红外传感器设计(共46页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上目 录1122444667菲涅尔透镜10热释电红外线传感器的主要技术参数12热释电红外传感器的安装与使用1315151516171922242728293030323335363839专心-专注-专业红外传感器设计设计总说明发展到现在，已经为大家所熟知，这种技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。红外传感系统是用红外线为介质的，按照功能能够分成五类：（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像；（4）红外测距和通信系统；（5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。红外线传感器包括、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。热释电红外传感器是一种被动式调制型温度敏感器件，利用热释电效应工作，它是通过目标与背景的温差来探测目标的。其响应速度虽不如光子型，但由于它可在室温下使用、光谱响应宽、工作频率宽，灵敏度与波长无关，容易使用。这种探测器，灵敏度高，探测面广，是一种可靠性很强的探测器。本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、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。在电子防盗、人体探测器领域中，热释电红外探测器的应用非常广泛，这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于多用户统一管理。本设计是一个以单片机为核心的红外报警系统，包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89C51，整个系统是在系统软件控制下工作的。设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL 电平至AT89C51单片机。在单片机内，经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。驱动电路将控制信号放大并推动声光报警设备完成相应动作。本文共分四章，由绪论开始，说明了本课题的目的、意义和研究前景，接着介绍了该设计的设计思路，最后从热释电红外传感器的基本工作原理和组成部分以及红外报警系统的设计等几个方面对红外传感技术进行了介绍。论文内容中针对热释电红外传感器的基本工作原理和组成部分进行了详细的说明，并对传感器的光学滤镜进行了简单的介绍，最后设计了由51单片机控制的红外报警系统，详细介绍了系统的各个部分的组成电路，并分析设计出了系统的主程序流程和主程序清单等。综上，本设计最终实现了这个由单片机控制的红外报警系统，虽然对于其中很多地方来说还有待完善，但从总体来看该设计还是成立的，其功能也基本实现。关键词：热释电红外传感器；报警电路；89C51INTRODUCTIONInfrared technology development up to now, has been that are familiar to us, this technology has in the modern science and technology, national defense and industrial and agricultural fields has been widely used. Infrared sensor system is used as the medium with infrared measurement system according to the function, can be divided into five categories: (1) radiometer, used for radiation and spectrum measurement; (2) search and tracking system, used to search and track infrared target, determining the spatial location and tracking of its movement; (3) thermal imaging system, can produce the whole goal infrared radiation of distribution images; (4) infrared distance and communication system; (5) hybrid system, it is to point to of all kinds of system of more than two or DuoGe combination. Infrared sensors including optical system, check components and transform circuit. Optical system according to the structure can be divided into transmission type and reflex two kinds. The test components according to a principle of work can be divided into thermal test components and photoelectric detection components. Temperature sensing elements is the largest application thermal resistor. Thermistors by infrared ray radiation temperature, when resistance changes, through the conversion into electrical signal output circuit.Pyroelectric infrared sensor is a kind of passive modulated temperature sensitive components, with pyroelectricity effect work, it is through the temperature difference between the target and background to detect the target. The response speed is not the photon type, but because it can use at room temperature, spectral response wide, wide frequency range, sensitivity and wavelength is irrelevant, easy to use. This kind of detector, high sensitivity, detection area wide, is a very strong reliability of detectors.This system USES a pyroelectric infrared sensor, its make simple, low cost, installation is more convenient, and properties of security is stable, strong anti-jamming capability, high sensitivity, safe and reliable. In the electronic security, human body in the field of detector, pyroelectric infrared detector is used extensively, this kind of concealment, not easy to be installed devices, it also found a thief signal after single-chip microcomputer system after treatment for PC, facilitate communication and unified management of many users.This design is to a single-chip microcomputer as the core of the infrared alarm system, including hardware and software design of two parts. Hardware part includes single-chip microcomputer control circuit, infrared detector circuit, drive circuit, executive alarm LED control circuit components. The single-chip microcomputer AT89C51 processor 51 series, the whole system is in the system software work under control. Set in the infrared sensor monitoring stations in the body of the ir radiation transform electrical signal, the amplifier circuit, is sent to the circuit switch, open valve threshold threshold send TTL level to AT89C51 single-chip microcomputer. The processor, the software in the inquiry, identify links such as real-time sends out the invasion judgment alarm status control signals. Drive circuit will control signal to enlarge and promote sound and light alarm equipment to finish the corresponding action.This paper is divided into four chapters, introduction, and explains the start of this topic research purpose, significance and prospect, then introduces the design idea of the design, and finally from the pyroelectric infrared sensor basic working principles and components of infrared alarm system and the design aspects of infrared sensing technology are introduced in this paper. The content of pyroelectric infrared sensors in the basic working principles and components of the detailed instructions, and the optical filter of sensor also briefly introduced, finally designed by 51 single-chip microcomputer control of infrared alarm system, introduced the parts of the system are analyzed, and the composition of the circuit design of the system in the main program flow and main program list etc.In conclusion, this design achieve this by single chip microcomputer control system, although infrared alarm for many of them is to be perfect, place but overall the design or from established, its function is realized basically.Key words: pyroelectric infrared sensors;The alarming circuit;The 89 C511绪论近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展.人民的生活水平有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强.造成偷盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。报警器这时正为人们解决了不少问题.但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构。价格高昂,一般人们难以接受。如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。由于红外线是不见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用，此外，在电子防盗、人体探测等领域中，被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。红外报警器大多数采用国外的先进技术,其功能也非常先进。其中包括被动式热释电型红外报警器,也即是本文将研究的产品2。还有红外监控无线报警器,超声波防盗报警器,红外线防盗报警器,高灵敏红外报警器,触摸式延时防盗报警器, 触摸式防盗报警器,红外报警器, 红外线声先报警器等。1.1红外传感器的发展前景和研究意义是利用红外线来探测物体的测量器件，内部发射特殊红外线光波，相当数据流，也就是数字信号转成红外信号-红外信号转成数字信号（达到控制，信号传输的效果）。 红外传感器属于精密型传感器，它具有相当好的测量针对性。 红外探测器应用可以用于非接触式的温度测量，气体成分分析，无损探伤，热像检测，红外遥感以及军事目标的侦察、搜索、跟踪和通信等。红外传感器的应用前景随着现代科学技术的发展，将会更加广阔.。在将来的发展中，主要在红外传感器的性能和灵敏度将会有较大的提高。发展趋势主要有：1智能化目前的红外传感器主要结合外围设备来使用,而智能传感器内置微处理器，能够实现传感器与控制单元的双向通信，具有小型化，数字通信，维护简单等优点，能够单独作为一个模块独立工作。2微型化传感器微型化一个必然趋势，现在应用中，由于红外传感器的体积问题，导致其使用程度远不如热电隅来的好。所以红外传感器微型化便携与否对其发展前途的影响是不可忽略的。3高灵敏度及高性能在医学上，人体体温测试方面，红外传感器因测量的快速性而得到了相当的应用，但局限于其准确度不高而没办法取代现有的体温测量方法。因此，红外传感器高灵敏度及高性是其未来发展的必然趋势。虽然现阶段的还有很多的不足，但红外传感器已经在现代化的生产实践中发挥着它的巨大作用，随着探测设备和其他部分的技术的提高，红外传感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度，也将有更广阔的应用范围。1.2热释电红外线传感器的发展现状随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不时刻留意那些不速之客。现在现在很多小区都安装了智能报警系统，因而大大提高了小区的安全程度，有效保证了居民的人身财产安全。由于红外线是不见光很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。此外，在电子防盗、人体探测等领域中，被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。目前国内使用的各类防盗、保安报警器基本都是以超声波、主动式红外发射接收以及微波等技术为基础。而这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件热释电红外传感器。这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，它还能鉴别出运动的生物与其它非生物。1.3 本课题所研究的内容本课题主要是利用热释电红外传感器监测环境变化,进行无线信息传输进而完成报警功能的系统,主要用于家居安全,探测有无外人闯入.该系统方便、稳定,十分适合家庭财产安全的保护 。热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域。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：a.不需要用红外线或电磁波等发射源。b.灵敏度高、控制范围大。c.隐蔽性好，可流动安装。2总体方案设计2.1任务要求本次设计的任务，是设计一个以单片机为核心的热释电红外报警系统，系统中应包括硬件和软件设计两个部分。要求完成89C51应用系统设计(晶振电路，上电复位电路，直流稳压电源电路等)以及红外收发模块与单片机的正确连接，还需编写程序当红外接收管接到红外线时对应发光二极管点亮，此外还要求完成主程序的设计及对应的子程序设计。2.2 总体设计思路从设计的要求来分析该设计须包含如下结构：热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机、复位电路及相关的控制管理软件组成；它们之间的构成框图如图2-1总体设计框图所示： 复位电路信号检测电路 放大89c51驱动驱动报警执行电路LED发光显示图2-1 总体设计框图处理器采用51系列单片机89C51。整个系统是在系统软件控制下工作的。设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL 电平至AT89C51单片机。在单片机内，经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。驱动电路将控制信号放大并推动声光报警设备完成相应动作。当报警延迟10s一段时间后自动解除，也可人工手动解除报警信号，当警情消除后复位电路使系统复位，或者是在声光报警10s钟后有定时器实现自动消除报警。3热释电红外传感器的结构原理3.1 热释电效应自然界的任何物体，只要其温度高于绝对零度（273），总是不断地向外发出红外辐射，并以光的速度传播能量。物体向外辐射红外辐射的能量与物体的温度和红外辐射的波长有关。假定物体发射红外辐射的峰值波长为m，它的温度为T，则辐射能量等于红外辐射的峰值波长m与物体温度T的乘积。这一乘积为一常数，即mT29983000（mK）。物体的温度越高，它所发射的红外辐射的峰值波长越小，发出红外辐射的能量也越大。某些被称为“铁电体”的电介质材料，如钛酸铅、硫酸三甘钛、钽酸锂等，受到红外辐射后其温度会升高，这种现象称为红外辐射的热效应。通常,电介质的内部是没有载流子的，因此它没有导电能力。但是任何电介质毫无例外地都是由带电粒子组成的，即自由电子和原子核组成的。在外加电压的作用下，这些带电粒子也要发生移动，带正电荷的粒子趋向负极，带负电荷的粒子趋向正极。其结果是使电介质的一个表面带正电，另一个表面带负电，我们称这种现象为电极化。对于上述现象，某些铁电体电介质材料却是个例外，像上述的几种铁电体材料，当被极化后撤去外加电压时，这种极化现象仍然保留下来，这种现象被称为自发极化。自发极化的强度与温度相关，当温度升高时，极化强度降低。自发极化的铁电体平时靠捕捉大气中的浮游电荷保持平衡状态。在某些绝缘物质中，由于温度的变化引起极化状态改变的现象称为热释电效应。将释放出的电荷通过放大器放大后就成了一种控制信号，利用这一原理制成的红外传感器称为热释电红外传感器。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。如果红外辐射持续下去，电介质的温度就会升到新的平衡状态，表面电荷也同时达到平衡。这时它就不再释放电荷，也就不再有信号输出了，如图3-1所示。因此，对于这类热释电红外传感器，只有在红外辐射强度不断变化，它的内部温度随之不断升降的过程中，传感器才有信号输出，而在稳定状态下，输出信号则为零。因此在应用这类传感器时，应设法使红外辐射不断变化，这样才能使传感器不断有信号输出。为了满足这一要求，通常在热释电传感器的使用中，总是要在它的前面加装一个菲涅尔透镜。图3-1 电介质的热释电效应3.2、热释电红外传感器组成和原理红外传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路。如图3-2示为热释电红外传感器的电路框图。图3-2 红外传感器电路框图热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外传感器。不同的是热释电红外传感器的热电系数远远高于热电偶，其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。为了抑制因自身温度变化而产生的干扰该传感器在工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式，因而能以非接触式检测出物体放出的红外线能量变化并将其转换为电信号输出。热释电红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用因而需要用电阻将其转换为电压形式该电阻阻抗高达，故引入的沟道结型场效应管应接成共漏形式即源极跟随器来完成阻抗变换。热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。按照探测元的数目来分，热释电红外传感器有单元、双元和四元等几种，用于人体探测的红外传感器采用双元或四元式结构。按照热释电红外传感器的用途来分，有以下几种：用于测量温度的传感器，它的工作波长为120m；用于火焰探测的传感器，它的工作波长为4.35±0.15m；用于人体探测的传感器，它的工作波长为715m。将高热电材料制成一定厚度的薄片并在其两面镀上金属电极，然后加电进行极化，这样便制成了热释电探测元。由于加电极化的电压是有极性的，因此极化后的探测元也是有正、负极性的。图3-3是一个双探测元的热释电红外传感器的结构示意图。该传感器将两极性相反、特性一致的探测元串接在一起，目的在于消除闭环境温度和自身变化起的干扰。它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号可在内部相互抵消的原理，使传感器起到补偿作用。对于辐射至传感器的红外辐射，热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上，因此传感器会输出探测信号电压。用来制造热释电红外探测元的材料是一种广谱材料，主要是由一种高热电系数的材料，汝锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。它的探测波长范围为0.220m，在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅耳透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分个分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出1020米范围内人的行动。图3-3 双探测元热释电红外传感器热释电红外探测元的阻抗高达 ，因此必须采用变换元件对其输出的信号进行阻抗变换后才能作为控制信号输出。通常使用具有高输人阻抗的场效应管，将其接成源极跟随器，使其变成低输出阻抗的控制信号，与放大器的输人端相匹配。这和驻极体话筒中采用场效应管进行阻抗变换的作用很相似，其中电阻R：是用来释放场效应管的栅极电荷，使其正常工作的。本设计所用的红外传感器就采用这种双探测元的结构。其工作电路原理及设计电路如图3-4所示, 在VCC电源端利用C1和R2来稳定工作电压，同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。当检测到人体移动信号时，电荷信号经过FET放大后，经过C2，R1的稳压后使输出变为高电位，再经过NPN的转化，输出OUT为低电平。图3-4 红外传感器原理图3.3菲涅尔透镜3.3.1 菲涅尔透镜的原理菲涅尔镜片是根据法国光物理学家FRESNEL发明的原理采用电镀模具工艺和PE（聚乙烯）材料压制而成。镜片（0.5mm厚）表面刻录了一圈圈由小到大，向外由浅至深的同心圆，从剖面看似锯齿。圆环线多而密感应角度大，焦距远；圆环线刻录的深感应距离远，焦距近。红外光线越是靠进同心环光线越集中而且越强。同一行的数个同心环组成一个垂直感应区，同心环之间组成一个水平感应段。垂直感应区越多垂直感应角度越大；镜片越长感应段越多水平感应角度就越大。区段数量多被感应人体移动幅度就小，区段数量少被感应人体移动幅度就要大。不同区的同心圆之间相互交错，减少区段之间的盲区。区与区之间，段与段之间，区段之间形成盲区。由于镜片受到红外探头视场角度的制约，垂直和水平感应角度有限，镜片面积也有限。镜片从外观分类为：长形、方形、圆形，从功能分类为：单区多段、双区多段、多区多段。当人进入感应范围，人体释放的红外光透过镜片被聚集在远距离A区或中距离B区或近距离C区的某个段的同心环上，同心环与红外线探头有一个适当的焦距，红外光正好被探头接收，探头将光信号变成电信号送入电子电路驱动负载工作。整个接收人体红外光的方式也被称为被动式红外活动目标探测器。镜片主要有三种颜色：一、聚乙烯材料原色，略透明，透光率好，不易变形。二、白色主要用于适配外壳颜色。三、黑色用于防强光干扰。镜片还可以结合产品外观注色，使产品整体更美观。3.3.2菲涅尔镜片主要参数：外观描述外观形状（长、方、圆）、尺寸（直径），以毫米为单位。根据传感器和探测需要来设计和生产不同尺寸的透镜。探测范围指镜片能探测的有效距离（米）和角度。焦距指镜片与探头窗口的距离，精确度以毫米的小数点为单位。长形和方形镜片要呈弧形以焦距为单位对准探头窗口。镜片与探头的配合应用我们常用的是双源式探头，揭开滤光玻璃片，其内部有两点对714um的红外波长特别敏感的TO5材料连接着场效管。静态情况下空间存在红外光线，由于双源式探头采用互补技术，不会产生电信号输出。动态情况下，人体经过探头先后被A源或被B源感应，Sa<Sb或Sa>Sb产生差值，双源失去互补平衡作用而很敏感地产生信号输出。当人对着探头呈垂直状态运动，Sa=Sb不产生差值，双源很难产生信号输出。因此，探测器安装的位置与人行走方向呈平行为宜。根据以上原理探头与镜片结合可以做成以下感应方式的人体探测器。1. 单区多段水平式和单区多段垂直式，如下图所示。图3-5单区多段水平式和单区多段垂直式图3-5a单区多段水平式感应角度大，这是探头水平视场角度大的缘故，形成一个长方形扇面感应区，单区多段水平式亦称水平幕帘式感应，此感应方式能避开上下红外线干扰。图3-5b单区多段垂直式感应角度小，这是探头垂直视场角度小的缘故，形成一个垂直形扇面感应区，单区多段垂直式亦称垂直幕帘式感应，此感应方式能避开左右红外线干扰。图3-5c探头与镜片配合不符合Sa<Sb或Sa>Sb产生差值的要求，因此感应不灵敏。采用双区同心圆相近的镜片也能达到幕帘式感应效果。单区多段和双区多段多用于局部区域感应。2.多区多段感应式和多区多段圆锥体式，如下图所示。 图3-6 多区多段感应式和多区多段圆锥体式图3-6是多区多段感应式探头与镜片对应位置和探测效果图，多区多段感应式多用于挂墙式安装，倾斜向下探测三个不同的区域。图3-6b是多区多段圆锥体感应式，多用于吸顶式安装，直接向下探测。采用双源探头配用圆形镜片感应方向图不似圆锥体，因为探头水平视角大于垂直视角而且出现Sa=Sb的现象，圆锥体效果图会中间凹陷。如果圆形镜片配用四源探头，感应方向图更趋似圆锥体，见图3-6b探测效果图。多区多段感应式和多区多段圆锥体式感应区域宽广，多用于大面积探测。菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用，即将热释红外信号折射（反射）在PIR上，第二个作用是将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。 3.3.3菲涅尔透镜的主要技术指标(1)外形尺寸，根据传感器和探测摘要来设计和生产不同尺寸的透镜。(2)水平视角和垂直视角，它表明透镜的可监视范围。(3)焦距，它表明镜片与传感器的安装距离。3.4 热释电红外传感器的主要技术参数(1) 响应度k热释电红外传感器的响应度也称灵敏度，它的单位为VW或VW，它表明传感器的输出电压与输入的红外辐射功率之比。常用的热释电红外传感器，它的响应度一般为几百几千伏瓦。(2) 响应波长范围传感器的响应度k与人射红外辐射的波长有关，可用如图3-7所示曲线来表示，其中p为峰值响应波长，响应度下降到峰值波长的一半时所对应的波长c称为截止波长。图3-7响应波长图(3)噪声电压V任何一种传感器都不同程度地存在着噪声电压，它是一种无法避免的、毫无规律的电压起伏。如果噪声电压过高，它的数值接近或已超过有用的信号电压，则该传感器就无法使用了。因此必须将传感器的噪声电压限制在一定的允许范围内。常见的热释电红外传感器的噪声电压的峰-峰值一般为几十至几百毫伏。(4) 等效噪声功率NEP若辐射到传感器上的红外辐射功率所产生的有用输出电压恰与传感器本身的噪声电压相等，此时的辐射功率称为等效噪声功率，即信噪比为1时所需要的输人功率。等效噪声功率仅是一个理论界限，并不意味着辐射功率大于NEP就可以检测出来。事实上，要检测出辐射信号的存在，辐射功率应是NEP的26倍。热释电红外传感器的NEP值为1×101×10W。(5)探测度D探测度的定义为等效噪声功率NEP的倒数，即D1NEP（W）。显然，D越大越好。实验发现，许多红外传感器的D和NEP均与探测元的有效面积A和放大器带宽有关，故引入归一化探测度：D（A）NPE（cmHz） W 3.5 热释电红外传感器的安装与使用(1)热释电红外传感器的安装热释电红外传感器根据其使用目的的不同，每一型号都有自己的响应波长范围，使用时应根据使用目的选择合适的传感器。例如：当用来测量温度时，应选用响应波长为120um的传感器。用于火焰探测时，则应选用响应波长为4.35±0.15um的传感器。如果用于人体探测，如防盗或保安等，则应选用波长为715um的传感器。若选择不当，则会使仪器失去控制作用或达不到控制要求。热释电红外传感器在使用和安装中应该注意以下几点：热释电红外传感器必须与菲涅尔透镜配合使用才能有效的发挥它的作用。热释电红外传感器的安装高度应在距地面12m之间，传感器向下应有一定的倾斜度，以减小探测死角。传感器与控制电路之间的距离应尽量的短，并使用蔽屏引线连接，以免引入干扰。(2)热释电红外传感器使用注意事项避免误报警探测范围内不要放置会发热的物体，探测范围内避免强光照射干扰，探测范围内避开被风吹而引起飘动的物体，探测范围内避免动物干扰，可调高下深测区，使0.5米以下动物活动不在探测区内。发现误报探测器，找出原因排除之。选择经公安部检验合格，性价比好的探测器。(3)如何避免漏报警探测范围内不要有障碍物遮挡，留有探测空隙不足以引起报警。探测器安装位置不要致使探测范围造成盲区，给盗贼可乘之机。探测器安装位置要靠近被保护物体，如保险柜等贵重物。探测范围要有余量，要考虑到夏天， 当环境温度升高与人体表面温度一致时（3032），探测距离会缩短1/3以上，甚至个别探测器会出现不探测。因此，务必引起注意。4 具体电路模块设计4.1 89C51单片机4.1.1 89C51单片机的结构 目前计算机硬件技术向巨型化、微型化和单片化三个方向高速发展。自1975年美国德州仪器公司（Texas Instruments）第一块微型计算机芯片TMS-1000问世以来，在短短二十年间，单片机技术已经发展成为计算机领域中一个非常有前途的分支，它有自己的技术特征、规范、发展道路和应用领域。单片机是为了满足工业控制需要而诞生的，是自动控制系统的核心部件，它具有体积小、性能突出、价格低廉等特点，而且它的应用领域也在不断扩大，除了工业控制、智能化仪表、通信、家用电器外，在智能化高档电子玩具产品中也大量采用单片机芯片作为核心控制部件。我们所要设计的红外报警系统也属于一种自动控制系统，因此，我们选用单片机作为整个系统的控制核心。单片机芯片作为控制系统的核心部件，除了具备通用危机CPU的数值计算功能外，还必须具有灵活、强大的控制功能，以便实时监测系统的输入量、控制系统的输出量，实现自动控制。由于单片机主要面向工业控制，工作环境比较恶劣，如高温、强电磁干扰，甚至含有腐蚀性气体，在太空中工作的单片机控制系统，还必须具有抗辐射能力，因而决定了单片机CPU与通用微机CPU具有不同的特点：1.单片机的抗干扰性强，工作温度范围宽，而通用微机CPU一般要求在室温下工作，抗干扰能力较低；2.可靠性高，在工业控制中可以尽量避免因故障而造成的严重后果；3.控制功能较强，数值计算能力较差，而通用微机CPU具有