红外探测无线遥控数显防盗报警系统研究

2014-03-06陈国钧

机电信息 2014年12期

陈国钧

（佛山市南海区金盾电子工程有限公司，广东佛山 528200）

0 引言

随着社会的进步，科学技术发展得越来越快，人们的安全防范意识也越来越强，因此红外探测无线遥控数显防盗报警系统开始被广泛地应用于各个领域。此系统能够及时报警，同时还能准确地进行定位，将数据通过无线传输模块传送给监视主机，这样一来，有关人员就能够及时收到报警消息，防盗效率大大提高。未来，红外探测技术将会朝着智能化、集成化以及网络化的方向发展。本文将主要对红外探测无线遥控数显防盗报警系统的原理以及技术特点进行叙述。

1 红外探测无线遥控数显防盗报警系统概述

红外探测无线遥控数显防盗报警系统主要是利用红外线光束进行探测，当红外线光束被人或物遮挡住时，探测器就会发出信号，使发射机工作，而接收机收到来自发射机的信号，经过有关电路进行处理后，控制信号即被输出，报警声就会响起，值班人员就可以根据显示器显示的报警地点迅速采取有效措施。此系统还采用了数字编码技术，这样一台主机就可以带多台报警分机，对多个报警点同时进行监视。

2 红外探测无线遥控数显防盗系统技术分析

2.1 热释电红外传感器

热释电红外传感器在检测人体辐射的红外线时，可以利用非接触形式，除此以外，还能将其转化成电压信号，以便对运动的生物以及非生物进行鉴别。热释电红外传感器除了可以用于防盗报警外，还能在遥测以及自动控制中应用。

2.1.1 热释电效应的含义

在某些绝缘物质中，温度的变化会引起极化状态改变的现象。当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷，这种由于热变化而产生的电极化现象称为热释电效应。

2.1.2 热释电红外传感器的结构

热释电红外传感器通常使用PZT一类强介电材料，在其上、下表面设置电极，上表面覆以黑色氧化膜，若有红外线间歇照射，表面温度将会上升，材料内部的原子排列就会发生变化，从而引发自发极化电荷，并在上、下电极之间产生电压。传感器的输出阻抗高，但电压信号的输出却十分弱，因此要将阻抗变化的场效应管和厚膜电阻放在传感器内部，组成一个源极输出器。整个结构都应封在管壳内。

管壳顶端设置开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光镜片可通过光的波长范围为7～10μm，正好适合于人体红外辐射的探测，而其他波长的红外线则由滤光镜片予以吸收。在光谱范围内，热释电红外传感器的灵敏度波形十分平坦，可见光对其并没有太大影响。

传感器前部装有菲涅耳透镜，这是一种多面折射、反射镜，其主要作用是和热释电红外传感器相互配合，从而扩大探测范围，提高探测接收灵敏度。

热释电红外传感器的结构以及等效电路图如图1、图2所示。

图1 热释电红外传感器结构图

图2 热释电红外传感器等效电路图

2.2 被动式红外报警器

所谓“被动”指的是探测器自己并不发出能量，在进行探测时，只接收外界能量。因为人的体温一般为37℃，因此会发出波长在10μm左右的红外线，被动式红外探测器工作时，就是对10μm左右的红外线进行探测。

信号滤波电路、热释电红外传感器、报警电路以及光学系统等共同组成了被动式红外报警器。报警器的核心器件是热释电红外传感器，其主要作用是将人体的红外信号转换成电信号，以供信号处理部分使用。信号处理的主要目的是放大、延迟输出较弱的电信号，从而实现报警目的。

被动式红外报警器的结构如图3所示。

图3 被动式红外报警器结构框图

3 红外探测无线遥控数显防盗报警系统的改进建议

3.1 合理选择传感器

设计红外探测无线遥控数显防盗报警系统时，传感器的选择尤为重要，双元热释电红外传感器RE200B有2个对偶的传感单元，可以抑制温度变化产生的干扰。除此以外，将菲涅耳透镜装设在传感器前端，还能抑制白光干扰。

3.2 改进信号智能判断方法

采用MSP430单片机能够有效地克服小动物移动对报警系统产生影响的问题。其工作原理是当它接收到的信号电压总是处于一个较高水平时，这个信号将被视作预入侵的探测信号，然后红外传感器采集到的数据会被进行相应分析与处理。当该信号所反馈的时间、空间以及温度等数据全部与人体吻合时，系统才会进行报警。这种信号的智能判断方法能够有效防止风、小动物等对系统的干扰，大幅度降低误报率。