【定稿】热释电红外双鉴器的入侵报警系统设计方案_可行性方案

多普勒微波传感器应用雷达定理传送低功率微波信号并接收物体反射回来的能量。

若微波运动传感器检测到物体的运动，其反射的微波频率将产生偏移，这种偏移的微波与发射的微波相混合，从而在输出端产生低频电压。

内置的多普勒效应收发机模块利用介质谐振振荡器和微带接插天线技术实现了低电流消耗高温稳定性高可靠性和扁平外形。

传感器模块的体积为，重克。

这种传感器模块适用于无接触运动和探测应用，如自动门激活侵入报警汽车警报器自动点火控制及交通道路监控。

无接触无需接触物体操作。

无磨损，无裂痕。

低环境敏感性不受热度周围环境噪音湿度气流灰尘影响，适合恶劣的环境。

无障碍可以透视非金属材料，如木头塑料玻璃砖等。

可以隐藏或完全封装来防止破坏。

安全能量辐射大大低于准则，人们不易发觉。

长测程监测运动的范围超过。

鉴于传感器信号处理技术目标范围和反射率，测程可以更长。

表芯片参数列表参数注释最小值典型值最大值单位中心频率辐射功率杂波抑制建立时间接收信号强度噪声输出天线方向图方位天线方向图俯仰电源电压电源电流脉冲重复频率脉冲宽度操作温度重量注释辐射功率符合标准注释接受信号强度在的双向传输衰减条件下测得。

注释噪声电压测量条件屏蔽箱中输出带宽。

注释脉冲操作模式。

模块连接三极管节电源电阻接双鉴器模块的脚电阻接微波信号处理模块中的集电极。

输出信号处理模块功能把输出的反应物体移动的低频信号选通输出，并对信号采样保持，保证信号的连续和完整。

由及其它部件组成的低通放大电路把的输出放大，在的脚输出。

并送到双鉴器模块的脚。

可调电阻用于调整级放大器的增益，调整的大小可以调整探测距离。

电路设计图输出信号处理模块原理图只在起作用期间导通，把输出的反应物体移动的低频信号选通输出，为采样保持电路，保证信号的连续和完整。

由组成的低通放大电路把的输出放大，在的脚输出。

可调电阻用于调整级放大器的增益，调整的大小可以调整探测距离。

模块连接的集电极接微波探测器输出端电阻接双鉴器模块的脚。

热释电红外探测模块功能接收监测范围内物体的红外辐射，并将接收到的信号转化为电信号，输送到下级信号处理模块。

电路设计图热释电红外探测模块原理图热释电红外效应在自然界，任何高于绝对温度的物体都将产生红外光谱，不同温度的物体，其释放的红外能量的波长是不样的，因此红外波长与温度的高低是相关的。

热释电效应是指如果使些强介电质材料如钦酸钡钦错酸铅等的表面温度发生变化，则随着温度的上升或下降，材料表面发生极化，即表面上就会产生电荷的变化，从而使物质表面电荷失去平衡，最终电荷变化将以电压或电流形式输出在热释电红外探测器中有两个关键性的元件，个是热释电红外传感器。

能将红外信号变化转变为电信号，并能对自然界中的白光信号具有抑制作用。

另个是菲涅尔透镜，菲涅尔透镜是种由塑料制成的特殊设计的光学透镜，它用来配合热释电红外线传感器，以达到提高接收灵敏度。

用菲涅尔透镜配合放大电路将信号放大，就可以检测处人的活动。

热释电人体红外线传感器的基本结构和原理热释电人体红外线传感器由敏感单元阻抗变换器和滤光窗等三大部分组成。

敏感单元对不同的传感器来说，敏感单元的制造材料有所不同。

这些材料做成很薄的薄片，每片薄片相对的两面各引出根电极，在电极两端则形成个等效的小电容。

因为这两个小电容是做在同硅晶片上的，而它们形成的等效小电容能自身产生极化，极化的结果是，在电容的两端产生极性相反的正负电荷。

但这两个电容的极性是相反串联的。

这正是传感器的独特设计之处，因而使得它具有独特的抗干扰性。

传感器没有检测到人体辐射出的红外线信号时，由于自身产生极化，在电容的两端产生极性相反电量相等的正负电荷，而这两个电容的极性是相反串联的，所以，正负电荷相互抵消，回路中无电流，传感器无输出。

当人体静止在传感器的检测区域内时，照射到上的红外线光能能量相等，且达到平衡，极性相反能量相等的光电流在回路中相互抵消。

传感器仍然没有信号输出。

同理，在灯光或阳光下，因阳光移动的速度非常缓慢，上的红外线光能能量仍然可以看作是相等的，且在回路中相互抵消再加上传感器的响应频率很低般为，即传感器对红外光的波长的敏感范围很窄般为，因此，传感器对它们不敏感。

当环境温度变化而引起传感器本身的温度发生变化时，因做在同硅晶片上的，它所产生的极性相反能量相等的光电流在回路中仍然相互抵消，传感器无输出。

从原理上讲，任何发热体都会产生红外线，热释电人体红外线传感器对红外线的敏感程度主要表现在传感器敏感单元的温度所发生的变化，而温度的变化导致电信号的产生。

环境与自身的温度变化由其内部结构决定了它不向外输出信号而传感器的低频响应般鉴探测器的专用控制芯片。

的主要性能参数如下工作电压适用温度范围储藏温度工作频率消耗电流小于输入电压输出电压表双鉴器的引脚功能表管脚号管脚名称功能输出，串接限流电阻输出，串接限流电阻红外信号输入端微波信号输入端电源负极参考电压输入外接上拉电阻外接下拉电阻模式选择输入模式选择输入外接存储器数据输入外接存储器数据输出外接存储器时钟微波电源脉冲输出输出，串接限流电阻电源正极输入内部振荡器输出内部振荡器输入外接存储器片选，高有效报警控制信号输出表双鉴器的模式选择采用引脚封装，图是其引脚排列图。

各引脚功能如表所列。

图的引脚排列图模式选择有三种工作模式分别为单红外单微波和双鉴模式，它们可用和脚来设定。

具体设置如表所示外部存储器说明芯片只有后缀为或才具有外接存储器功能。

且后缀为或时必须外接存储器而如果后缀为或，则外接存储器引脚应当悬空。

的直流电气特性表所列是的直流电气特性参数。

它们的测试条件为。

工作模式管脚符合单红外单微波双鉴低高高高低高表的直流电气特性参数列表符号特性条件最小典型最大单位输入漏电流，输入高电平输入低电平时钟输入高电平时钟输入低电平输出高电平输出低电平工作电流模拟电压输入，模块连接芯片引脚接输出端引脚接输出端引脚接微波探测器模块输入端。

系统调试调试主要是针对硬件设备，根据需要监控的范围，合理确定探测器的敏感距离调节放大器的增益，使得输出有效信号时足以触发下级电路。

将探测器安装在监测区合理位置，然后将微波探测器输入到第脚引线和红外探测器输入到第脚的信号接到双踪示波器上，让人在监视边沿位置来回走动，调节可变电阻，使得微波探测器的探测距离达到预定目标。

根据数两路输出信号的幅值，调节放大器的增益，至输出合适的电平或脉冲幅值。

系统功能和指标参数报警系统的功能及工作过程功能当有人或其它物体入侵到监测范围内时，和同时点亮，报警声音响起。

工作过程当有人或其它物体入侵到监测范围内时，微波多普勒探测器发出的微波信号经目标反射后与入射波合成另频率的微波信号，微波探测器检测的这信号后，输出的脉冲信号，经采样保持，放大后输出到的第四引脚。

同时红外探测器也检测到不同于环境温度的红外辐射，经芯片内部电路的比较和延时后输出端输出高电平，在放大后输入的第三引脚。

在两路探测信号的激励下，引脚，输出高电平，驱动报警信号灯点亮，同时引脚输出高电平，驱动三极管导通，引发继电器吸合，报警信号响起。

系统指标参数微波探测器对径向运动特别敏感，探测有效距离达米，可覆盖平方米的空间红外探测器对垂直方向物体十分敏感，在室内探测距离可达米，覆盖平方米的空间两中探测器综合起来使用，可对平方米范围内实施有效稳定的监控报警。

本系统允许环境温度为设计总结小结本次设计用了两种先进的探测技术，组成个稳定性高，可靠性好的综合性入侵监测报警系统。

通过这次设计，理解并掌握了微波多普勒探测器及热释电红外探测器的原理，基本掌握了简单的报警系统的设计通过设计中资料的查找也了解了探测技术发展的历史及现状，这对以后从事此项工作有莫大的帮助。

系统完善及改进本系统采用双探测器报警方式，虽然可靠性与稳定性都很好，但也存在缺陷。

比如停电后，该系统将陷于瘫痪，不起任何作用还有就是警报响起后，由于些人为或不可预料的事件而引起值班人员没有听到报警等等，这些将会给用户带来巨大的损失。

为弥补这种缺陷，可在系统中加入应急稳压电源和单片机控制器，当断电后，系统迅速切换到应急电源，给维修人员提供抢修的时间。

报警响起后有单片机驱动相关电路，通过电话线路自动拨号报警。

这样风险将大大降低，系统更见安全可靠。

参考文献陈永甫红外探测与控制电路人民邮电出版社，康华光电子技术基础模拟部分高等教育出版社，方大千鲍俏伟实用电子控制电路国防工业出版社，何希才常用电子电路电子工业出版社，附录防盗报警系统设计原理图伏继电器目录前言总体方案设计方案比较方案论证方案选择单元模块设计微波多普勒探测模块输出信号处理模块热释电红外探测模块的输出信号处理模块双鉴探测器模块系统调试系统功能和指标参数报警系统的功能及工作过程系统指标参数设计总结小结系统完善及改进参考文献附录防盗报警系统设计原理图前言随着信息技术及传感器技术的普及和发展，尤其是跨入新世纪后，保密探测技术得到了迅猛的发展，微波多普勒红外探测技术已渗透到国民经济的各行各业和人们日常生活的方方面面，在工业自动化生产过程控制通信红外制导激光武器电子对抗环境监测红外加热安全防范家用电器控制及日常生活各个方面都得到了广泛的应用。

本论文主要谈了红外技术和微波多普勒效应在防盗报警系统中的应用。

防盗报警装置或系统种类繁多，大体上可分为微型小型中型和大型四种电子防盗报警装置或系统。

微型装置主要指用与个人防护或单个物体监护的电子装置，功能单，体积小小型装置或系统主要用于点防范或单间房的监护中型装置或系统用于商店库房银行庭院等的监护和防范，可对多个点面进行探测和监控，特点面上的所有入侵信号和监控信号都汇集到个主控中心，构成个统的监控网络大型报警系统通常是个综合安全防范系统，它不仅有入侵防盗的功能，还有防火防爆和安全检查等功能。

它的传感头或探测器分别置于各监测面的必经道口或要害，采用多种探测或传感方式，实现点面三维空间联合防护。

每个探测点发出的警告信号均汇集到报警控制中心，控制器采用大容量的，使信号和控制实现计算机总线控制，对来自各探测点或