高志偉

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智能感應(yīng)迎賓燈設(shè)計

高志偉

（河南工業(yè)技師學(xué)院，河南 鄭州 450007）

基于單片機的智能感應(yīng)迎賓燈設(shè)計，控制系統(tǒng)以MCS-51系列單片機為核心，熱釋電和紅外反射電路檢測人的靠近。采用傳感器典型應(yīng)用電路實現(xiàn)信號的放大、抗干擾等處理，并實時反饋。軟件編程使用Keil C51，結(jié)合Proteus的仿真，根據(jù)產(chǎn)品實際工作邏輯關(guān)系，利用語句和函數(shù)實現(xiàn)功能，輸出并通過繼電器控制指示燈工作。

PIR；紅外線檢測；電子產(chǎn)品；防盜報警器

智能感應(yīng)迎賓燈是近年應(yīng)用于中高檔轎車的一種電子產(chǎn)品，它的前身是電子防盜報警器。主要作用是當(dāng)光線較為昏暗時，汽車感應(yīng)到用戶接近車身時，為了便于用戶開啟車門時看清周圍事物而添加的一種輔助電子產(chǎn)品。市場上存在的產(chǎn)品種類較多、價格不等，其控制方式也不盡相同，本文以單片機控制為例，簡述設(shè)計思路、電路組成、軟件編程等。

1 控制方案選擇與確定

方案可選擇電子技術(shù)、PLC、單片機等作為控制核心，電子技術(shù)構(gòu)成的電路復(fù)雜且可擴展性差，PLC構(gòu)成的電路性價比低，選用單片機性價比高且根據(jù)設(shè)計情況可進行改進和拓展。如圖1所示，整個控制系統(tǒng)以單片機作為核心，接收信號、處理并輸出控制，電源電路為單片機及其他電路提供工作電源，熱釋電、紅外傳感器檢測電路實現(xiàn)電信號的轉(zhuǎn)換，繼電器電路實現(xiàn)電子開關(guān)的功能，用于頻繁通斷動作的保護和控制指示燈亮滅。

圖1 系統(tǒng)方框圖

各功能模塊控制要求如下。

電源電路：+5 V電源，電源指示燈紅燈亮。

熱釋電檢測電路：工作正常，PIR能正常檢測50 cm范圍內(nèi)的紅外線輻射信號。

紅外檢測電路：當(dāng)被測物體距紅外反射傳感器小于

15 cm時，紅外反射檢測電路能輸出檢測到物體的報警信號。

繼電器電路：正常通電后，繼電器能接收來自單片機的控制信號完成斷開或吸合操作。

微處理器及照明電路：實時處理檢測信號，準確地實現(xiàn)控制。

2 硬件設(shè)計

2.1 熱釋電紅外傳感器

紅外線最顯著的特性是具有熱效應(yīng)，利用人體發(fā)出的紅外線，當(dāng)人體進入感應(yīng)范圍時，紅外傳感器探測到人體紅外光譜的變化，自動接通輸出電路，打開相應(yīng)負載；一旦人離開后，輸出自動關(guān)閉，實現(xiàn)節(jié)能效果。熱釋電紅外傳感器是一種被動式調(diào)制型溫度傳感器，能檢測人或動物發(fā)射的紅外線而輸出電信號，工作原理是收集物體表面輻射出來的紅外線，然后將紅外線能量轉(zhuǎn)換為電氣信號作為控制電路的輸入端。三個引腳分別是電源供電端（內(nèi)部開關(guān)管D極）、信號輸出端（S極）、接地端（G極）。

其常用控制電路包括菲涅爾透鏡、熱釋電傳感器、放大器、比較器、控制電路輸出電路等部分。CS9803為熱釋電紅外傳感器配套設(shè)計的專用集成電路，PIR傳感器S極輸出的信號經(jīng)CS9803GP內(nèi)部運算放大器放大，如果判斷有觸發(fā)信號，11腳（RELAY輸出）為高電平，驅(qū)動VT6導(dǎo)通，發(fā)光二極管VD7點亮，表明有信號輸入。8腳所接阻容元件RP3、R27、C17決定IC內(nèi)部定時器的周期，調(diào)節(jié)R、C可以調(diào)整輸出控制的時間長短。

2.2 紅外線發(fā)光與接收二極管

當(dāng)有人體靠近時，紅外發(fā)光二極管點亮，同時，接收二極管把電信號經(jīng)過VT3、VT4二級放大，通過VD4的保護，送至VT5，最后由單片機P1.0口接收該信號進行后期處理。

2.3 系統(tǒng)整體電路

如圖2所示，整體電路由熱釋電傳感器檢測、紅外線檢測電路、單片機（電源、時鐘、復(fù)位電路）、繼電器控制LED電路等組成。由+5 V、C18、C19、R33、VD8組成電源電路，為電路提供工作電源。P2.0端口送至VT1，當(dāng)P2.0為高電平時，三極管截止，電源、線圈構(gòu)不成閉合回路。當(dāng)P2.0為低電平時，三極管導(dǎo)通，繼電器線圈得電，常開觸點閉合，L1迎賓燈點亮。兩種傳感器如果有一個檢測到信號，通過對應(yīng)驅(qū)動電路把低電平送至單片機，結(jié)合實際情況邏輯運算后輸出，帶動負載工作。

圖2 智能感應(yīng)迎賓燈設(shè)計電路

3 軟件設(shè)計

系統(tǒng)工作過程如下：定義位類型變量，利用if-else組成的選擇結(jié)構(gòu)語句用于判斷熱釋電和紅外傳感器的信號輸入，兩個信號屬于邏輯或關(guān)系，只要有輸入，指示燈亮，延遲一定時間，當(dāng)人進入車內(nèi)后，燈熄滅。具體流程及源程序如圖3所示。由于單片機輸入端口的驅(qū)動能力有限，經(jīng)過傳感器變換之后的信號需放大才能輸入至端口。為了避免電磁干擾和誤觸發(fā)，檢測信號時需要二次檢測，使用硬件組成的RS觸發(fā)器或者循環(huán)語句組成的軟件延時，可避免出現(xiàn)類似問題。

4 總結(jié)與思考

智能感應(yīng)迎賓燈的原理與報警器相似，均屬于智能檢測。實際應(yīng)用中大多數(shù)電路較復(fù)雜，在仿真和調(diào)試時不太容易實現(xiàn)。使用軟件編程可最大程度上減少硬件的使用，提高效率。同時可利用Proteus軟件，在制作之前先對軟件仿真，對于元件庫中沒有的傳感器等元件，可利用按鈕替代。另外，也可利用現(xiàn)代通信技術(shù)，實現(xiàn)遠程操作和控制，進一步擴充其使用范圍。

圖3 系統(tǒng)流程圖及源程序

［1］馮佳.單片機控制裝置安裝與調(diào)試項目教程［M］.北京：中國人民大學(xué)出版社，2011.

［2］李志京.單片機應(yīng)用技能實訓(xùn)（C語言）［M］.南京：江蘇教育出版社，2012.

［3］王靜霞.單片機應(yīng)用技術(shù)（C語言版）［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2016.

［4］朱蓉.單片機技術(shù)與應(yīng)用［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2013.

2095－6835（2018）24－0117－02

TM923.34

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.24.117

高志偉（1985—），男，河南嵩縣人，講師。

〔編輯：張思楠〕