红外报警器的设计与仿真毕业设计.docx

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红外报警器的设计与仿真毕业设计

编号：

审定成绩：

重庆邮电大学

毕业设计（论文）

设计（论文）题目：

红外报警器的设计与仿真

学院名称：

通信学院

学生姓名：

江运涛

专业：

电子信息与工程（通信技术）

班级：

2012级

学号：

2012216444

指导教师：

冯志宇

答辩组负责人：

填表时间：

2016年5月

重庆邮电大学教务处制

摘要

红外感应无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。

在当今的社会红外感应在诸多领域都得到了应用。

如红外报警器、红外数据传输器、红外夜视仪等方面。

所以设计一个简易红外报警器有利于我们对红外传输技术有所了解。

红外报警器可以分为两种。

一种是主动式红外报警器，它主要是通过报警器发出红外线来触碰障碍物然后被反弹来接收信息。

如果有物体触碰到红外线，探头就会出现异常然后就会报警，这就是主动式红外报警器。

而另一种是被动式红外报警器，与主动式红外报警器相比，它少了一项功能，即是不会发出红外线。

从物理学上我们可以了解到，如果物体的温度大于0度时就会发出红外线，也就是说任何物体都可以发出红外线。

而后面的原理，被动式与主动式是一样的。

红外报警器对温度是非常敏感的，物体的温度越高，则它所辐射出来的红外线就会越强，当探头检测到高强度的红外线时就会发出报警，当然少数情况下也会出现误警的情况。

通过查阅资料，本次设计选择针对主动式红外警报器进行仿真设计。

本次设计简易红外报警器的内容是:

设计符合要求的电路原理图，对三极管构成无稳态振荡电路、红外收发电路自锁驱动与复位电路及三极管构成无稳态振荡声光电路的各个元件的参数静态工作点进行分析计算，用Multisim软件制作出电路原理图，并进行仿真得出结果。

若有故障，则利用已有的故障维修思路和方法进行检修使其能正常工作，达到合格的标准。

【关键词】红外报警器Multisim防盗报警STC89C51单片机

ABSTRACT

Whetherfromthelinetechnologyorcomponents,thethinkingandunderstandingandevenhavemadeconsiderableprogress.Intoday'ssocietyinfraredsensorsinmanyfieldsithasbeenapplied.Suchasinfraredalarm,infrareddatatransmission,infrarednightvisionandotheraspects.Sothedesignofasimpleinfraredalarmsystemwillhelpusunderstandinfraredtransmissiontechnology.

Thesimpledesignofinfraredalarmcontentsis:

designedtomeettherequirementsofthecircuitdiagramofthetransistorsconstitutingthenon-steady-stateoscillationcircuit,infraredtransceivercircuitself-lockingdriveandresetcircuitandtransistorconstitutingeachelementastableoscillatorcircuitofsoundandlightquiescentoperatingpointparametersanalyzedandcalculatedtoproduceacircuitdiagramwithAltiumMultisimsoftware,andsimulation.Ifitfails,theuseofexistingfaultrepairideasandmethodsformaintenancesothatitcanworktoachievethequalifyingstandard.Ilearnedalotinthedesign,transistorsconstitutingtheself-lockingdriveandaskresetcircuitandtransistorsconstitutingtheastableoscillatingcircuitschematicstructureofnewtheoreticalknowledge,reviewtheconsolidationofthepreviouscircuits,analogelectronics,andmodernelectroniccircuitstechnicalandotherknowledge.Alsobetterintegratetheorywithpractice,therelevantnewandoldknowledgetodesignyourselfafinisheddesign.Infraredalarmactionisthesignaltransmittedfromthetransmittingendthroughtheairreceivingsidehasreceived,inthisprocessduetotheeffectoftheexternalbodyratherhinderthetransfersignalasthetriggeranalarmsignal.Astheelectronsticksgraduation,thesubjectoftheproposedinfraredradioalarmindicatorsisrelativelylow,andtherealityofreasonandpracticalitydisturbancessuchasDC-poweredinfraredgeneratingcircuitoccurs.Becauseofthelimitedpersonallevel,thisdesignshortcomingsandmistakesareinevitable,askforgiveness!

【Keywords】InfraredalarmBurglaralarmMultisimSTC89C51

前言

20世纪末，人们生活水平不断的提高，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，但是拥挤繁杂的住宅环境以及人口暴增的生活压力，使得一些人踏过法律的底线不劳而获窃取他人劳动果实，对他人的生命以及财产安全造成了严重的影响。

红外报警器作为报警系统中的重要一员不仅在财产安全方而有重要的作用，在工业生产和自动化监控也有若很大的开发和利用空间因此红外报警器的研究和开发，有着非常现实的意义。

在当今的社会红外感应传输技术得到了广泛的应用。

如光碟机、无线数据传输、军事与生产重地等。

因此必须重视红外报警器的设计，作为一名电子信息与工程专业的学生，学的正是这反面的相关知识。

一般在学校、公司等一些公共场合一般都会有红外报警器，它是为了防止半夜遭小偷贵重物品失窃，从而到达报警的效果，以便于人们调查。

红外线是我们人眼所不能见到的，当会有动的物体触碰到这根线的时候，探头就会出现异常，然后就会发出警报声。

市场上常见红外报警器能实现的功能：

1、红外报警器的探测器与主机能够通过无线来验证对码，从而让系统扩容变得更加简单便捷。

2、其报警声音和音量可以自己调整，以确保提高系统安全的警戒性。

3、它可以显示报警信息，能够提醒保安人员报警的具体时间与位置，方便调查。

4、它具有存储功能，可以实时查询报警记录。

5、其内部设有备用电源，为了避免停电从而来继续保持报警防御功能。

6、在发现情况时，红外报警器会自动拨打电话，实现紧急求救人员的功能。

因市面上的红外报警器的设计出来比较复杂，本文只是针对报警原理进行了详细的介绍，以及所用仿真软件进行了仿真操作，以加强读者对本文设计的红外报警器有更深的了解。

第一章绪论

随着近代社会的不断发展，生活水平逐渐提高，人们对家庭财产及家居安全重视程度也不断提高，对防盗安全的要求程度越来越高。

人们希望实现在任何时间，任何地点都能获得防盗警报、安全等信息的理想目标。

实践证明，红外报警器能帮助人们实现这一目标。

因此，在当今的社会红外感应传输技术得到了广泛的应用。

第一节电子电路概述

电子电路设计是综合运用电子技术理论知识的过程，必须从实际出发，通过调查研究、查阅有关资料、方案比较及确定，以及设计计算选取元器件等环节，设计出一个符合实际需要、性能和经济指标良好的电路。

由于电子元器件参数的离散性，加之设计者缺乏经验，理论上设计出来的电路，可能存在这样那样的问题，这就要求通过实验、调试来发现和纠正设计中存在的问题，使设计方案逐步完善，以达设计要求。

模拟电路的设计，首先要根据电路的实际要求，拟定出切实可行的总体方案。

在确定方案的过程中，应当反复研究设计要求、性能指标；然后根据确定，的方案划分成若干个单元电路，并对各单元电路进行初步的设计，包括电路形式的确定、参数的计算、元器件的选用等。

最后将设计的各单元电路连接在一起，画出一个符合要求的完整电路。

第二节红外报警器概述

1、红外报警器工作原理

红外线报警器主要由热释电人体红外传感器、放大滤波电路、双限比较器、基准电压、指示电路组成如图1.1所示。

该报警器制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。

可监视几米到几十米范围内运动的人体，当有人在该范围内走动时，发出报警信号

。

图1.1红外线报警器电路组成框图

热释电人体红外线传感器主要有多种型号，但结构、外型和电参数大致相同，一般可互换使用。

如上海产的SD02型热释电人体红外传感器，该传感器由敏感元件、场效应管、阻抗变换器和滤光窗等构成，并在氮气环境下封装。

内部结构及原理图如图1.2所示[2]。

图1.2热释电人体红外线传感器原理图

热释电人体红外传感器的特点是，它只在由于外界的辐射而引起本身温度变化时，才给出一个相应的电信号，当温度的变化趋于稳定后，就不再有信号输出。

所以，热释电信号与它本身的温度变化率成正比，即热释电传感器只对运动的人体敏感。

通常，敏感单元材料阻抗非常高，因此要用场效应管进行阻抗变换后才能实际使用。

电路中高阻值电阻Rg的作用是释放栅极电荷，使场效应管正常工作；采用源极输出时，要外接源极电阻Rs，源极电压约为0.4～l.0V。

制成敏感单元的PZT（锆钛酸铅）是一种光谱材料，能探测各种波长辐射。

为了使传感器对人体最敏感，而对太阳、电灯光等有抗干扰性，传感器采用了滤光片做窗口。

滤光片使人体辐射的红外线最强的波长正好落在滤光窗相应波长的中心处，所以滤光窗能有效地让人体所辐射的红外线通过，而阻止太阳光、灯光等可见光中的红外线通过，以免引起干扰。

为提高传感器的灵敏度，可在传感器前1～5cm处放置菲涅尔透镜，使探测距离从一般的2m提高10m至20m。

在实验室