功能可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。(此時(shí)間可設(shè)置在零點(diǎn)幾秒
  

• 工作電壓范圍寬：默認(rèn)工作電壓 DC4.5V-20V。
  

• 微功耗:靜態(tài)電流<50 微安，特別適合干電池供電的自動(dòng)控制產(chǎn)品。
  

• 輸出高電平信號(hào)：可方便與各類電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。
  

2.4.7 熱釋電紅外感應(yīng)模塊使用說明

•    感應(yīng)模塊通電后有一分鐘左右的初始化時(shí)間，在此期間模塊會(huì)間隔地輸出 0-3 次，一分 鐘后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。
  

• 應(yīng)盡量避免燈光等干擾源近距離直射模塊表面的透鏡，以免引進(jìn)干擾信號(hào)產(chǎn)生誤動(dòng)作；使 用環(huán)境盡量避免流動(dòng)的風(fēng)，風(fēng)也會(huì)對(duì)感應(yīng)器造成干擾。
  

感應(yīng)模塊采用雙元探頭，探頭的窗口為長(zhǎng)方形，雙元（A 元 B 元）位于較長(zhǎng)方向的兩端， 當(dāng)人體從左到右或從右到左走過時(shí),紅外光譜到達(dá)雙元的時(shí)間、距離有差值，差值越大，感應(yīng) 越靈敏，當(dāng)人體從正面走向探頭或從上到下或從下到上方向走過時(shí)，雙元檢測(cè)不到紅外光譜 距離的變化，無差值，因此感應(yīng)不靈敏或不工作；所以安裝感應(yīng)器時(shí)應(yīng)使探頭雙元的方向與 人體活動(dòng)最多的方向盡量相平行，保證人體經(jīng)過時(shí)先后被探頭雙元所感應(yīng)。為了增加感應(yīng)角 度范圍，本模塊采用圓形透鏡，也使得探頭四面都感應(yīng)，但左右兩側(cè)仍然比上下兩個(gè)方向感 應(yīng)范圍大、靈敏度強(qiáng)，安裝時(shí)仍須盡量按以上要求。

(仿真+源碼+PCB文件+報(bào)告)