陳國鈞

（佛山市南海區(qū)金盾電子工程有限公司，廣東 佛山 528200）

0 引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)發(fā)展得越來越快，人們的安全防范意識也越來越強(qiáng)，因此紅外探測無線遙控?cái)?shù)顯防盜報(bào)警系統(tǒng)開始被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。此系統(tǒng)能夠及時(shí)報(bào)警，同時(shí)還能準(zhǔn)確地進(jìn)行定位，將數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊傳送給監(jiān)視主機(jī)，這樣一來，有關(guān)人員就能夠及時(shí)收到報(bào)警消息，防盜效率大大提高。未來，紅外探測技術(shù)將會(huì)朝著智能化、集成化以及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。本文將主要對紅外探測無線遙控?cái)?shù)顯防盜報(bào)警系統(tǒng)的原理以及技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行敘述。

1 紅外探測無線遙控?cái)?shù)顯防盜報(bào)警系統(tǒng)概述

紅外探測無線遙控?cái)?shù)顯防盜報(bào)警系統(tǒng)主要是利用紅外線光束進(jìn)行探測，當(dāng)紅外線光束被人或物遮擋住時(shí)，探測器就會(huì)發(fā)出信號，使發(fā)射機(jī)工作，而接收機(jī)收到來自發(fā)射機(jī)的信號，經(jīng)過有關(guān)電路進(jìn)行處理后，控制信號即被輸出，報(bào)警聲就會(huì)響起，值班人員就可以根據(jù)顯示器顯示的報(bào)警地點(diǎn)迅速采取有效措施。此系統(tǒng)還采用了數(shù)字編碼技術(shù)，這樣一臺主機(jī)就可以帶多臺報(bào)警分機(jī)，對多個(gè)報(bào)警點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行監(jiān)視。

2 紅外探測無線遙控?cái)?shù)顯防盜系統(tǒng)技術(shù)分析

2.1 熱釋電紅外傳感器

熱釋電紅外傳感器在檢測人體輻射的紅外線時(shí)，可以利用非接觸形式，除此以外，還能將其轉(zhuǎn)化成電壓信號，以便對運(yùn)動(dòng)的生物以及非生物進(jìn)行鑒別。熱釋電紅外傳感器除了可以用于防盜報(bào)警外，還能在遙測以及自動(dòng)控制中應(yīng)用。

2.1.1 熱釋電效應(yīng)的含義

在某些絕緣物質(zhì)中，溫度的變化會(huì)引起極化狀態(tài)改變的現(xiàn)象。當(dāng)一些晶體受熱時(shí)，在晶體兩端將會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相等而符號相反的電荷，這種由于熱變化而產(chǎn)生的電極化現(xiàn)象稱為熱釋電效應(yīng)。

2.1.2 熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)

熱釋電紅外傳感器通常使用PZT一類強(qiáng)介電材料，在其上、下表面設(shè)置電極，上表面覆以黑色氧化膜，若有紅外線間歇照射，表面溫度將會(huì)上升，材料內(nèi)部的原子排列就會(huì)發(fā)生變化，從而引發(fā)自發(fā)極化電荷，并在上、下電極之間產(chǎn)生電壓。傳感器的輸出阻抗高，但電壓信號的輸出卻十分弱，因此要將阻抗變化的場效應(yīng)管和厚膜電阻放在傳感器內(nèi)部，組成一個(gè)源極輸出器。整個(gè)結(jié)構(gòu)都應(yīng)封在管殼內(nèi)。

管殼頂端設(shè)置開設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光鏡片可通過光的波長范圍為7～10μm，正好適合于人體紅外輻射的探測，而其他波長的紅外線則由濾光鏡片予以吸收。在光譜范圍內(nèi)，熱釋電紅外傳感器的靈敏度波形十分平坦，可見光對其并沒有太大影響。

傳感器前部裝有菲涅耳透鏡，這是一種多面折射、反射鏡，其主要作用是和熱釋電紅外傳感器相互配合，從而擴(kuò)大探測范圍，提高探測接收靈敏度。

熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)以及等效電路圖如圖1、圖2所示。

圖1 熱釋電紅外傳感器結(jié)構(gòu)圖

圖2 熱釋電紅外傳感器等效電路圖

2.2 被動(dòng)式紅外報(bào)警器

所謂“被動(dòng)”指的是探測器自己并不發(fā)出能量，在進(jìn)行探測時(shí)，只接收外界能量。因?yàn)槿说捏w溫一般為37℃，因此會(huì)發(fā)出波長在10μm左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探測器工作時(shí)，就是對10μm左右的紅外線進(jìn)行探測。

信號濾波電路、熱釋電紅外傳感器、報(bào)警電路以及光學(xué)系統(tǒng)等共同組成了被動(dòng)式紅外報(bào)警器。報(bào)警器的核心器件是熱釋電紅外傳感器，其主要作用是將人體的紅外信號轉(zhuǎn)換成電信號，以供信號處理部分使用。信號處理的主要目的是放大、延遲輸出較弱的電信號，從而實(shí)現(xiàn)報(bào)警目的。

被動(dòng)式紅外報(bào)警器的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 被動(dòng)式紅外報(bào)警器結(jié)構(gòu)框圖

3 紅外探測無線遙控?cái)?shù)顯防盜報(bào)警系統(tǒng)的改進(jìn)建議

3.1 合理選擇傳感器

設(shè)計(jì)紅外探測無線遙控?cái)?shù)顯防盜報(bào)警系統(tǒng)時(shí)，傳感器的選擇尤為重要，雙元熱釋電紅外傳感器RE200B有2個(gè)對偶的傳感單元，可以抑制溫度變化產(chǎn)生的干擾。除此以外，將菲涅耳透鏡裝設(shè)在傳感器前端，還能抑制白光干擾。

3.2 改進(jìn)信號智能判斷方法

采用MSP430單片機(jī)能夠有效地克服小動(dòng)物移動(dòng)對報(bào)警系統(tǒng)產(chǎn)生影響的問題。其工作原理是當(dāng)它接收到的信號電壓總是處于一個(gè)較高水平時(shí)，這個(gè)信號將被視作預(yù)入侵的探測信號，然后紅外傳感器采集到的數(shù)據(jù)會(huì)被進(jìn)行相應(yīng)分析與處理。當(dāng)該信號所反饋的時(shí)間、空間以及溫度等數(shù)據(jù)全部與人體吻合時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)進(jìn)行報(bào)警。這種信號的智能判斷方法能夠有效防止風(fēng)、小動(dòng)物等對系統(tǒng)的干擾，大幅度降低誤報(bào)率。

3.3 改進(jìn)系統(tǒng)的主程序流程

和當(dāng)前市場上應(yīng)用較多的主程序流程相比，圖4所示主程序流程在信號判斷方面更加智能化，同時(shí)還增加了GSM模塊設(shè)計(jì)。

圖4 改進(jìn)后的系統(tǒng)主程序流程

4 結(jié)語

目前，紅外探測無線遙控?cái)?shù)顯防盜報(bào)警系統(tǒng)中應(yīng)用的被動(dòng)式紅外探測器存在著以下不足：誤報(bào)率相對較高，場外掌控性較弱。不過，在不斷加強(qiáng)對紅外探測無線遙控?cái)?shù)顯防盜報(bào)警系統(tǒng)研究的前提下，此問題必將得到解決?？傊?，紅外探測無線遙控?cái)?shù)顯防盜報(bào)警系統(tǒng)具有非常廣闊的應(yīng)用前景，能在安防領(lǐng)域發(fā)揮十分重要的作用。

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