智能红外测速系统的设计

智能红外测速系统的设计作者：许刚，王成，苏力作者单位：西安航空技术高等专科学校,西安,710077刊名：中国仪器仪表英文刊名：CHINAINSTRUMENTATION年，卷(期)：2008，(8)被引用次数：1次参考文献(3条)1.陈照章.朱湘临光电测速传感器及其信号调理电路[期刊论文]-传感器技术2002(08)2.何立民MCS-51系列单片机应用系统设计19903.周明德微机原理及应用1991相似文献(10条)1.期刊论文苏秀平.王秀芳.SUXiu-ping.WANGxiu-fang公路动态称重系统红外测速传感器的研制-机械设计与制造2005,(6)介绍了公路动态称重系统中测量载重汽车行驶速度的红外光电传感器.对该传感器的工作原理、光学系统以及抗干扰措施等均做了较为详细的论述.2.学位论文王永龙基于无线传感器网络的目标探测技术研究2008战场传感探测系统是一种综合利用震动、声、磁、红外等传感器阵列和情报处理设备等多种先进的探测手段，对战场情况作实时监测的系统。另外，无线传感器网络是集成了传感器、中心控制模块和无线通信网络而形成的一种全新的信息获取和处理技术，本文对基于无线传感器网络的目标探测技术进行了研究。本论文概述了课题的国内外研究现状与发展趋势，提出了课题的系统总体设计方案，对四种目标信号：声信号、震动信号、磁信号、红外信号的特性从产生机理、曲线特性方面进行了详细的分析，进而在微弱信号检测的理论基础上针对目标信号的不同特性设计了不同的目标探测电路，并使用该电路对典型目标(人员和车辆)不同状态的四种阵列信号进行了测试。通过对目标信号的分析，详细论述了目标信号的探测方法，从目标的存在探测、运动状态探测、速度探测、目标分类及目标的定距定向五个方面进行了研究，针对磁信号和红外信号提出了阈值探测法和能量提取法，而对声信号和震动信号提出了信号频率提取法。这些探测方法主要是侧重于工程化的应用，在系统上容易实现。最后应系统的微体积要求，完成了传感器阵列微系统集成。文章中通过实验说明信号特性分析的正确性，在目标探测微系统电路设计等方面都给予了大量的实验，实验测试结果表明探测电路的实用性、可靠性及探测方法的优越性。3.期刊论文曲振强.苏秀平.凌杰公路动态称重系统红外测速光电传感器的研制-电子工程师2002,28(9)叙述了公路动态称重系统中测量运输汽车行驶速度的红外光电传感器的工作原理,并对其硬件实现作了介绍.4.学位论文乔劲轩人体远红外信号处理的集成电路设计2008人体远红外信号具有超低频，极其微弱的特点，而对于超低频微弱信号的处理则是模拟集成电路设计中的一个难题，一方面由于信号比较微弱，周围环境以及电路本身的噪声对于系统与电路设计提出了较高的要求,另一方面当信号频率极低时，采用一般的模拟电路中的处理方法会引入很大的电容以及电阻，而在集成电路工艺中，大电阻与大电容往往是无法实现的。正是在这样的背景下，本项目通过研究人体远红外信号的处理方法，以实现一个通用的超低频微弱信号处理的IP核。人体远红外信号是一种典型的超低频微弱信号，由热释电红外传感器得到，热释电红外传感器是一种探测人体远红外信号的被动式红外传感器，热释电红外传感器输出的最小信号幅度可达80μV，频率在0.1Hz到10Hz之间，设计目标是使得热释电红外传感器的有效检测范围达到10M左右。项目的主要工作以及论文的主要内容包括：（1)以传统的线性滤波放大的方法为基础搭建了人体远红外信号处理的硬件板卡并完成测试，得到相关测试数据，为后面信号噪声模型的建立以及系统的参数的确定提供基础。（2）系统分析了人体远红外信号的现行的几种处理方法，并分析了各自的优缺点。（3）针对远红外信号的特点，创新性的提出了多速率开关电容滤波器结合抽取滤波器的方法，并完成系统建模及仿真，并分析了系统的非理想效应以及系统的可实现性。（4）完成了人体远红外信号处理系统的电路设计并完成其中各个模块的电路设计。系统的主要模块包括：电源部分(DC/DC升压部分和低压差线性稳压器)、前置抗混叠滤波器、多速率开关电容网络、抽取滤波器及其它数字信号处理部分。项目中的DC/DC升压部分和部分数字信号处理单元包括环路电压调整由于是他人负责完成，因此并没有在本文中过多涉及。芯片采用和舰科技(HJTC)的0.35μm5VCMOS工艺，目前项目已经进入版图设计。5.期刊论文一种红外传感器阵列探测方法的研究-传感器与微系统2009,28(9)根据热释电红外传感器的工作原理和特性,设计了一种红外传感器信号的采集探测实验方法.由于敏感元件在传感器阵列的四面,故设计圆周运动的探测方法.实验结果证明:本探测方法与采集系统采集红外信号良好,实验方法具有重要实用价值.6.期刊论文张道德基于红外线的数字式浑浊度传感器设计-光电子技术2004,24(4)设计了一种有效的浑浊度光电检测电路,实现了浑浊度的数字输出.通过对红外线发射管施加脉冲信号源实现对红外信号的调制,在接收端通过选频电路实现有用红外信号的解调,有效地消除了环境中噪声红外信号的干扰.浑浊度电压信号经A/D转换后由AT89C2051单片机的串行口提供RS-232及TTL两种接口标准输出.7.学位论文曾宏博一种热释电红外探测器专用控制芯片的设计2006本文介绍了组成热释电红外探测器的三大部件：热释电红外传感器、菲涅耳透镜、专用控制芯片的结构和原理，并提出了一种0.6μm1P1MN-wellCMOS工艺专用控制芯片的设计方案。这款芯片是一款数模混合芯片，包括模拟信号处理(含模数接口模块)和数字信号处理两大模块，完整实现对红外信号的接收、放大、处理、控制，产生有效数字电平驱动继电器、可控硅等负载，应用于自动灯等多种场合。在芯片模拟电路中，分析了MOS管的亚阈值模型，设计了工作于亚阈值区的自举偏置电流源，其电流几乎不受电源和温度波动的影响且值很小，偏置整个模拟电路，降低功耗。同时利用PNP晶体管发射结电压的负温度特性和发射结差值电压的正温度特性设计了一个带隙基准电压源。此带隙基准电压源本身作为热释电红外传感器的电源电压，同时分压提供双限电压比较器的上限电平和下限电平以及第二级带通滤波放大器的直流电平。两级带通滤波放大器对热释电红外传感器采集人体的微弱小信号进行交流放大和直流电平的转换，并根据频率对噪声和干扰进行过滤。双限电压比较器是通过窗口宽度在幅度上对噪声和干扰进行屏蔽。在芯片的数字电路中，设计了外部RC环节配合片内环振构成的振荡电路，提供系统时钟、延迟时钟的振荡脉冲。系统时钟电路分出多个同步频率，以提供不同数字子电路的同步时钟。片内集成的上电复位电路保证系统上电后有初始零态并能自行启动。CDS传感器信号处理电路对白天的红外信号进行屏蔽。过零检测电路保证了输出信号零点同步驱动可控硅，降低电源污染。模式选择电路、内建自测试电路预留在片内，便于以后进行功能的扩展。控制和输出电路确保各个控制信号、驱动信号、输出信号的动作准确，实现芯片的丰富功能。HSPICE和Foundation软件仿真的结果显示，带隙基准电压源为3.126V，电源电压抑制比为65dB，温度系数为23ppm/℃；带通滤波放大部分增益为73dB，带通频率为0.1Hz～10Hz；双限电压比较器窗口为700mV，功能良好，数字电路时序正确，功能正常。芯片总体性能达到了设计的要求。8.期刊论文屈安东.张自红.QUAn-dong.ZHANGZi-hong基于CC1110的一种智能报警器的设计与实现-红河学院学报2009,7(2)给出一种基于CC1110型单片机的红外、微波和软件智能报警器的设计方法,该系统采用红外RE200B和2.4GHz的微波做传感器,用CC1110采集信号并做智能化处理,使系统的可靠性大为增强.阐述了系统的设计和工作原理,并给出了实测数据.可广泛应用于家居和办公环境的安防报警系统.9.学位论文宋立羰基金属红外化学传感器的合成及其阴离子识别2009本文以1，3-二苯基脲和1-甲基-3-苯基脲为识别基团，羰基铬为报告基团，采用金属配位反应，合成了一类以红外信号报告的阴离子化学传感器。通过核磁、红外、质谱、元素以及单晶分析对络合物进行了结构表征。金属羰基的强吸电子作用以及对有机共轭结构的空间位阻效应导致合成结构识别选择性及其溶解性均得到改善。红外FT—IR光谱表明，合成羰基金属红外化学传感器在有氢键竞争的质子型溶剂中对醋酸阴离子显示出很高的选择识别性能，并可以通过络合物的红外羰基峰变化对络合物与目标客体的结合情况进行跟踪监测。合成羰基金属红外化学传感器对醋酸阴离子的选择性识别以及乙醇分子的结合能力在紫外可见光谱滴定分析中得到进一步证实，并提出合成的红外化学传感器对醋酸阴离子和乙醇共存体系中的竞争识别机理，同时证明了扩大有机共轭结构有利于提高对醋酸阴离子的识别选择性。10.期刊论文杨靖.董永贵.王东生.YANGJing.DONGYong-gui.WANGDong-sheng利用热释电红外信号进行人体动作形态识别-仪表技术与传感器2009,(z1)利用配置有菲涅尔透镜的热释电红外探测器接收人体发出的红外辐射,通过采集、分析探测器输出模拟信号的时、频域特征,提取人体动作形态的信息.对人体原地踏步、跳跃等动作形态进行了实验.实验结果表明,探测信号中所包含的人体动作信息与探测距离的关系不大.通过分析信号的时、频域特征,可很好地提取出人体踏步、原地跳跃等运动特征.在此基础上,设计了一种快速寻峰检测算法,实现了一套可以实时监测人体踏步、原地跳跃等动作形态的实验系统.引证文献(1条)1.张羽鹏.王开福红外技术在测速中的应用[期刊论文]-红外技术2008(11)本文链接：授权使用：太原科技大学(tykjdx)，授权号：33016d0c-c2ee-425f-abef-9de901264c95下载时间：2010年9月6日