红外传感器设计

1目录设计总说明..............................................................Ⅰintroduction............................................................Ⅲ1绪论...................................................................11.1红外传感器的发展前景和研究意义....................................11.2热释电红外传感器的发展现状........................................21.3本课题所研究的内容................................................22总体方案设计...........................................................42.1任务要求..........................................................42.2总体设计思路......................................................43热释电红外线传感器的基本工作原理.......................................63.1热释电效应........................................................63.2热释电红外传感器组成和原理........................................73.3菲涅尔透镜.......................................................103.4热释电红外线传感器的主要技术参数.................................123.5热释电红外传感器的安装与使用.....................................134具体电路模块设计......................................................154.189C51单片机.....................................................154.1.189C51单片机的结构.........................................154.1.289C51的主要特性...........................................164.1.389C51管脚说明.............................................174.2放大电路的设计...................................................194.3时钟电路的设计...................................................224.4复位电路的设计...................................................244.5红外发射电路的设计...............................................274.6发光二极管报警电路的设计.........................................284.7直流稳压电源电路的设计...........................................294.8软件设计.........................................................304.8.1软件的程序实现.............................................30红外传感器设计4.8.2主程序清单.................................................324.8.3外部中断INTO..............................................33结论....................................................................35参考文献................................................................36附录....................................................................38致谢....................................................................39华北科技学院毕业设计（论文）I红外传感器设计设计总说明红外技术发展到现在，已经为大家所熟知，这种技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，按照功能能够分成五类：（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像；（4）红外测距和通信系统；（5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。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。热释电红外传感器是一种被动式调制型温度敏感器件，利用热释电效应工作，它是通过目标与背景的温差来探测目标的。其响应速度虽不如光子型，但由于它可在室温下使用、光谱响应宽、工作频率宽，灵敏度与波长无关，容易使用。这种探测器，灵敏度高，探测面广，是一种可靠性很强的探测器。本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。在电子防盗、人体探测器领域中，热释电红外探测器的应用非常广泛，这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于多用户统一管理。本设计是一个以单片机为核心的红外报警系统，包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89C51，整个系统是在系统软件控制下工作的。设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL电平至AT89C51单片机。在单片机内，经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。驱动电路将控制信号放大并推动声光报警设备完成相应动作。本文共分四章，由绪论开始，说明了本课题的目的、意义和研究前景，接着介绍了该设计的设计思路，最后从热释电红外传感器的基本工作原理和组成部分以及红外报警系统的设计等几个方面对红外传感技术进行了介绍。论文内容中针对热释电红外传感器红外传感器设计II的基本工作原理和组成部分进行了详细的说明，并对传感器的光学滤镜进行了简单的介绍，最后设计了由51单片机控制的红外报警系统，详细介绍了系统的各个部分的组成电路，并分析设计出了系统的主程序流程和主程序清单等。综上，本设计最终实现了这个由单片机控制的红外报警系统，虽然对于其中很多地方来说还有待完善，但从总体来看该设计还是成立的，其功能也基本实现。关键词：热释电红外传感器；报警电路；89C51华北科技学院毕业设计（论文）IIIINTRODUCTIONInfraredtechnologydevelopmentuptonow,hasbeenthatarefamiliartous,thistechnologyhasinthemodernscienceandtechnology,nationaldefenseandindustrialandagriculturalfieldshasbeenwidelyused.Infraredsensorsystemisusedasthemediumwithinfraredmeasurementsystemaccordingtothefunction,canbedividedintofivecategories:(1)radiometer,usedforradiationandspectrummeasurement;(2)searchandtrackingsystem,usedtosearchandtrackinfraredtarget,determiningthespatiallocationandtrackingofitsmovement;(3)thermalimagingsystem,canproducethewholegoalinfraredradiationofdistributionimages;(4)infrareddistanceandcommunicationsystem;(5)hybridsystem,itistopointtoofallkindsofsystemofmorethantwoorDuoGecombination.Infraredsensorsincludingopticalsystem,checkcomponentsandtransformcircuit.Opticalsystemaccordingtothestructurecanbedividedintotransmissiontypeandreflextwokinds.Thetestcomponentsaccordingtoaprincipleofworkcanbedividedintothermaltestcomponentsandphotoelectricdetectioncomponents.Temperaturesensingelementsisthelargestapplicationthermalresistor.Thermistorsbyinfraredrayradiationtemperature,whenresistancechanges,throughtheconversionintoelectricalsignaloutputcircuit.Pyroelectricinfraredsensorisakindofpassivemodulatedtemperaturesensitivecomponents,withpyroelectricityeffectwork,itisthroughthetemperaturedifferencebetweenthetargetandbackgroundtodetectthetarget.Theresponsespeedisnotthephotontype,butbecauseitcanuseatroomtemperature,spectralresponsewide,widefrequencyrange,sensitivityandwavelengthisirrelevant,easytouse.Thiskindofdetector,highsensitivity,detectionareawide,isaverystrongreliabilityofdetectors.ThissystemUSESapyroelectricinfraredsensor,