[畢業(yè)設(shè)計(jì)精品]人體紅外線感應(yīng)報(bào)警器

1、 編號 畢業(yè)論文題 目人體紅外線感應(yīng)報(bào)警器學(xué)生姓名學(xué) 號系 部電子工程系專 業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)班 級指導(dǎo)教師顧問教師【姓名】 【專業(yè)技術(shù)職務(wù)】2012年九月摘要該報(bào)警器能探測人體發(fā)出的紅外線，由紅外線傳感器、信號放大電路、電壓比較器、延時(shí)電路和音響報(bào)警電路等組成。當(dāng)人進(jìn)入報(bào)警器的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)，即可發(fā)出報(bào)警聲，適用于家庭、辦公室、倉庫、實(shí)驗(yàn)室等比較重要場合防盜報(bào)警。概述了紅外輻射的知識、熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理。利用熱釋電紅外傳感器設(shè)計(jì)了一種被動式紅外報(bào)警電路,分析了該電路的功能和工作原理。熱釋電紅外傳感器具有很多的優(yōu)點(diǎn),在防盜、警戒等裝置中應(yīng)用較廣。關(guān)鍵詞：紅外線 熱釋電效應(yīng) 菲涅爾透鏡目

2、錄摘要目錄第一章：緒論1.1 設(shè)計(jì)概述1.2 設(shè)計(jì)背景1.3 設(shè)計(jì)要求1.4 設(shè)計(jì)意義第二章：方案設(shè)計(jì)與研究2.1 設(shè)計(jì)過程2.2 方案選定第三章：紅外線傳感器的概述3.1 紅外線傳感器3.2 紅外線傳感器的特點(diǎn)3.3 主要特性第四章：lm358芯片4.1 lm358概述4.2 芯片特點(diǎn)4.3 電氣特性4.4 典型電路第五章：lm393芯片5.1 lm393概述5.2 芯片特點(diǎn)5.3 電氣特性5.4 典型電路第六章：電路設(shè)計(jì)6.1 紅外線傳感器6.2 信號放大電路6.3 電壓比較器6.4 音響報(bào)警電路6.5 延時(shí)電路6.6 12v電源電路6.7 紅外線感應(yīng)報(bào)警電路第七章：總結(jié)和展望致謝參考文獻(xiàn)

3、附表1 元件清單附表2 電路原理圖第一章 緒論1.1設(shè)計(jì)概述本設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師給定課題的基礎(chǔ)上經(jīng)過分析利用紅外線傳感器探測人體輻射出的紅外線信號原理設(shè)計(jì)出來的人體紅外線感應(yīng)報(bào)警器。內(nèi)容廣泛，靈活應(yīng)用。課題利用lm386功放、lm393比較強(qiáng)芯片，以及紅外線傳感器原理設(shè)計(jì)而成的典型電路。1.2 設(shè)計(jì)背景該報(bào)警器能探測人體發(fā)出的紅外線，當(dāng)人進(jìn)入報(bào)警器的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)，即可發(fā)出報(bào)警聲，適用于家庭、辦公室、倉庫、實(shí)驗(yàn)室等比較重要場合防盜報(bào)警。1.3 設(shè)計(jì)要求1熟悉電路的工作原理；2掌握該電路中元器件的識別方法；3掌握電路的調(diào)試方法；4熟悉電路簡單的故障分析方法；5論文符合其格式、字?jǐn)?shù)的基本要求，內(nèi)容要求充

4、實(shí)、作圖嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范等。1.4 設(shè)計(jì)意義 加強(qiáng)對一些無人場所的防盜報(bào)警，以及對一些危險(xiǎn)地帶生命跡象的探測。第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與研究2.1設(shè)計(jì)過程整個(gè)電路設(shè)計(jì)可分為以下幾個(gè)單元電路：紅外線傳感器、信號放大電路、電壓比較器、延時(shí)電路和音響報(bào)警電路等。2.2方案選定人體紅外線感應(yīng)報(bào)警器電路是由紅外線傳感器、信號放大電路、電壓比較器、延時(shí)電路和音響報(bào)警電路等組成。第三章 紅外線傳感器概述3.1 紅外線傳感器紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測元件和轉(zhuǎn)換電路。光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可分為透射式和反射式兩類。檢測元件按工作原理可分為熱敏檢測元件和光電檢測元件。熱敏元件應(yīng)用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時(shí)溫度

5、升高，電阻發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電信號輸出。光電檢測元件常用的是光敏元件，通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、砷化銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料制成。3.2 紅外線傳感器的特點(diǎn)紅外線又稱紅外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度，都能輻射紅外線。紅外線傳感器測量時(shí)不與被測物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。紅外線傳感器常用于無接觸溫度測量，氣體成分分析和無損探傷，在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如采用紅外線傳感器遠(yuǎn)距離測量人體表面溫度的熱像圖，可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位，及時(shí)對疾病進(jìn)行診斷治療；利用人造衛(wèi)星

6、上的紅外線傳感器對地球云層進(jìn)行監(jiān)視，可實(shí)現(xiàn)大范圍的天氣預(yù)報(bào)；采用紅外線傳感器可檢測飛機(jī)上正在運(yùn)行的發(fā)動機(jī) 的過熱情況等。3.3 主要特性 l 高靈敏度：400c/750f或 250c / 480 f l 紅外光譜： 1至 3 m l 由自監(jiān)測功能實(shí)現(xiàn)數(shù)字式控制 l 無需光學(xué)調(diào)整 l 使用維護(hù)方便 l 專為鋼鐵工業(yè)惡劣的工作環(huán)境設(shè)計(jì)，光電子電路放置于重型外殼中(ip66) l 設(shè)有空氣吹掃裝置和水冷卻系統(tǒng) l 提供連接器和帶有不銹鋼辮型編織保護(hù)層的電纜 第四章 lm358芯片4.1 lm358概述lm358 內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源

7、使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場合。4.2 芯片特點(diǎn)l 內(nèi)部頻率補(bǔ)償。 l 直流電壓增益高(約100db) 。 l 單位增益頻帶寬(約1mhz) 。 l 電源電壓范圍寬：單電源(330v)；雙電源(1.5一15v) 。 l 低功耗電流，適合于電池供電。 l 低輸入偏流。 l 低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流。 l 共模輸入電壓范圍寬，包括接地。 l 差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍。 l 輸出電壓擺幅大（0至vcc-1.5v) 4.3電氣特性l 輸入偏置電流45 nal 輸

8、入失調(diào)電流50 nal 輸入失調(diào)電壓2.9mvl 輸入共模電壓最大值vcc1.5 vl 共模抑制比80dbl 電源抑制比100dbl 8腳:電源vccl 4腳:接地l 1、7腳：輸出端l 3、5腳：同相輸入端l 2、6腳：反相輸入端4.5 典型電路第五章 lm393芯片5.1 lm393概述lm393 為雙電壓比較器，lm393 系列由兩個(gè)偏移電壓指標(biāo)低達(dá) 2.0 的獨(dú)立精密電壓比較器構(gòu)成。該產(chǎn)品采用單電源操作設(shè)計(jì)，且適用電壓范圍廣。該產(chǎn)品也可采用分離式電源，低電耗不受電源電壓值影響。本品還有一個(gè)特點(diǎn)是，即使是在單電源操作時(shí)，其輸入共模電壓范圍也包括接地。lm393 系列可直接與 ttl 及

9、cmos 邏輯電路接口。無論時(shí)正電源還是負(fù)電源操作，當(dāng)?shù)碗姾谋葮?biāo)準(zhǔn)比較器的優(yōu)勢明顯時(shí)，lm393 系列便與 mos 邏輯電路直接接口。5.2 芯片特點(diǎn)l 工作電源電壓范圍寬，單電源、雙電源均可工作，單電源：236v，雙電源:118v；l 消耗電流小，icc=0.8ma；l 輸入失調(diào)電壓小，vio=2mv；l 共模輸入電壓范圍寬，vic=0vcc-1.5v；l 輸出與ttl，dtl，mos，cmos 等兼容；l 輸出可以用開路集電極連接“或”門；5.3 電氣特性l 8 腳：電源l 4 腳：電源l 1 腳：比較器 a 輸出l 2腳：比較器 a 反相輸入l 3 腳：比較器 a 同向輸入l 5 腳：比

10、較器 b 同向輸入l 6 腳：比較器 b 反相輸入l 7 腳：比較器b輸出。5.4 典型電路第六章 電路設(shè)計(jì)6.1紅外線傳感器紅外線傳感器ic1采用進(jìn)口器件q74，波長為910um。一般人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會發(fā)出特定波長10um左右的紅外線。ic1探測到前方人體輻射出的紅外線信號時(shí)，由ic1的腳輸出微弱的電信號進(jìn)入放大電路，經(jīng)過放大比較之后可以蜂鳴器發(fā)出響聲。6.2 信號放大電路 圖1信號放大電路如圖1，vt1和運(yùn)算放大器lm358等組成放大電路，由ic1的腳輸出微弱的電信號，經(jīng)三極管vt1等組成第一級放大電路放大，再通過c2輸入到運(yùn)算放大器ica中進(jìn)行高增益、低噪聲放大，此

11、時(shí)由 ic2a腳輸出的信號已足夠強(qiáng)，輸入電壓比較電路。6.3 電壓比較器 圖2電壓比較器如圖2，ic2b和vd2等作電壓比較器，ic2b的第腳由r10、vd1提供基準(zhǔn)電壓，當(dāng)ic2a腳輸出的信號電壓到達(dá)ic2b的腳時(shí)，兩個(gè)輸入端的電壓進(jìn)行比較， 此時(shí)ic2b的腳由原來的高電平變?yōu)榈碗娖健?.4 音響報(bào)警電路 圖3如圖3，ic4a lm393為報(bào)警延時(shí)電路，r14和c6組成延時(shí)電路，其時(shí)間約為1分鐘。當(dāng)ic2b的腳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，c6通過vd2放電，此時(shí)ic4的腳變?yōu)榈碗娖剿cic4的腳基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)它低于其基準(zhǔn)電壓時(shí)，ic4的腳變?yōu)楦唠娖剑瑅t2 導(dǎo)通，訊響器bl通電發(fā)出報(bào)警聲。人體的紅外

12、線信號消失后，ic2b的腳又恢復(fù)高電平輸出，此時(shí)vd2截止。由于c6兩端的電壓不能突變， 故通過r14向 c6緩慢充電，當(dāng)c6兩端的電壓高于其基準(zhǔn)電壓時(shí)，ic4的腳才變?yōu)榈碗娖剑瑫r(shí)間約為1分鐘，即持續(xù)1分鐘報(bào)警。 6.5 延時(shí)電路圖4如圖4，由vt3、r20、c8組成開機(jī)延時(shí)電路，時(shí)間也約為1分鐘，它的設(shè)置主要是防止使用者開機(jī)后立即報(bào)警，好讓使用者有足夠的時(shí)間離開監(jiān)視現(xiàn)場，同時(shí)可防止停電后又來電時(shí)產(chǎn)生誤報(bào)。該裝置采用912v直流電源供電，由t降壓，全橋u整流，c10濾波，檢測電路采用ic3-78l06供電。本裝置交直流兩用，自動無間斷轉(zhuǎn)換。6.5 12v電源電路由功率為12v 5w的變壓器，電

13、橋等組成，為報(bào)警電路提供12v的電壓源。 如圖56.6 紅外線感應(yīng)報(bào)警電路 圖 6第七章 總結(jié)與展望把論文結(jié)束的瞬間，覺得自己又回到了在學(xué)校學(xué)習(xí)，拿著書本翻閱資料，不懂的會追根究底，雖然沒有那么多的時(shí)間將問題深思熟慮，考的不周全，學(xué)習(xí)的感覺很棒，吸收知識很充實(shí)。經(jīng)過半個(gè)月的打理，畢業(yè)設(shè)計(jì)總歸完成了。我喜歡設(shè)計(jì)，這是我三年大學(xué)生活對我作出的努力的體現(xiàn)。就這樣，我是積極地去做我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)中所闡述的僅僅是一種簡易的紅外線感應(yīng)報(bào)警器電路設(shè)計(jì)。我是一個(gè)追求創(chuàng)新的人，大學(xué)里我一半的學(xué)習(xí)成果來自于課堂，另一半來自于我的課外閱讀，我喜歡閱讀搜索一些電子方面的材料，自學(xué)過cadence電路設(shè)計(jì)，avr單

14、片機(jī)，pic單片機(jī)，photoshop等，現(xiàn)在準(zhǔn)備學(xué)習(xí)arm嵌入式系統(tǒng)以及msp430單片機(jī)，總結(jié)下來，我自學(xué)的只是一點(diǎn)皮毛，膚淺的東西，苦于沒有指導(dǎo)老師。本來還興奮的思考著，工作兩年以后考研呢，現(xiàn)在覺得有點(diǎn)天方夜譚了，呵呵，下面還是談?wù)勗O(shè)計(jì)吧。 總之，不論工作還是學(xué)習(xí)，都要理論聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用相關(guān)的理論知識，通過對電路原理的介紹和探究，得出其制作方案與實(shí)踐應(yīng)用原理，并重點(diǎn)研究了其相關(guān)的核心技術(shù)和應(yīng)用理論。相信，在現(xiàn)實(shí)生活中該理論一定能得到很好的應(yīng)用和更為廣闊的發(fā)展。一開始做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)那才叫新鮮啊，所以我很積極，課題下來一周后，我完成了第一版本，可想而知，含金量太低，太老套，沒有創(chuàng)新的觀點(diǎn)，所以

15、我選擇放棄這一個(gè)版本，之后我便開始追求我所謂的創(chuàng)新畢業(yè)設(shè)計(jì)，也就是在課題的基礎(chǔ)上發(fā)揮一下，呵呵。還有，就是之前覺得吧，畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，只要有點(diǎn)專業(yè)基礎(chǔ)就會很簡單，但現(xiàn)在才發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高，同時(shí)學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)，而自己需要學(xué)習(xí)的東西還有很多。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我也上網(wǎng)查閱了許多資料，掌握了科技文獻(xiàn)的檢索方法，大大提高了自己獲得新知識，新信息的能力。我也深深的體會到，實(shí)踐必須在充分理解電路原理的基礎(chǔ)上，才能做到目標(biāo)明確，操作準(zhǔn)確。反過來，分析調(diào)

16、試過中的得失，能加深對理論的理解。我也將許多遺忘的知識又給溫習(xí)了。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。 本課題在選題及研究過程中得到李思政老師悉心指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助。李老師為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓思路使我可以順利完成設(shè)計(jì)。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！致 謝時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)。人最寶貴的年華有幾個(gè)三年，在這里我度過了讓我真正成長成熟的三年，記得剛進(jìn)學(xué)校是我是多么的無助與陌生，三年的異地大

17、學(xué)生活使我變的成熟，堅(jiān)強(qiáng)和獨(dú)立。感謝我的所有任課老師，他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、認(rèn)真講解，他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。三年的大學(xué)生活中，它們不管在生活還是學(xué)習(xí)上都給我很大的幫助，讓我從靦腆的小男孩變成能獨(dú)立面對社會的畢業(yè)生。首先向跟隨我們?nèi)甑陌嘀魅巫T偉東老師致以最誠摯的感謝，他不僅是我的老師，更是我的益友，在我的三年大學(xué)生活中他不僅給予我們學(xué)習(xí)上的幫助還給我生活上很多幫助，鍛煉我的各方面能力，使我步入社會時(shí)能很快很好的融入。還要感謝的是在我平時(shí)學(xué)習(xí)中給我很大幫助的老師們，他們淵博的知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)，讓我不僅學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識，還教會了我如何做人，面對問題養(yǎng)成了沉著冷靜，努力解決

18、。上班了，面對自己不熟悉的環(huán)境，我要適應(yīng)，上班了沒有很多的時(shí)間看書，更沒有多少時(shí)間來做畢業(yè)設(shè)計(jì)，在我現(xiàn)在做這個(gè)設(shè)計(jì)時(shí)，離我離開學(xué)校有半年多了，很多知識我們已經(jīng)忘掉了，在這里我要感謝李思政老師，在百忙之中抽出時(shí)間輔導(dǎo)我，幫助我做畢業(yè)設(shè)計(jì)輔導(dǎo)，使我節(jié)省和很多時(shí)間，順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。最后要感謝的是我的父母，因他們的給予我才能在這校園里完成我的大學(xué)夢想，使我的人生閱歷提高，增長見識，提高了自己個(gè)方面的素質(zhì)和涵養(yǎng)。也要感謝我的同學(xué)。，因?yàn)槲覀儓F(tuán)結(jié)我們才能高效的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在未來的日子里，我會更加努力的學(xué)習(xí)和工作，不辜負(fù)父母對我的殷殷期望！我一定會好好孝敬和報(bào)答他們！在論文即將完成之際，我的心情無法平靜

19、，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！參考文獻(xiàn)電子技術(shù)基礎(chǔ).西安交通大學(xué),2008.8 40-55pic單片機(jī)原理與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社2010.1 19-3951單片機(jī)及其c語言程序開發(fā)實(shí)例.清華大學(xué)出版社.2008.12 (完整)李平、李亞榮、關(guān)天民.isd1420的高響度語音電路設(shè)計(jì).大連交通大學(xué),2005.1唐明道.楊林武.isd1420單片語音錄放電路應(yīng)用.電子技術(shù)雜志1998附錄1 元件清單編號名稱型號數(shù)量編號名稱型號數(shù)量r1電阻47k1c10電解電容470u/25v1r2電阻1m1c11滌綸電容0.1u1r3電阻

20、1k1vd1-vd5整流二極管in40015r4電阻4.7k1u全橋2a/50v1r5、r6、r9、r12、r13、r15電阻100k6vt1晶體三極管90141r7、r10、r11、r17電阻10k4vt2晶體三極管mpsa131r8、r16電阻300k2vt3晶體三極管80501r14電阻470k1ic1紅外線傳感器q741r18電阻2.4k1ic2運(yùn)算放大器lm3581r19電阻2201ic3比較器lm3931r20電阻560k1ic4三端穩(wěn)壓器78l061c1、c2、c6、c8、c9電解電容47u/16v5bl電磁訊響器u=12v1c3、c5電解電容22u/16v2t電源變壓器12v

21、5w1c4滌綸電容0.01u1s鈕子開關(guān)1c7電解電容220u/16v1附錄2 電路原理圖附錄3 源程序程序名： isd1402 語音芯片分段錄放音調(diào)試編寫人： 李典初寫時(shí)間： 2010年6月程序功能： 實(shí)現(xiàn)對isd1420 語音芯片的分段錄放音實(shí)現(xiàn)方法： 用定時(shí)器產(chǎn)生最小125ms的錄音長度值cpu說明： 89s51 24-pc 12mhz晶振修改日志：no.1-2010.6.10 增加了地址極限保護(hù)功能，防止錄音出錯。-*/;-初定義isddat equ p1 ;語音地址線keyred equ p3.3 ;錄音按鍵isdred equ p3.0 ;錄音使能（低有效）keyplayl equ

22、 p3.4 ;長放音鍵isdplayl equ p3.2 ;長放音使能keyplays equ p3.5 ;短放音按鍵isdplays equ p3.1 ;短放音使能keyset equ p3.6 ;xx equ p1.7 ;調(diào)試用燈stopin equ p3.7 ;放音停止脈沖輸入led1 equ p0 ;靜態(tài)數(shù)碼管第一位 ;數(shù)碼管顯示第一位（十位）led2 equ p2 ;靜態(tài)數(shù)碼管第二位 ;數(shù)碼管顯示第二位（個(gè)位）wram equ 20h ;錄音地址寄存器 ;數(shù)碼管顯示值寄存器wbit1 equ 21h ;放棄此次錄音寄存器;ww equ 22h ;wbit3 equ 23h ;-程序入

23、口org 0000hjmp isd_startorg 000bhjmp tt0org 0030h;-程序開始isd_start:mov r1,#8mov r0,#wramram1:mov r0,#0inc r0djnz r1,ram1setb isdplaylsetb isdredsetb isdplayssetb keysetmov r2,#3mov tmod,#01h ;定時(shí)計(jì)數(shù)器工作方式mov th0,#9eh ;初值（9e58h-25ms）mov tl0,#58h ;setb et0 ;開t0允許setb ea ;開總中斷mov isddat,#0ffhmov wram,#00hcal

24、l displaymov wbit1,#0loop: ;錄音部分jb keyred,n1call dl20msjb keyred,n1mov isddat,wrammov wbit1,wrammov wbit3,wramclr isdredsetb tr0 ;啟動定時(shí)器m0:jnb p1.6,m1 ;地址極限值保護(hù)jnb p1.7,m1jmp m2m1:jnb keyred,m0m2:setb isdredclr tr0n1: ;回放剛才錄音jb keyplayl,n2call dl20msjb keyplayl,n2mov isddat,wbit1clr isdplayscall dl60mssetb isdplaysn2: ;加地址功能，設(shè)定放音地址jb keyplays,n3call dl20msjb key