biss0001被动式红外报警器G.doc

大庆师范学院
自动检测技术课程设计报告
设计课题: 热释电报警器的制作
学生姓名:
学号:
学院: 物理与电子信息工程学院
专业:
班级:
日期: 2010年 10月 20日—2010年 11月 20日
指导教师: 齐凤河
目录
前言 1
设计方案 2
方案论证与选择 2
1 被动式红外报警器的基本原理 3
2 主要器件的原理特性 4
Biss0001的基本原理 4
Biss0001的特点 6
Biss0001的工作电压 7
3 热释电红外传感器 8
4 菲涅尔透镜 10
5 被动式红外报警器的系统方案 11
6 被动式红外报警器的系统设计 12
热释电连接 12
完整电路图 12
7 结论 13
参考文献 16
附录A 设计仪器 17
附录B 元器件列表 17
前言
随着时代的不断进步,人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求,尤其是在家居安全方面,不得不时刻留意那些不速之客。现在很多小区都安装了智能报警系统,因而提高了小区的安全程度,有效保证了居民的人身财产安全。由于红外线是不可见光,有很强的隐蔽性和保密性,因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。此外,在电子防盗、人体探测等领域中,被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。
目前国内使用的各类防盗、保安报警器基本都是以超声波、主动式红外发射、接收以及微波等技术为基础。而这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件——热释电红外传感器,这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线,并将其转变为电压信号,同时,它还能鉴别出运动的生物与其它非生物。热释电红外传感器既可用于防盗报警装置,也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域。用它制作的防盗报警器与目前市场上销售的许多防盗报警器材相比,具有如下特点:
●不需要用红外线或电磁波等发射源
●灵敏度高、控制范围大
●隐蔽性好、可流动安装
设计方案
方案一
运用Biss0001和红外传感器信号处理器与热释电红外传感器作为主要元器件进行设计。
方案二
运用多级运放LM741与红外传感器信号处理器与热释电红外传感器作为主要元器件进行设计。
方案论证与选择
BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。它配以热释电红外传感器和少量外接元器件即可构成被动式热释电红外开关,故能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置,特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道等敏感区域,或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。BISS001的主要功能如下:1、为CMOS数模混合专用集成电路;2、具有独立的高输入阻抗运算放大器,可与多种传感器匹配进行信号处理;3、带有双向鉴幅器,可有效抑制干扰;4、内设延迟时间定时器和封锁时间定时器;5、结构新颖,稳定可靠,调解范围宽;6 、内置参考电压,工作电压范围为2~6V。
相对于运用LM7451的多级运放,Biss0001的运用就是对电路的简化与集成,实用效果好,使用方便,所以根据这些特点选择方案一。
1、被动式红外报警器的基本原理
热释电红外线传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。热释电内部的热电元由高热电系数的材料做成,其极化随温度的变化而变化。当已极化的热电晶体薄片受到辐射热时候,薄片温度升高,极化强度下降,表面电荷减少,相当于释放一部分电荷,故名热释电。为了抑制因自身的温度而产生的干扰,它在工艺上将两个特征一致的热电元件反向串联或者接成差动平衡电路的方式,因而能以非接触的形式检测出物体放出的红外线能量的变化,并将其转换为电信号输出。
热释电能以非接触的形式检测出人体辐射出来的红外线能量的变化,并将其转换为电压信号输出。将这个电压信号加以放大,便可驱动各种控制电路,如做电源开关控制、防盗防火报警等。
热释电可以组成被动式红外报警系统。该系统主要由光学系统,热释电红外传感器,信号处理部分组成。光学系统主要是一个菲涅尔透镜组成对于辐射到热释电红外传感器的红外辐射,可以通过安装在传感器前面的这个菲涅尔透镜将其聚焦后加在传感器的探测元上,同时产生交替变化的红外辐射的高灵敏区和盲区,以适应热释电探员要求信号不断变化的特性,从而使传感器输出电压信号。而热释电红外传感器是被动式红外报警的核心器件,它可以将人体的红外信号转化为电信号,以供信号处理部分使用。信号处理部分是对热释电传过来的信号进行滤波,放大和比较,为报警功能的实现打下基础。
2、主要器件的原理特性
Biss0001的基本原理
图1为BIS0001红外传感器信号处理器的原理框