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四元紅外探測器采用光敏元件，只有每個(gè)探測器都探測到信號時(shí)才觸發(fā)報警。比普通雙元紅外和幕簾式探測器有更強的抗誤報能力和更好的探測性能。有侵入方向識別能力，用戶(hù)從內到外闖入警戒區，不會(huì )觸發(fā)報警，只有非法入侵都從外界侵入才會(huì )觸發(fā)報警，極大地方便了用戶(hù)在設防的警戒區域內活動(dòng)，同時(shí)又不觸發(fā)報警系統，真正地實(shí)現“零誤報”。并且其外圍器件很少，節約了空間和成本及調試時(shí)間，提高整機可靠性。 1 紅外采集模塊 紅外探測器是一種輻射能轉換器，主要用于將接收到的紅外輻射能轉換為便于測量或觀(guān)察的電能，熱能等其他形式的能量。雙元探測器包含兩個(gè)單元，它們對共同的FET輸出是反極性連接的，但是四元探測器包含四個(gè)單元，兩個(gè)輸出，這兩個(gè)獨立的通道使信號的處理避免錯誤報警，其特點(diǎn)是低噪聲，高響應度，優(yōu)異的共模平衡一雙單元類(lèi)型，各種濾波器窗口供寬帶或窄帶應用，單通道或雙通道器件，單元器件帶熱補償。這里采用四元紅外探測器型號Lhi807，其可靠性，以及其他指標均遠遠高出雙元探測器。 2 信號處理模塊 四元紅外探測器提供了多重分段的探測區。一個(gè)報警信號是由每個(gè)區域的所有紅外能量累計產(chǎn)生的。它把一個(gè)人體目標分為4～8個(gè)區域產(chǎn)生清晰和最強的信號，以達到穩定的探測。局部溫度的變化，如老鼠和窗簾等引起的溫度變化，則同時(shí)只影響一或二個(gè)區域，從而產(chǎn)生較小的探測信號。這些信號再由信號處理電路分析，以得到更加精確的探測，并濾除誤報信號，如圖1所示。 信號采樣對信號處理精度影響到電路的實(shí)際應用價(jià)值，在此采用的是Ni公司TI5000系列DSP5402，用68引腳的PLCC封裝，內部帶有1個(gè)10位A／D轉換器，故硬件電路省略了A／D轉換器，而且還可以能獲得更高的分辨率。 3 整體硬件電路 系統的硬件部分主要由前端輸入電路、采樣器信號處理及外圍電路組成，整體電路如圖2所示。 PIR感測信號經(jīng)二級放大，再經(jīng)窗口電壓比較判斷是否有觸發(fā)，有則輸出高平，此時(shí)計時(shí)器受控開(kāi)始計時(shí)，進(jìn)入延時(shí)狀態(tài)，當PIR檢測信號時(shí)間大于768T(時(shí)鐘周期)時(shí)，才輸出高電平，以防止誤觸發(fā)，內部輸出控制器相當于一個(gè)與門(mén)的功能，只有當光敏電阻CDS檢測計時(shí)輸出及過(guò)零檢測出同時(shí)為高電平時(shí)，才會(huì )輸出正脈沖，控制可控硅動(dòng)作。光敏元件硫化鎘CDS接內部施密特觸發(fā)器，白天CDS阻值低，施密特輸出低，抑止輸出；天暗相反，當PIR工作，CDS不工作，即I／O腳檢測到CDS為輸出低電平。由于RE200B過(guò)零檢測的作用給出一個(gè)標準的起點(diǎn)是過(guò)零電壓，當l，2，3腳同時(shí)為高電平，11腳輸出正脈沖，控制外圍電路工作。15腳TCI為定時(shí)時(shí)鐘，19腳TB為系統時(shí)鐘，時(shí)間設定均為：F=(1±O．2)／1．1RCo人體在開(kāi)關(guān)的感應范圍有微小的動(dòng)作即能使負載持續工作。當人體靜止不動(dòng)超出延時(shí)時(shí)間，開(kāi)關(guān)將自動(dòng)關(guān)閉，人體一旦移動(dòng)又自動(dòng)開(kāi)啟負載。由于電路采用過(guò)零技術(shù)，常通斷，對負載影響不大，白天安裝此開(kāi)關(guān)，燈泡會(huì )閃亮3次后熄滅，表示初始化結束，進(jìn)入正常監控狀態(tài)。晚上安裝此開(kāi)關(guān)負載即時(shí)工作，人離開(kāi)后自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉負載。 4 性能測試 利用仿真軟件Matlab分別對白天和黑夜的情況進(jìn)行了仿真，仿真圖如圖3和圖4所示。其中，圖3是二元熱釋電紅外信號處理器仿真結果，圖4是四元熱釋電紅外信號處理器的仿真結果。從圖中可以看出四元熱釋電紅外用更好的響應速度。 5 結 語(yǔ) 隨著(zhù)人們安全意識的提高，越來(lái)越多的人投入到安全技術(shù)的研究中，而多元紅外探測器傳感器的應用的更是逐漸成為熱點(diǎn)。在對熱釋電紅傳感器全面論述的基礎上，給出基于四元熱釋電紅外信號處理器硬件結構設計，最后用Matlab軟件進(jìn)行詳細的數據仿真，從而可預測本類(lèi)系統的研制必將更快的促進(jìn)安全技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展，并具有一定經(jīng)濟意義。 |
