红外报警系统设计.pdfVIP

1.2红外报警器的原理

被动红外报警器主要是根据外界红外能量的变化来判断是否有人在移动。人体的红外能

量与环境有差别，当人通过探测区域时，报警器收集到的这个不同的红外能量的位置变化，

进而通过分析发出报警。人体都有恒定的体温，一般在37度左右，会发出特定波长10μm

左右的红外线，被动红外报警器就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。

人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源

通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，

向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。被动红外报警器是以探测人体辐

射为目标的，所以热释电元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。为了仅仅对人

体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅尔滤光片，使环境的干扰受到明

显的控制作用。其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元件。而且制成的两个电极化方

向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵

消，于是报警器无信号输出。一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并

被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同不能抵消，经信号处

理而报警。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：

1.不需要用红外线或电磁波等发射源。

2.灵敏度高、控制范围大。

3.隐蔽性好，可流动安装。

1.3设计意义及要求

通过对红外线报警器系统的设计与分析，用集成运放LM324、红外传感器、二极管等器

件设计电路，可监视几米到几十米范围内运动的人体，当有人在该范围走动时发出报警信号。

并且运用multisim软件对电路进行仿真。

二、电路组成及框图

2.1电路组成及框图

红外线报警器可监视几米到几十米范围内移动的人体，当有人在该范围内走动时，发出

报警。其电路的组成框图如图2-1所示。

电源传感器放大滤波比较器指示电路

基准电压

图2-1报警器电路的组成图

图2-2报警器电路图

1．电源：通过交流电经变压器的变压、桥式二极管的整流、电容的滤波、稳压器的稳

压得到5V的直流电压。

2．传感器：传感器主要是用来采集人体的红外线信号并将该信号转换成电信号的器件。

3．放大滤波：是由集成运算放大器LM324和电容构成对传感器的信号进行放大和滤波

供下一级电路使用。

4．比较器：这里采用的是双限电压比较器，把电路中的基准电压U1和U2作为参考电

压（U1U2）与比较器输出的电压作比较控制指示电路指示是否有人进入的情况。

三、单元电路设计

3.1电源电路设计

直流电源（DCpower）有正、负两个电极，当两个电极与电路连通后，能够使电路两端

之间维持恒定的电位差，从而在外电路中形成由正极到负极的电流来为电路工作提供能量。

在设计采用的是5V的芯片，所以电路设计为5V的电源。

3.1.1整流滤波电路

1．整流电路

晶体二极管是由两种具有不同导电性能的n型半导体和p型半导体结合形成的pn结构

成的，如图3-1（a）所示，pn结具有单向导电的特性，常用符号表示如图3-1（b）。

图3-1二极管的pn结构及符号

图3-2二极管的特性曲线

当pn结加上正向电压（p区接正、n区接负）时，外电场使pn结的阻挡层变薄，形成

比较大的电流，二极管的正向电阻很小；当pn结加上反向电压时，外电场使pn结的阻

挡层变厚，形成极小的反向电流，表现为反向电阻非常大。晶体二极管的正反向特性曲线如

图3-2所示，即二极管具有单向导电性。

利用二极管的单向导电性，可将交流电变成脉冲直流电，其过程称为整流。如图3-3

是